Télescope spatial James Webb (James Webb Space Telescope): date de lancement, l'équipement

Avec chaque ouverture de centimètre supplémentaire, chaque seconde période d'observation supplémentaire et chaque atome atmospherics supplémentaires, à distance du télescope de l'enquête sur le terrain, mieux, plus profond et plus clair, vous verrez l'univers.

25 ans de « Hubble »

Lorsque le télescope « Hubble » a commencé à fonctionner en 1990, elle a ouvert une nouvelle ère en astronomie – l'espace. Non plus eu à traiter avec l'atmosphère, les nuages, ou vous soucier de scintillement électromagnétique. Tout ce qui est nécessaire – est de déployer le satellite sur la cible pour le stabiliser et de recueillir des photons. Plus de 25 ans de télescopes spatiaux ont commencé à couvrir l'ensemble du spectre électromagnétique, ce qui a permis pour la première fois de considérer l'univers à chaque longueur d'onde de la lumière.

Mais comme notre connaissance a augmenté et amélioré notre compréhension de l'inconnu. Plus nous regardons dans l'univers, plus on voit le passé profond: une quantité finie de temps depuis le Big Bang, en conjonction avec la vitesse finie de la lumière fournit une limite à ce que nous pouvons observer. De plus, l'expansion de l' espace lui – même travaille contre nous, étirer la longueur d'onde de la lumière des étoiles comme il voyage à travers l'univers à nos yeux. Même le télescope spatial « Hubble », ce qui nous donne le plus profond, les images les plus spectaculaires de l'univers que nous avons jamais découvert, est limitée à cet égard.

Inconvénients « Hubble »

« Hubble » – un télescope incroyable, mais il a quelques limitations fondamentales:

• À 2,4 m de diamètre, ce qui limite sa résolution.
• Bien que les matériaux de revêtement réfléchissant, il est constamment exposé à la lumière solaire directe, qui est chauffée. Cela signifie que, en raison des effets thermiques, il ne peut pas regarder la longueur d'onde de la lumière plus de 1,6 microns.
• La combinaison d'ouverture limitée et la longueur d'onde, à laquelle il est sensible, ce qui signifie que le télescope peut voir la galaxie pas plus de 500 millions d'années.

Ces galaxies sont parfaits, loin existait quand l'univers était seulement environ 4% de son âge actuel. Mais nous savons que les étoiles et les galaxies existaient auparavant.

Pour voir ce, le télescope devrait avoir une plus grande sensibilité. Cela signifie que la transition vers des longueurs d'onde plus longues et des températures plus basses que le « télescope ». Voilà pourquoi, et a créé le télescope spatial James Webb.

Les perspectives pour la science

Télescope spatial James Webb (JWST) est conçu pour surmonter ces limitations est: avec le télescope de 6,5 m de diamètre rassemble 7 fois plus de lumière que le « Hubble ». Cela ouvre la possibilité de spectroscopie ultra-haute résolution de 600 nm à 6 microns (4 fois plus grande que la longueur d'onde, qui est capable de voir le « télescope ») pour observer la région infrarouge du milieu avec une sensibilité plus élevée que jamais auparavant. JWST utilise un refroidissement passif à une température de surface de Pluton et est capable de refroidir activement les dispositifs infrarouge moyen jusqu'à 7 K. Telescope James Webb permettra de faire la science comme personne avant cela ne se fait pas.

Il devra:

• observer les premières galaxies jamais formées;
• visible à travers la sonde de gaz neutre et le premier univers de réionisation en étoile;
• effectuer une analyse spectroscopique des premières étoiles (population III), formées après le Big Bang;
• obtenir des surprises étonnantes, comme la découverte des premiers trous noirs supermassifs et quasars dans l'univers.

Niveau de recherche JWST n'est pas semblable à celle dans le passé, et donc le télescope a été choisi comme les 2010s mission phare de la NASA.

chef-d'oeuvre scientifique

D'un point de vue technique, le nouveau télescope James Webb est une véritable œuvre d'art. Le projet a passé un long chemin: il y avait des dépassements budgétaires, retards de calendrier et risque d'annulation du projet. Après l'intervention de la nouvelle direction a changé. Le projet gagné tout à coup que les montres, les fonds ont été alloués, ont représenté des erreurs, des échecs et des problèmes, et l'équipe a commencé à emballer JWST dans tous les termes, les horaires et les contraintes budgétaires. Le lancement est prévu pour Octobre 2018 une fusée « Ariane 5 ». L'équipe suit non seulement le calendrier, elle a neuf mois pour permettre une situation inattendue qui a été recueillie et tous prêts à cette date.

