A teljesen összeszerelt James Webb Űrtávcső napellenzőjével és az „egységes raklapszerkezetekkel” (amelyek a teleszkóp körül összecsukódnak az indításhoz) részben nyitott konfigurációban vannak telepítve, hogy lehetővé tegye a távcsövet.
(Kép: © NASA / Chris Gunn)
Paul M. Sutter asztrofizikus a Az Ohio Állami Egyetem, házigazda Kérdezz egy űrhajóstól és Space Radio, és a "Helyed az univerzumban."Sutter hozzájárult ehhez a cikkhez Az Space.com szakértői hangjai: Op-Ed és Insights.
a NASA James Webb Űrtávcső (jelenleg) a tervek szerint 2021 márciusában indulnak, évek késése és milliárd dolláros költségvetés után költött után. Noha könnyű vitatni, hogy az összes időt és pénzt elpazarolták, ez az obszervatórium az infravörös hullámhosszok premierje és vitathatatlan bajnoka, és páratlan hozzáférést biztosít számunkra az univerzum azon sarkaihoz, amelyek jelenleg nem érhetők el.
Ha új dolgokat akarunk tanulni mindentől, az első galaxisoktól kezdve az esélyeken élet más bolygókon, a durván 9,7 milliárd dolláros James Webb az egyetlen reményünk.
Nincs hideg
Míg a James Webb Űrtávcsövet („JWST” az ismeretek számára) a NASA emelt szintjének utódjaként említik. Hubble űrtávcső, ez egyáltalán nem. A Hubble elsősorban egy optikai távcső, amely olyan fényhullámhosszúságot rögzít, amely hasonló az emberi szem által megadott tartományhoz, és egy kicsit tovább megy az elektromágneses spektrum infravörös és ultraibolya (UV) részébe. Lényegében a Hubble egy óriási, körül keringő szemgömb, amely olyan lenyűgöző képeket nyújt, amelyeket láthat, ha látóidegei hasonlóan felszereltek.
De a JWST más. Teljes mértékben az infravörös megfigyelés során fogja megfigyelni a lehető legmélyebb vöröket, amelyeket az ember lát. Más szavakkal, a JWST egy olyan világegyetemet fog tanulmányozni, amely az emberi tapasztalatok szempontjából nagyrészt láthatatlan.
Az egyik fő ok, amiért a JWST-t infravörös terjedelemre tervezték, az, hogy az infravörös csillagászatot általában nagyon nehéz megtenni a Föld felszínétől. Fényszennyezés az a csillagászok, akiknek kristálytiszta és tökéletesen sötét égboltuk van a részletes megfigyelések és mérések elvégzéséhez.
Az infravörös szennyezés sok különböző helyről származik. Alapvetően bármi meleg. Ami alapvetően minden. Az emberi test 100 watt infravörös sugárzást generál. Maga a Föld elég meleg, erősen izzó az infravörös sávokban. Még maga a távcső is, ha szobahőmérsékleten van, infravörös fényben van.
Nem úgy, hogy nem tehetjük meg infravörös csillagászat a talajtól számítva, hogy csak bosszantóan nehéz.
Tehát hely.
Messze az otthontól
A JWST körülbelül egymillió mérföldre (1,5 millió kilométerre) fog futni a Földtől, hogy biztonságosan távol legyen meleg, infravörös ragyogó bolygónktól. De még mindig van a nap harcolni. Valaha üljön egy kellemes nyári napon kívül, érezve a bőr melegét a napján? Igen, ez az infravörös sugárzás, amelyet a vödör kiürített. És még egy millió mérföldnyire a Földtől, a nap még mindig kissé pirítós.
Ennek leküzdése érdekében az infravörös távcsövek tervezőinek néhány lehetősége van. A leggyakoribb választás az aktív hűtőrendszer használata, amikor a távcsövet hűtik az infravörös hullámhosszok megfelelő megfigyeléséhez szükséges hőmérsékletre. Ez nagyszerű, és ezt a korábbi infravörös távcsövek is használják, de ez korlátozza élettartamukat. Nincs több hűtőfolyadék = nincs több csillagászat.
