James Webb Weltraumteleskop (James Webb Weltraumteleskop): Starttermin, Ausrüstung

Mit jeder zusätzlichen Zentimeter Öffnung, jede weiteren zweiten Beobachtungsperiode und jedes zusätzlichen Atom atmospherics entfernt von Felddurchmusterungsteleskop, besser, tiefer und klarer werden Sie das Universum sehen.

25 Jahre „Hubble“

Wenn das Teleskop „Hubble“ begann 1990 arbeitet, eröffnet eine neue Ära in der Astronomie – Raum. Hatte nicht mehr mit der Atmosphäre, Wolken zu beschäftigen, oder über elektromagnetische Flimmern sorgen. Alles, was benötigt wird – ist der Satellit auf Ziel einzusetzen, es zu stabilisieren und Photonen zu sammeln. Über 25 Jahre Raumteleskope begann das gesamte elektromagnetische Spektrum abzudecken, die zum ersten Mal erlaubt das Universum bei jeder Wellenlänge von Licht zu betrachten.

Aber wie unser Wissen hat zugenommen, und erhöht unser Verständnis des Unbekannten. Je weiter wir in das Universum blicken, desto mehr sehen wir die tiefe Vergangenheit: eine endliche Menge an Zeit seit dem Urknall, in Verbindung mit der endlichen Lichtgeschwindigkeit stellt eine Grenze, was wir beobachten können. Zudem sich die Expansion des Raumes arbeitet gegen uns, Recken der Wellenlänge des Lichts der Sterne , als er über das Universum in unseren Augen bewegt. Auch das Weltraumteleskop „Hubble“, die uns die tiefste gibt, die spektakulärsten Bilder des Universums, das wir je entdeckt haben, ist in dieser Hinsicht nicht beschränkt.

„Hubble“ Nachteile

„Hubble“ – eine erstaunliche Teleskop, aber es hat einige grundlegende Einschränkungen:

• Nur 2,4 m Durchmesser, die an ihre Grenzen Auflösung.
• Obwohl reflektierenden Beschichtungsmaterialien ist es ständig der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt, die erwärmt wird. Dies bedeutet, dass durch thermische Effekte, hat er nicht die Wellenlänge des Lichts mehr als 1,6 Mikron beobachten kann.
• Die Kombination von begrenzter Apertur und der Wellenlänge, auf die sie empfindlich ist, was bedeutet, dass das Teleskop der Galaxie nicht älter als 500.000.000 Jahre sehen.

Diese Galaxien sind perfekt, weit existierte, als das Universum nur etwa 4% seines heutigen Alters hatte. Aber wir wissen, dass Sterne und Galaxien vor existierten.

Um zu sehen , es, das Teleskop sollte eine höhere Empfindlichkeit aufweist. Dies bedeutet den Übergang zu längeren Wellenlängen und niedrigeren Temperaturen als der „Hubble“. Deshalb, und schuf das James Webb-Weltraumteleskop.

Die Aussichten für die Wissenschaft

James Webb Weltraumteleskop (JWST) ist so konzipiert, diese Einschränkungen zu überwinden ist: mit 6,5 m Durchmesser Teleskop sammelt 7 mal mehr Licht als das „Hubble“. Es eröffnet die Möglichkeit, ultra-hochauflösende Spektroskopie von 600 nm bis 6 Mikrometer (4-mal größer als die Wellenlänge, die den „Hubble“ zu sehen, ist in der Lage), um den mittleren Infrarotbereich mit einer höheren Empfindlichkeit als je zuvor zu beobachten. JWST verwendet passive Kühlung auf eine Oberflächentemperatur von Pluto und ist in der Lage, die im mittleren Infrarot-Geräte aktiv zu kühlen, bis zu 7 K. Teleskop James Webb wird es möglich machen, die Wissenschaft zu tun, wie niemand zuvor das nicht getan wird.