Télescope James Webb se compose de quatre parties principales.

unité optique

Il comprend tous les miroirs, dont le miroir primaire segmenté dix-huit doré plus efficace. Ils seront utilisés pour recueillir la lumière des étoiles lointaines et concentrer ses instruments d'analyse. Tous ces miroirs sont maintenant prêts et parfait, a fait droit dans les délais prévus. A la fin de l'assemblée, ils seront pliés dans un design compact pour être en cours d'exécution à une distance de plus de 1 million de kilomètres de la Terre au point de Lagrange L2, puis tourner automatiquement pour former une structure en nid d'abeille, qui depuis de nombreuses années permettra de recueillir la lumière sortant. Il est vraiment une belle chose et un succès des efforts titanesques de nombreux spécialistes.

Bagages proche infrarouge

« Webb » est équipé de quatre instruments scientifiques qui sont prêts à 100%. La caméra principale est une caméra du télescope près de gamme IR, de la lumière visible à la région orange infrarouge profonde. Il fournira une image sans précédent des premières étoiles, les galaxies les plus jeunes qui sont encore dans le processus de formation, les jeunes étoiles de la Voie lactée et les galaxies proches, des centaines de nouveaux objets dans la ceinture de Kuiper. Il est optimisé pour l'imagerie directe de planètes autour d'autres étoiles. Ce sera l'appareil photo principal, utilisé par la plupart des observateurs.

Proche infrarouge spectrographe

Cet outil sépare non seulement la lumière dans des longueurs d'onde individuelles, mais il est en mesure de le faire pour plus de 100 objets individuels en même temps! Ce dispositif est un spectrographe universel « Webb », qui peut fonctionner en 3 spectroscopie de régimes différents. Il a été construit par l'Agence spatiale européenne, mais de nombreux composants , y compris les détecteurs et la batterie à soupapes multiples, fournies par le Centre de vol spatial. Goddard (NASA). Cet appareil a été testé et est prêt à être installé.

instrument infrarouge moyen

Appareil à utiliser pour l'imagerie à large bande, à savoir qu'il sera obtenu par l'image la plus impressionnante avec tous les instruments « Webb ». D'un point de vue scientifique, il serait plus utile pour mesurer les disques protoplanétaires autour des jeunes étoiles, la mesure et la visualisation avec une précision inégalée Kuiper objets de la ceinture et la poussière chauffée par la lumière des étoiles. Il est le seul outil avec un cryogénie refroidi à 7 K. Par rapport au télescope spatial Spitzer, cela permettra d'améliorer les résultats en 100 fois.

Gapless spectrographe NIR (NIRISS)

Le dispositif produira:

• large spectroscopie dans la région de longueur d'onde proche infrarouge (de 1,0 à 2,5 microns);
• spectroscopie de Grism un objet dans la plage visible et infrarouge (0,6 à 3,0 microns);
• masquage ouverture interférométrie à longueurs d'onde de 3,8 – 4,8 microns (où les premières étoiles et galaxies attendu);
• enquête large gamme de l'ensemble du champ de vision.

Cet outil a été créé par l'Agence spatiale canadienne. Après avoir passé le test cryogénique, il sera également prêt à intégrer dans la baie de l'équipement du télescope.

pare-soleil

Les télescopes spatiaux n'ont pas encore nommé. L'un des aspects les plus effrayants de tout démarrage est d'utiliser un matériau entièrement nouveau. Au lieu de refroidir le vaisseau entier en utilisant activement réfrigérant consommable à usage unique, le télescope James Webb utilise une technologie entièrement nouvelle – pare-soleil 5-couche devant être déployé pour réfléchir le rayonnement solaire du télescope. Cinq feuilles sont reliées de tiges en titane de 25 pieds et installés après le déploiement du télescope. La protection a été testé en 2008 et 2009. Les modèles pleine échelle, en participant à des essais en laboratoire, effectués tout ce qu'ils avaient à faire sur Terre. Ceci est une belle innovation.

