Täielikult kokku pandud James Webbi kosmoseteleskoop koos päikesevarju ja “kaubaaluste ühikutega” (mis laskuvad teleskoobi ümber kokku) on osaliselt avatud konfiguratsioonis kasutamiseks, et võimaldada teleskoobi paigaldamist.
(Pilt: © NASA / Chris Gunn)
Paul M. Sutter on astrofüüsik juures Ohio Riiklik Ülikool, host Küsi kosmosemehelt ja Kosmoseraadioja raamatu "autor"Sinu koht universumis."Sutter tegi selle artikli kaastöötajaks Space.comi eksperthääled: op-ed ja teadmised.
NASA oma James Webbi kosmoseteleskoop (praegu) on kavas käivitada 2021. aasta märtsis pärast aastatepikkust viivitust ja miljardite dollarite kulutamist eelarves. Ehkki on lihtne väita, et kogu see aeg ja raha on raisatud, on see observatoorium infrapuna lainepikkuste esietendus ja vaieldamatu meister, pakkudes meile enneolematut juurdepääsu universumi nurkadele, millele praegu pole juurdepääsu.
Kui tahame õppida uusi asju kõige kohta, alates esimestest galaktikatest kuni võimaluseni elu teistel planeetidel, umbes 9,7 miljardit dollarit maksnud James Webb on meie ainus lootus.
Ei mingit jahutamist
Kui James Webbi kosmoseteleskoopi ("JWST" teadjatele) kuulutatakse NASA korruselennu "järeltulijaks" Hubble'i kosmoseteleskoop, see pole tegelikult. Hubble on peamiselt optiline teleskoop, mis hõivab valguse lainepikkusi, mis on sarnased inimsilma ulatusega, ja ulatub sellest pisut mööda elektromagnetilise spektri infrapuna- ja ultraviolettkiirguse (UV) osi. Sisuliselt on Hubble hiiglaslik orbiidil liikuv silmamuna, pakkudes hämmastavaid pilte, mida näeksite, kui teie nägemisnärvid oleksid sarnaselt varustatud.
Kuid JWST on erinev. See jälgib täielikult infrapunakiirgust, kriimustades vaevalt võimalikult sügavaid punaseid, mida inimene võib näha. Teisisõnu, JWST uurib universumit, mis on inimkogemuste jaoks suuresti nähtamatu.
Üks peamisi põhjuseid, miks JWST on mõeldud infrapuna ulatuseks, on see, et infrapuna-astronoomiat on Maa pinnalt üldiselt raske teha. Valgusreostus on astronoomide bane, kes vajavad oma taeva kristallselget ja täiesti tumedat, et oma põhjalikke vaatlusi ja mõõtmisi teha.
Ja infrapunavalgusreostus pärineb paljudest erinevatest kohtadest. Põhimõtteliselt midagi sooja. Mis on põhimõtteliselt kõik. Inimkehad tekitavad 100 vatti infrapunakiirgust. Maa ise on päris soe, hõõgub tugevalt infrapunakiirgustes. Isegi teleskoop ise, kui see on toatemperatuuril, on infrapunakiirguses kiire.
Asi pole selles, et me ei saaks teha infrapuna-astronoomia maapinnast on see lihtsalt pettumust valmistav.
Seega ruumi.
Kodust kaugel
JWST asub Maast umbes miljoni miili (1,5 miljoni kilomeetri) kaugusel, et pääseda ohutult kaugele meie soojas, infrapunakiirguses hõõguvast planeedist. Kuid isegi ikkagi on päike võitlema. Kunagi istud ühel kenal suvepäeval õues, tunnetes nahal meie päikese soojust? Jah, see on infrapunakiirgus, mille ämber välja pumpab. Ja isegi miljon miili kaugusel Maast on päike endiselt pisut toast.
Selle vastu võitlemiseks on infrapuna kosmoseteleskoopide disaineritel paar võimalust. Kõige tavalisem valik on kasutada aktiivset jahutussüsteemi, jahutades teleskoobi temperatuurini, mis on vajalik infrapuna lainepikkuste õigeks jälgimiseks. See on suurepärane ja seda on kasutanud ka eelmised infrapuna kosmoseteleskoobid, kuid see piirab nende eluiga. Pole enam jahutusvedelikku = pole enam astronoomiat.
