Войти

Золотое зеркало: лучший телескоп Земли заглянет в прошлое вселенной

1141
0
+1
Источник изображения: NASA

Космический телескоп James Webb отправился на орбиту

Запуск телескопа James Webb - одно из важнейших событий для мировой астрономии. Ожидается, что он станет преемником Hubble и после начала работы раскроет тайны создания галактик, заглянув в далекое прошлое вселенной. Кроме того, James Webb расскажет, как зарождаются подобные Земле планеты и, возможно, есть ли жизнь на спутниках Юпитера и Сатурна.

Космический телескоп James Webb отправился в космос на ракете Ariane 5, стартовавшей с космодрома Куру во Французской Гвиане. Его выведут на орбиту вокруг точки Лагранжа L2 системы Земля-Солнце: это означает, что он будет вращаться вокруг Солнца вместе с Землей. Путь до целевой орбиты займет около месяца, а сама миссия продлится от пяти до десяти лет.

Источник изображения: NASA


James Webb создан в ходе сотрудничества 17 стран под руководством NASA и обладает самым высоким разрешением из всех телескопов, когда-либо созданных людьми. Его возможности многократно превзойдут Hubble, и зачастую James Webb называется его преемником. Вместе с тем телескоп стал самым дорогим и сложным космическим аппаратом и, возможно, одним из самых дорогих устройств в человеческой истории. Суммарно на него было потрачено около $10 млрд, что многократно превосходит первоначальные оценки. Дата запуска также много раз переносилась: первоначально, в 1997 году, телескоп хотели запустить примерно в 2007 году, в начале 2010-х годов старт был уже запланирован на 2018 год, а летит он только сейчас. Также скандал был связан с выбором названия: в марте 2021 года вышла статья в журнале Scientific American, в которой призвали переименовать телескоп, так как Джеймс Уэбб, директор NASA в 1960-х годах, якобы помогал преследовать гомосексуалистов, но агентство отклонило это предложение.

Главное зеркало James Webb имеет диаметр около 6,5 метра, в 2,5 раза больше, чем у Hubble. Именно площадь собирающей поверхности в первую очередь определяет разрешение телескопа. Зеркало James Webb собрано из 18 бериллиевых сегментов и в ходе полета будет находиться в сложенном виде - в противном случае телескоп не поместился бы под головной обтекатель ракеты. Сегменты имеют шестиугольную форму, поскольку из шестиугольников легко собрать относительно круглый предмет и вместе с тем ими можно замостить поверхность без зазоров. Кроме того, к сегментам подсоединены приводы, которые обеспечат точную фокусировку зеркала.

Телескоп под головным обтекателем

Источник изображения: Arianespace


Зеркало сделано не из стекла, а из бериллия, по двум причинам. Во-первых, оно должно было получиться легким, примерно в 10 раз легче зеркала Hubble на единицу площади. Во-вторых, бериллий обладает низким коэффициентом теплового расширения, что важно, поскольку телескоп будет работать при криогенных температурах.

Источник изображения: NASA


Одна из наиболее заметных внешних особенностей телескопа - золотистый цвет зеркала. Оно и правда покрыто тонким слоем золота (48 грамм на 25 м2), поскольку этот металл обладает хорошей отражательной способностью, в частности, в инфракрасном диапазоне.

Работа в среднем инфракрасном диапазоне станет одним из главных отличий телескопа от Hubble. Это значит, что приборы James Webb смогут фиксировать тепловое излучение холодных (по сравнению со звездами) объектов: коричневых карликов, планет и газопылевых облаков. И потому, чтобы не создавать помех, сам телескоп должен оставаться предельно холодным. Для этого космическая обсерватория будет прикрыта теплозащитным экраном, состоящим из пяти слоев каптона с алюминиевым покрытием, а первые два "горячих" слоя дополнительно защищены кремнием.

Тепловой щит телескопа

Источник изображения: NASA


Размер экрана достигает 21 метра в длину и 14,5 метра в ширину, и потому при взлете теплозащита также будет сложена. Подобная термосу конструкция позволит удерживать температуру телескопа ниже 50 кельвин, в то время как наружный слой теплозащиты может разогреваться до 383 кельвин, больше 100 градусов Цельсия. Размещение телескопа в точке L2 также позволит закрыться экраном одновременно от Солнца, Земли и Луны, которые всегда будут находиться по одну сторону. Но даже этого недостаточно для работы некоторых приборов телескопа, и потому на обсерватории есть запас гелиевого охладителя, который позволяет достичь температуры ниже 7 кельвин.