En outre, il est également un concept incroyable: non seulement pour bloquer la lumière du soleil et de mettre un télescope à l'ombre, et faire en sorte que toute la chaleur est émise dans la direction opposée à l'orientation du télescope. Chacune des cinq couches dans un espace sous vide deviendront froid comme la distance à partir de l'extérieur soit légèrement plus chaud que la température de surface – autour de 350-360 K. température de dernière couche doit tomber à 37-40 K, qui est plus froid que la surface la nuit Pluton.

En outre, des précautions importantes prises pour le protéger de l'environnement défavorable de l'espace profond. L'une des choses à cause ici sont minuscules cailloux taille de galets, le sable, la poussière et encore moins à travers l'espace interplanétaire volant à une vitesse de plusieurs dizaines, voire des centaines de milliers de km / h. Ces micrométéorites sont capables prodelyvat minuscules trous microscopiques dans tout ce qu'ils rencontrent: vaisseau spatial, combinaisons spatiales, des miroirs, des télescopes et bien plus encore. Si le miroir aura seulement des bosses ou des trous, réduire légèrement la quantité de disponible « bonne lumière », le panneau solaire peut être déchiré de bord à bord, qui fera toute la couche inutile. Pour lutter contre ce phénomène idée brillante a été utilisé.

Tout écran solaire a été divisé en sections de sorte que, s'il y a un petit espace à une, deux ou même trois de ceux-ci, la couche ne se déchire pas plus loin, comme une fracture dans le pare-brise de la voiture. Partitionnement gardera toute la structure de l'ensemble, il est important de prévenir la dégradation.

Spacecraft: Assemblage et système de commande

Il est une composante ordinaire, car il y a dans tous les télescopes spatiaux et les missions scientifiques. Dans JWST est unique, mais aussi bien préparé. Tout ce qui reste est l'entrepreneur général de la société de projet Northrop Grumman, – bouclier complet, assembler le télescope et le vérifier. Le dispositif sera prêt à commencer dans 2 ans.

10 ans de découverte

Si tout va bien, l'humanité est sur le point de grandes découvertes scientifiques. Le voile de gaz neutre, qui est encore éclipsée vue d'ensemble des premières étoiles et galaxies, est résolu capacités infrarouge « Webb » et sa luminosité énorme. Ce sera le plus grand télescope le plus sensible avec une large gamme de longueurs d'onde de 0,6 à 28 microns (l'oeil humain voit de 0,4 à 0,7 microns) de jamais construit. Il est prévu de fournir une décennie d'observations.

Selon la NASA, le terme mission « Webb » sera de 5,5 à 10 ans. Elle est limitée à la quantité de carburant nécessaire pour maintenir l'orbite, et la vie de l'électronique et de l'équipement dans l'environnement hostile de l'espace. Le télescope orbital James Webb réalisera un stock de carburant pour toute la durée de 10 ans et 6 mois après le lancement sera testé pour assurer le vol, ce qui garantit 5 ans de travaux scientifiques.

Qu'est-ce qui pourrait mal tourner?

Le principal facteur limitant est la quantité de carburant à bord. Quand il est terminé, le satellite dérive loin du point de Lagrange L2, son entrée en orbite chaotique très proche de la Terre.

Ce coma, peut se produire et d'autres problèmes:

• miroirs dégradation, ce qui affecte la quantité de lumière collectée et créer des artefacts d'image, mais ne sera pas endommager le fonctionnement ultérieur du télescope;
• défaillance d'une partie ou de l'écran solaire totale, ce qui va augmenter la température de l'engin spatial, et réduit la plage de longueur d'onde utilisée pour un très proche infrarouge (2-3 microns);
• accident milieu de gamme IR outil de système de refroidissement, ce qui le rend impropre à l'usage, mais ne touche pas les autres outils (0,6 à 6 microns).

Le test le plus difficile qui attend le télescope James Webb, – lancement et l'injection dans l'orbite désirée. Ce sont ces situations ont été testées et a passé avec succès.

Révolution dans la science

Si le télescope James Webb travaillera en mode normal, le carburant est suffisant pour faire en sorte que son travail 2018-2028. De plus, le potentiel existe pour le ravitaillement, qui prolongerait la vie à une autre décennie du télescope. Tout comme le « Hubble » a fonctionné pendant 25 ans, le JWST assurerait la génération de la science révolutionnaire. En Octobre 2018 fusée « Ariane 5 » mettra en orbite l'avenir de l'astronomie, qui, après plus de 10 ans de dur labeur a déjà été fait pour commencer à porter ses fruits. télescopes spatiaux futurs presque arrivés.