Космический телескоп Джеймса Уэбба (также употребляется сокращенная аббревиатура JWST или Уэбб) — преемник знаменитого телескопа “Хаббл”, запуск которого состоялся 25 декабря 2021 года. Это совместный проект американского, европейского и канадского космических агентств. Миссия телескопа — дополнить и расширить исследования предшественника. Собственно, “Джеймс Уэбб” — это не просто телескоп, а настоящая обсерватория, которая работает в инфракрасном диапазоне. Это позволит подробно изучить объекты и системы, скрытые от визуального наблюдения: например, туманности и обширные газопылевые образования. Так как обычно в таких образованиях происходит активный процесс формирования новых звезд, их изучение позволит человеку еще немного приоткрыть завесу тайны зарождения Вселенной и жизни.
Телескоп имеет принципиально иную конструкцию, нежели “Хаббл”, а высота его орбиты в разы больше — в так называемой второй точке Лагранжа (L2) на расстоянии около 1.5 млн км — за орбитой Луны (для сравнения, “Хаббл” находится на высоте 560 км).
Что дает большая высота? Самое главное — на таком расстоянии существенно снижается влияние Земли: атмосферы, магнитного и инфракрасного излучения.
Конструкция
Основная (и самая заметная) часть телескопа — главное зеркало, имеет диаметр около 6.5 м, состоит из 18 отдельных шестиугольных сегментов. Каждый сегмент изготовлен из металлического бериллия и покрыт тонкой пленкой золота. Такая конструкция способна воспринимать инфракрасное излучение в широком диапазоне. Прямо над ним расположено второе зеркало, предназначение которого — улавливать и передавать собранный свет на научные приборы.
Разделение на сегменты нужно для того, чтобы перевезти обсерваторию на орбиту. Внутри космического корабля зеркало было упаковано в разобранном состоянии. По прибытии в пункт назначения инженеры с Земли дистанционно раскрыли его, как парус.
Вторая часть конструкции — огромный пятислойный щит, который блокирует тепло и свет, исходящие от Солнца, Земли и Луны, предотвращая нагревание обсерватории. Этот щит сравним по размерам с теннисным кортом. Для дополнительного охлаждения оборудования предусмотрена криогенная система (“криокулер”), разработанная специально для телескопа Уэбба. Она охлаждает чувствительные датчики и компоненты до температуры в -266С, что обеспечивает непревзойденную точность проводимых измерений.
Оборудование
Помимо зеркала и щита, на борту телескопа закреплена и аппаратура:
Камера ближнего инфракрасного диапазона (NirCAM). Она улавливает излучение молодых звезд, галактик, находящихся в процессе формирования, а также звездные скопления в соседних галактиках. Кроме того, камера оснащена коронографом, который призван блокировать яркое излучение объектов. Это позволяет скрыть свет звезды (подобно вскинутой от Солнца руке) и обнаружить другие детали системы — например, вращающиеся вокруг нее планеты.
Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec). Задача такого прибора — улавливать свет объектов и рассеивать его на спектр. По соотношению цветов в спектре ученые и определяют химический состав объектов, так как каждый химический элемент испускает собственные цветовые волны (объяснение не профессиональное, но в общих чертах, думаю, правильное :D).
Инструмент среднего инфракрасного диапазона (MIRI) — оборудование представляет собой гибрид камеры и спектрографа, работающий со средней длиной волны электромагнитного спектра. Такое излучение не может зафиксировать человеческий глаз. В среднем диапазоне можно обнаружить планеты, кометы, астероиды, газопылевые области звездообразования и протопланетные диски. Наличие камеры позволит делать широкоформатные снимки, которые, как обещают инженеры NASA, будут гораздо лучше снимков “Хаббла”.
Датчик точного наведения (FGS) — вспомогательный инструмент, функция которого понятна из названия. Точный захват будет обеспечивать превосходное качество фотографий. Оснащен тремя “модами”, каждый работает на своей длине волны: в видимом излучении, ближнем и среднем диапазоне.
Интересные факты о телескопе Уэбба:
- Несмотря на то, что обсерваторию называют “преемником Хаббла”, заменять один аппарат другим не планируется. Хаббл будет продолжать свою работу столько, сколько позволит состояние оборудования на борту.
- Телескоп Уэбба невозможно будет отремонтировать вручную, как Хаббл. По этой причине некоторые системы обсерватории дублируются, чтобы, в случае поломки важного оборудования, его функции взял на себя резерв.
- Первые научные данные, за исключением тестовых, обсерватория будет передавать примерно через 6-7 месяцев после прибытия в точку Лагранжа (примерно в июне-июле 2022 г.). Это связано необходимостью охлажения, настройки и развертывания оборудования.
- Обсерватория названа в честь администратора NASA Джеймса Уэбба (1902-1992), который курировал лунную программу. Он также был в составе команды ученых и инженеров, которые подготовили лунную экспедицию и руководили высадкой человека на Луну.
- Передатчик телескопа рассчитан на ежедневную передачу около 57-58 Гб данных, со скоростью 28 Мбит/с.
- Для покрытия сегментов главного зеркала использовали 48 граммов золота.
- Тонко настроенные сенсоры телескопа Уэбба способны обнаружить кислород и органические молекулы на экзопланетах.
- Несмотря на то, что Уэбб способен рассмотреть даже очень далекие Галактики, которые образовались через 400 млн лет после Большого взрыва, его невозможно использовать для изучения Земли, Меркурия, Венеры, Солнца или Луны.
Все данные с телескопа будут находиться в открытом доступе.
Более подробная интерактивная модель Джеймса Уэбба доступна здесь.
Официальный instagram-аккаунт обсерватории: @nasawebb.
Информация о других известных исследовательских аппаратах — на этой странице.