Seega võtab JWST selle asemel kasutusele hiiglasliku, 72 meetri (22 meetri) pikkuse ja 36 jala (11 meetri) laiuse kosmosevarju, mis on valmistatud viiest kihist äärmiselt peegeldavast materjalist, iga kiht on õhem kui inimese juuksed. See massiline "päikesevari"hoiab teleskoobi ise pidevas varjus, kuskil lõuna pool miinus 370 kraadi Fahrenheiti (miinus 223 kraadi Celsiuse järgi), mis sobib ideaalselt infrapunakiirguse lainepikkuste jaoks, mida ta uurib.
Ehkki lihtsalt lõbu pärast jahutatakse üks pardal olev instrument aktiivse jahutussüsteemiga alla miinus 433 Fahrenheiti (miinus 258 C), mis võimaldab sellel juurde pääseda mõnele veelgi pikemale infrapuna lainepikkusele.
Vaata teadust
Kokkuvõttes on JWST massiline. Tegelikult on see nii suur, et see ei peaks mahtuma raketile. Lisaks suurejoonelisele päikesevarjule on esmane peegel 21,5 jalga (6,5 m), mis on palju laiem kui praegu kasutatav raketipesa. Peegli külge raketi külge teipimine ei ole täpselt toimiv lahendus, sellepärast purustasid NASA nutikad insenerid peegli 18 väiksemaks kuusnurkseks sektsiooniks, mis koondatakse ja raketi sisse volditakse (koos volditud osaga). päikesevari ja ülejäänud teleskoop ise).
Kui kõik läheb õigesti, suundub JWST mõni päev pärast käivitamist oma vaatluspunkti, ilmub lahti ja hakkab vahtima.
Ja see, mida see näeb, on tähelepanuväärne - ja ma ei kasuta seda sõna kergekäeliselt -. Üks selle peamisi eesmärke on varajane universum, kui meie kosmos oli vaid paarsada miljonit aastat vana. Esimesed kosmosepildile ilmunud tähed ja galaktikad lõid eredalt nähtava spektri sisse, kuid viimase 13 miljardi aasta jooksul universum on laienenud, venitades selle valguse nähtavast ulatusest välja ja alla infrapuna - otse JWSTi disainiparameetrite magusasse kohta.
Kuna meil pole esimeste tähtede ja galaktikate ajastul üldse ühtegi pilti (mida kõneldakse kui "kosmiline koidik") See on meie esmakordne vaade sellele olulisele ajastule kosmose ajaloos.
Kodust lähemal uurib JWST kosmoses kõike lahedat, alates protoplaneetilistest ketastest vastsündinud tähtede ümber kuni molekulaarpilvede, komeetide, Kuiperi vöö objektideni ja mujal.
Ja JWST kasutab spetsiaalset seadet, et blokeerida mõnedest kaugetest tähtedest tulevat valgust, võimaldades observatooriumil pilte nende objektide ümber tiirlevatest objektidest - näiteks eksoplaneedid. Need planeedid hõõguvad infrapunakiirguses ja nende planeetide valgust muudavad nende atmosfääris olevad kemikaalid ja elemendid, kemikaalid ja elemendid, mis võivad olla märgid elust.
Alates ET jahimehest kuni kosmilise koidiku ilmutajani on JWST kindlasti ootamist väärt.
- NASA James Webbi kosmoseteleskoop: Hubble'i kosmiline järeltulija
- Maja kulutavate arvete tulekahjude hoiatuslask James Webbi kosmoseteleskoobis
- NASA James Webbi kosmoseteleskoop saabub Californias lõppassambleele (fotod)
Lisateavet saate episoodi kuulates "Kas James Webb on ootamist väärt?" saidil Ask A Spaceman, mis on saadaval saidil iTunes ja veebis aadressil http://www.askaspaceman.com. Tänu @SethDSanders, @hhyech, White I. ja Veljo U-le. küsimustele, mis selle tüki juurde viisid! Esitage Twitteris oma küsimus, kasutades #AskASpaceman või Paulit jälgides @PaulMattSutter ja facebook.com/PaulMattSutter.