На James Webb установлены четыре научных прибора: камера ближнего инфракрасного диапазона, спектрограф ближнего инфракрасного диапазона, прибор для работы в среднем инфракрасном диапазоне (для которого и нужно дополнительное охлаждение) и датчик точного наведения, совмещенный с бесщелевым спектрографом.

Ученый Бенджамин Поуп из Квинслендского университета считает, что космическая обсерватория произведет революцию астрономии.

"James Webb многократно превзойдет любой когда-либо существовавший телескоп, - говорит исследователь. - Он увидит первые звезды во вселенной, находящиеся в миллиардах световых лет от нас".

Это позволит, по сути, заглянуть в далекое прошлое и проверить существующие модели эволюции галактик и вселенной.

Подобные наблюдения удобно проводить в инфракрасном диапазоне, поскольку ИК-излучение лучше проходит сквозь межзвездную пыль или молекулярные облака, где зарождаются звезды. В то же время ИК-волны задерживается водяным паром и углекислым газом земной атмосферы, и именно по этой причине так важно разместить телескоп в космосе.

Приблизительный чертеж телескопа

Источник изображения: NASA


James Webb позволит обнаруживать относительно холодные экзопланеты, расположенные на удаленной орбите вокруг звезд в пределах 15 световых лет от Земли. Он даже сможет установить приблизительный состав их атмосферы: есть ли там водяной пар, углекислый газ или биосигнатуры, вещества, свидетельствующие о наличии жизни.

Обсерватория также будет исследовать протопланетные диски - диски из плотного газа вокруг молодых звезд, из которых образуются планеты. Спектрометр позволит определить их химический состав и даже обнаружить зарождающиеся каменистые планеты вроде Земли и понять, какие вещества на них попадут. Это поможет ученым построить более точные модели образования нашей планеты и заодно выяснить, сколько примерно во вселенной может быть двойников Земли.

Телескоп не оставит без внимания и Солнечную систему. Например, он передаст изображения астероидов, комет и малых планет пояса Койпера, простирающегося за орбитой Нептуна, а также качественные изображения Марса и газовых гигантов.

Но, возможно, самая интересная цель для James Webb в нашей системе - так называемые водные миры, спутники газовых гигантов, обладающие внутренним океаном. Из Европы, спутника Юпитера, и Энцелада, спутника Сатурна, бьют многокилометровые гейзеры, и спектрометр обсерватории позволит зафиксировать в них признаки жизни или, как минимум, лучше понять, насколько эта вода пригодна для ее зарождения.

James Webb заработает примерно через полгода после запуска, поскольку должен будет настроить оптическую систему и откалибровать научные приборы. После этого, для начала, телескопу придется исполнить уже отобранные 286 научных заявок, что займет около шести тысяч часов.


Василий Зайцев

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
26.11.2021
Инженеры подтвердили готовность к запуску телескопа James Webb 22 декабря
07.06.2021
NASA подтвердило готовность телескопа James Webb к запуску в срок. Но точной даты пока нет
30.03.2021
Неприступный Меркурий
11.01.2021
Космический рывок
03.01.2019
Уходят с орбиты
29.03.2018
NASA перенесло запуск нового телескопа на май 2020 года
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 28.05 22:54
  • 2
Мэр Мелитополя: предприятия города могут выполнять оборонные заказы
  • 28.05 22:33
  • 26870
США отреагировали на начало российских военных маневров у границ Украины
  • 28.05 19:17
  • 1
Минобороны РФ заявило, что шесть иностранных сухогрузов могут покинуть порт Мариуполя
  • 28.05 19:14
  • 3
Учебный корабль Минобороны РФ назовут в честь брига "Меркурий"
  • 28.05 19:08
  • 2
Роскосмос решил развернуть орбитальную группировку над Украиной
  • 28.05 16:32
  • 64
Залп "Цирконов" запланирован на конец года
  • 28.05 16:21
  • 56
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 28.05 16:10
  • 8
Авиапрому скомандовали «Ту-Ту»
  • 28.05 15:20
  • 86
Слухи о поставках иранского оружия в Россию являются информационным вбросом
  • 28.05 13:40
  • 5
Борисов: современное оружие позволяет РФ успешно задействовать меньшее число военных
  • 28.05 12:33
  • 1
Фрегат "Адмирал Горшков" на испытаниях в 2021 году успешно запустил "Циркон" около 10 раз
  • 28.05 12:15
  • 2
Результаты расследования причин крушения военно-транспортного Ил-112В в августе 2021 года публиковаться не будут
  • 28.05 11:43
  • 1205
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 28.05 09:54
  • 2
К ВС РФ в качестве трофеев попали американские барражирующие боеприпасы Switchblade
  • 28.05 07:58
  • 431
Международные расчеты, минуя доллар, по странам