Er wird:

• Beachten Sie die frühesten Galaxien, die je gebildet;
• sichtbar durch die Neutralgassonde und den ersten Stern Reionisations Universum;
• Durchführung spektroskopische Analyse der ersten Sterne (Population III), nach dem Urknall gebildet;
• erstaunliche Überraschungen, wie die Entdeckung der ersten Schwarzen Löcher und Quasare im Universum.

Forschung JWST ist nicht ähnlich wie in der Vergangenheit, und so wurde das Teleskop als 2010er NASA-Flaggschiff Mission ausgewählt.

wissenschaftliches Meisterwerk

Aus technischer Sicht ist der neue James Webb Teleskop ein echtes Kunstwerk. Das Projekt hat einen langen Weg geführt: es Budgetüberschreitungen, Verzögerungen im Zeitplan und das Risiko einer Kündigung des Projektes war. Nach der Intervention der neuen Führung hat sich verändert. Das Projekt plötzlich wie Uhren gewonnen wurden Mittel bereitgestellt, entfielen Fehler, Ausfälle und Probleme, und das Team begann JWST Verpackung in allen Bedingungen, Zeitpläne und Budgets. Der Start ist für Oktober 2018 in einer Rakete „Ariane 5“ geplant. Das Team folgt nicht nur den Zeitplan, sie hat neun Monate für jede unerwartete Situation zu ermöglichen, links, die alle gesammelt und bereit für dieses Datum wurde.

James Webb Teleskop besteht aus vier Hauptteilen.

optische Einheit

Es beinhaltet alle des Spiegel, von denen die wirksamste achtzehn vergoldeten Primärspiegel segmentierte. Sie werden das ferne Sternenlicht und konzentrieren ihre Instrumente zur Analyse sammeln verwendet werden. All diese Spiegel sind jetzt bereit und perfekt gemacht voll im Zeitplan. Am Ende der Versammlung werden sie in einem kompakten Design gefaltet werden, um ausgeführt werden in einem Abstand von mehr als 1 Million Kilometer von der Erde zum L2 Lagrange-Punkt, und schalten automatisch um eine Wabenstruktur zu bilden, die für viele Jahre Outbound Licht sammeln. Es ist wirklich eine schöne Sache und ein erfolgreiches Ergebnis der titanischen Anstrengungen vieler Spezialisten.

Gepäck in der Nähe von Infrarot

„Webb“ ist mit vier wissenschaftlichen Instrumenten ausgestattet, die für 100% bereit sind. Die Hauptkamera ist eine Kamera des Teleskops in der Nähe von IR-Bereich von sichtbarem Licht bis tief orange-Infrarot-Bereich. Es wird eine beispiellose Bild der frühesten Sterne bieten, die jüngsten Galaxien, die sich noch im Prozess der Bildung sind, junge Sterne der Milchstraße und in der Nähe Galaxien, Hunderte neuer Objekte im Kuiper-Gürtel. Es ist für die direkte Abbildung von Planeten um andere Sterne optimiert. Dies wird die Hauptkamera sein, die von den meisten Beobachtern verwendet.

Nahinfrarot-Spektrographen

Dieses Tool nicht trennt nur das Licht in einzelne Wellenlängen, sondern ist in der Lage dieses für mehr als 100 einzelne Objekte zur gleichen Zeit zu tun! Dieses Gerät ist ein Universal-Spektrograph „Webb“, die in drei verschiedenen Regimen Spektroskopie arbeiten können. Es wurde von gebaut der Europäischen Weltraumagentur, aber viele Komponenten einschließlich Detektoren und Mehrventilbatterie, bereitgestellt durch das Center for Space Flight. Goddard (NASA). Dieses Gerät wurde getestet und ist bereit für die Installation.