Tehát a JWST ehelyett egy óriási, drága, 22 méter hosszú és 36 méter (11 méter) széles esernyőt állít fel, amely öt rétegből áll rendkívül fényvisszaverő anyagból, mindegyik réteg vékonyabb, mint az emberi haj. Ez a hatalmas "napellenző"maga a távcsövet tartja állandó árnyékban, valahol a mínusz 370 fok (mínusz 223 Celsius fok) déli részén, amely ideális annak az infravörös hullámhossznak a számára, amelyet vizsgálni fog.
Bár a móka kedvéért, a fedélzeten lévő egyik eszközt aktív hűtőrendszerrel mínusz 433 Fahrenheit (mínusz 258 C) alá hűthetik, amely lehetővé teszi néhány még hosszabb infravörös hullámhossz elérését.
Íme a tudomány
Összességében a JWST hatalmas. Valójában olyan nagy, hogy nem férhet el rakéta számára. A nagyszerű napfény pajzsán kívül az elsődleges tükör 21,5 láb (6,5 m) átmérőjű lesz, ami sokkal szélesebb, mint a jelenleg alkalmazott rakétavér. A tükörnek a rakéta oldalához történő rögzítése nem pontosan működőképes megoldás, ezért az ügyes NASA mérnökök 18 kisebb hatszögletű részre bontották a tükröt, amelyeket felragasztanak és összecsuknak a rakétabe (a behajtott elemmel együtt) napvédő és maga a távcső többi része).
Ha minden rendben van, a JWST csak néhány nappal az indulás után eljut a megfigyelési pontjához, kibontakozik és bámulni kezd.
És amit látni fog, figyelemre méltó - és ezt a szót nem használom könnyedén. Az egyik fő célpontja a korai világegyetem lesz, amikor kozmoszunk csak néhány száz millió éves volt. Az első csillagok és galaxisok, amelyek megjelentek a kozmikus jeleneten, fényesen láncoltak a látható spektrumban, ám az elmúlt 13 milliárd év során az Univerzum kibővült, kiterjesztette ezt a fényt a látható tartományból és lefelé az infravörösbe - közvetlenül a JWST tervezési paramétereinek édes pontján.
Mivel egyáltalán nincs kép az első csillagok és galaxisok korszakáról (köznyelven néven "kozmikus hajnal") ez lesz a mi első látásunk a kozmosz történetének ebben a fontos korban.
Az otthonhoz közelebb a JWST bármi hűvöset fog tanulmányozni a kozmoszban, az újszülött csillagok körüli protoplanetáris korongoktól kezdve a molekuláris felhőkig, üstökösökig, Kuiper-öv objektumáig és így tovább.
És a JWST egy speciális eszközt fog felhasználni a távoli csillagok fényének elkerülésére, lehetővé téve az obszervatórium számára, hogy képeket készítsen minden olyan objektumról, amely ezen csillagokat kering. exobolygók. Ezek a bolygók infravörös fényben izznak, és a bolygókból származó fényt a légkörükben lévő vegyi anyagok és elemek, valamint vegyi anyagok és elemek változtatják meg, amelyek az élet jelei lehetnek.
Az ET vadásztól kezdve a kozmikus hajnalban feltáróig a JWST minden bizonnyal megéri a várakozást.
- A NASA James Webb Űrtávcsője: Hubble kozmikus utódja
- Figyelemfelhívás a ház kiadásokra a Bill Tűzhelyről: James Webb Űrtávcső
- A NASA James Webb űrteleszkópja Kaliforniába érkezik a végső közgyűlésen (fotók)
Tudjon meg többet az epizód meghallgatásával "Érdemes várni James Webbre?" a Ask A Spaceman podcaston, elérhető a iTunes és az interneten a http://www.askaspaceman.com. @SethDSanders, @hhyech, White I. és Veljo U köszönhetően. a kérdéshez, amely a darabhoz vezetett! Tegye fel saját kérdését a Twitteren a #AskASpaceman segítségével, vagy Paul követésével @PaulMattSutter és facebook.com/PaulMattSutter.