Mid-Infrarot-Instrument

Gerät für Breitband-Bildgebung verwendet werden, das heißt es wird mit allen Instrumenten „Webb“ über die eindrucksvollste Bild erhalten werden. Aus wissenschaftlicher Sicht wäre es sehr nützlich sein, in den protoplanetaren Scheiben um junge Sterne Messung, Messung und Visualisierung mit bisher unerreichter Genauigkeit Kuiper-Gürtel-Objekten und Staub von Sternenlicht aufgeheizt. Er ist das einzige Werkzeug, mit einem kryogen bis 7 K abgekühlt Verglichen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop, das die Ergebnisse in 100-mal verbessern.

Gapless Spektrographen NIR (NIRISS)

Das Gerät erzeugt:

• Breit Spektroskopie im nahen Infrarot-Wellenlängenbereich (1,0 bis 2,5 Mikrometer);
• Grism Spektroskopie ein Objekt im sichtbaren und infraroten Bereich (0,6 bis 3,0 Mikrometer);
• Maskierungs-Apertur-Interferometrie bei Wellenlängen von 3,8 bis 4,8 Mikrometern (wobei ersten Stern und Galaxien erwartet);
• Weitbereich Überblick über das gesamte Sichtfeld.

Dieses Tool wurde von der Canadian Space Agency erstellt. Nach kryogenen Prüfung vorbei wird er auch bereit sein, in die Ausrüstung Bucht des Teleskops zu integrieren.

sunshield

Weltraumteleskope sie noch nicht ernannt. Eines der erschreckendsten Aspekte jeder Inbetriebnahme ist ein völlig neues Material zu verwenden. Anstatt das gesamte Raumschiff Kühl aktiv Einwegverbrauchskältemittel verwendet, verwendet das James Webb Teleskop eine völlig neue Technologie – 5-Schicht-Sonnenblende eingesetzt werden, um die Sonnenstrahlung von dem Teleskop zu reflektieren. Fünf 25-Fuß-Platten aus Titanstäbe sind miteinander verbunden und installiert nach dem Entfalten des Teleskops. Der Schutz wurde 2008 und 2009 getestet. Full-Scale-Modelle, in Laborversuchen teilnehmen, durchgeführt hatten sie alle hier auf der Erde zu tun. Dies ist eine schöne Innovation.

Darüber hinaus ist es auch eine unglaubliche Konzept: nicht einfach das Licht von der Sonne zu blockieren und ein Teleskop in dem Schatten stellen, und macht es so, dass die gesamte Wärme in Richtung auf die Ausrichtung des Teleskops gegenüber abgestrahlt wird. Jede der fünf Schichten in einem Vakuumraum wird kalt geworden, da der Abstand von außen zu sein, etwas wärmer als die Oberflächentemperatur – um 350-360 K. letzte Schicht Temperatur sollte 37-40 K fallen, die in der Nacht kälter als die Fläche ist Pluto.

Darüber hinaus genommen erhebliche Vorsichtsmaßnahmen vor widriger Umgebung des Weltraums zu schützen. Eines der Dinge besorgt hier zu ist kleine Kieselsteine Kieselgröße, Sand, Staub und noch weniger durch interplanetaren Raum mit einer Geschwindigkeit von zehn fliegen oder sogar Hunderttausenden von km / h. Diese Mikrometeoriten sind in der Lage prodelyvat winzige, mikroskopisch kleine Löcher in allem, was sie auftreten: Raumschiff, Raumanzüge, Spiegel, Teleskope und vieles mehr. Wenn der Spiegel nur Dellen oder Löcher haben, leicht die Menge des verfügbaren „gutes Licht“ reduzieren, kann das Solarpanel von Rand zu Rand abgerissen werden, die die gesamte Schicht unbrauchbar machen. Zur Bekämpfung dieses Phänomens brillante Idee verwendet wurde.

Alle Solarschild ist in Abschnitte unterteilt, so dass, wenn es einen kleinen Spalt an einer, zwei oder sogar drei dieser, wird die Schicht nicht weiter reißt, als eine Fraktur in der Windschutzscheibe des Autos. Partitionierung wird die gesamte Struktur des Ganzen halten, ist es wichtig, Abbau zu verhindern.

Raumfahrzeug: Montage und Kontrollsystem

Es ist ein gewöhnlicher Bestandteil, da es in allen Weltraumteleskope und wissenschaftlichen Missionen ist. In JWST ist einzigartig, aber auch voll und ganz bereit. Alles, was Northrop Grumman ist der Generalunternehmer der Projektgesellschaft bleibt, – komplette Abschirmung, montieren das Teleskop und check it out. Das Gerät wird bereit sein, in 2 Jahren beginnen.

10 Jahre Entdeckung

Wenn alles gut geht, ist die Menschheit am Rande der großen wissenschaftlichen Entdeckungen. Der Schleier des neutralen Gases, die noch Überblick über die frühesten Sterne und Galaxien im Schatten ist, wird Infrarot-Fähigkeiten „Webb“ und seine enorme Leuchtkraft aufgelöst. Dies wird das größte, am empfindlichsten Teleskop mit einem großen Wellenlängenbereich von 0,6 bis 28 Mikrometern betragen (das menschliche Auge sieht, von 0,4 bis 0,7 Mikrometern) von je gebaut wurde. Es wird erwartet, dass ein Jahrzehnt der Beobachtungen zu liefern.

Laut NASA wird der Begriff „Webb“ Mission 5,5-10 Jahre. Es ist auf die Kraftstoffmenge begrenzt, die erforderlich Umlaufbahn zu halten und Elektronik Leben und Geräte in der rauen Umgebung des Raumes. Das Orbitalteleskop James Webb wird einen Vorrat an Treibstoff für die gesamten 10-jährige austragen, und 6 Monate nach dem Start den Flug getestet, um sicherzustellen, die 5 Jahre wissenschaftlicher Arbeit gewährleistet.

Was könnte schief gehen?

Der Hauptbegrenzungsfaktor ist die Menge an Kraftstoff an Bord. Wenn es fertig ist, wird der Satellit driftet weg von dem L2 Lagrange-Punkt, als chaotischen Orbit kommt sehr nahe an die Erde.

Das Koma kann auftreten, und andere Probleme:

• Spiegel Abbau, der die Menge an gesammeltem Licht und Bildartefakte erzeugen beeinflussen, sondern wird den weiteren Betrieb des Teleskops nicht beschädigen;
• Ausfall eines Teils oder der Gesamtsonnenschirm, der die Temperatur des Raumfahrzeuges erhöhen, und engt den verwendeten Wellenlängenbereich sehr nahen Infrarotbereich (2-3 Mikrometer);
• Crash-Kühlsystem Werkzeug mittlere IR-Bereich, die sie für den Gebrauch ungeeignet macht, aber nicht die anderen Werkzeuge (0,6-6 Mikron) beeinflussen.

Der schwierigste Test, der das James Webb Teleskop wartet, – Start und Injektion in die gewünschte Umlaufbahn. Es sind diese Situationen wurden erfolgreich getestet und bestanden.

Revolution in der Wissenschaft

Wenn das James Webb-Teleskop in einem normalen Modus arbeitet, ist der Treibstoff genug, dass seine Arbeit von 2018 bis 2028 zu gewährleisten. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit zur Betankung, der das Teleskop das Leben ein weiteres Jahrzehnt verlängern würde. So wie das „Hubble“ seit 25 Jahren betrieben wurde, würde die JWST Generation der revolutionären Wissenschaft gewährleisten. Im Oktober 2018 wird umkreisen die Trägerrakete „Ariane 5“ die Zukunft der Astronomie, der nach mehr als 10 Jahren harter Arbeit bereits getan wurde, Früchte zu tragen zu beginnen. Zukünftige Raumteleskope fast angekommen.