Yangi teleskoplar. Jeyms Uebb kosmik teleskopi: Xabblning vorisi haqida bilishingiz kerak bo'lgan hamma narsa. Jeyms Uebb kosmik teleskopiga sayohat

Dunyodagi barcha astronomlar ko'p yillardan beri intiqlik bilan kutayotgan payt yaqinlashmoqda. Gap mashhur Xabblning o'ziga xos davomchisi hisoblangan yangi Jeyms Uebb kosmik teleskopining ishga tushirilishi haqida ketmoqda.

Kosmik teleskoplar nima uchun kerak?

Texnik xususiyatlarni ko'rib chiqishni boshlashdan oldin, keling, kosmik teleskoplar nima uchun kerakligini va ular Yerda joylashgan komplekslardan qanday afzalliklarga ega ekanligini aniqlaylik. Gap shundaki, yer atmosferasi va ayniqsa, undagi suv bug‘lari koinotdan kelayotgan nurlanishning eng katta qismini o‘zlashtiradi. Bu, albatta, uzoq olamlarni o'rganishni juda qiyinlashtiradi.

Ammo sayyoramiz atmosferasi o'zining buzilishlari va bulutliligi, shuningdek, Yer yuzasidagi shovqin va tebranishlar bilan kosmik teleskopga to'sqinlik qilmaydi. Avtomatik Hubble observatoriyasida, atmosfera ta'sirining yo'qligi sababli, uning o'lchamlari Yerda joylashgan teleskoplarga qaraganda taxminan 7-10 baravar yuqori. Yalang'och ko'z bilan tungi osmonda ko'rish mumkin bo'lmagan uzoq tumanlik va galaktikalarning ko'plab fotosuratlari Xabbl tufayli olingan. Orbitada 15 yil davomida ishlagan teleskop 22 ming samoviy jismning, jumladan, ko'plab yulduzlar, tumanliklar, galaktikalar va sayyoralarning bir milliondan ortiq tasvirini oldi. Hubble yordamida olimlar, xususan, sayyoramizning paydo bo'lish jarayoni Galaktikamizning aksariyat yoritgichlari yaqinida sodir bo'lishini isbotladilar.

Ammo 1990 yilda ishga tushirilgan Xabbl abadiy qolmaydi va uning texnik imkoniyatlari cheklangan. Darhaqiqat, so'nggi o'n yilliklar davomida fan katta taraqqiyotga erishdi va endi koinotning ko'plab sirlarini ochib beradigan ancha ilg'or qurilmalarni yaratish mumkin. Jeyms Uebb aynan shunday qurilmaga aylanadi.

Jeyms Webb qobiliyatlari

Yuqorida aytib o'tganimizdek, Hubble kabi qurilmalarsiz kosmosni to'liq o'rganish mumkin emas. Endi "Jeyms Webb" tushunchasini tushunishga harakat qilaylik. Ushbu qurilma orbital infraqizil observatoriya hisoblanadi. Boshqacha aytganda, uning vazifasi kosmik ob'ektlarning issiqlik nurlanishini o'rganish bo'ladi. Esda tutingki, ma'lum bir haroratgacha qizdirilgan qattiq va suyuq barcha jismlar infraqizil spektrda energiya chiqaradi. Bunday holda, tananing chiqaradigan to'lqin uzunliklari isitish haroratiga bog'liq: harorat qanchalik baland bo'lsa, to'lqin uzunligi qanchalik qisqa va radiatsiya intensivligi shunchalik yuqori bo'ladi.

Kelajakdagi teleskopning asosiy vazifalari orasida Katta portlashdan keyin paydo bo'lgan birinchi yulduzlar va galaktikalarning yorug'ligini aniqlash kiradi. Bu juda qiyin, chunki millionlab va milliardlab yillar davomida harakatlanadigan yorug'lik sezilarli o'zgarishlarga uchraydi. Shunday qilib, ma'lum bir yulduzning ko'rinadigan nurlanishi chang buluti tomonidan to'liq so'rilishi mumkin. Ekzosayyoralarga kelsak, bu yanada qiyinroq, chunki bu ob'ektlar juda kichik (albatta, astronomik standartlar bo'yicha) va "xira". Ko'pgina sayyoralar uchun o'rtacha harorat kamdan-kam hollarda 0 ° C dan oshadi va ba'zi hollarda -100 ° C dan pastga tushishi mumkin. Bunday narsalarni aniqlash juda qiyin. Ammo Jeyms Uebb teleskopiga o'rnatilgan uskunalar o'z yulduzlaridan 12 astronomik birlikdan uzoqroqda va 15 yorug'likgacha masofada joylashgan sirt harorati 300 K (bu Yer ko'rsatkichi bilan solishtirish mumkin) ga yetadigan ekzosayyoralarni aniqlashga imkon beradi. yillar bizdan.

Yangi teleskop NASAning ikkinchi rahbari sharafiga nomlangan. Jeyms Uebb 1961 yildan 1968 yilgacha AQSh kosmik agentligini boshqargan. Qo'shma Shtatlarda kosmosga birinchi marta uchirilishi ustidan nazorat uning yelkasida edi. U Apollon dasturiga katta hissa qo'shdi, uning maqsadi Oyga odamni qo'ndirish edi.

Umuman olganda, bizning Quyoshga "qo'shni" bo'lgan bir necha o'nlab yulduzlar atrofida joylashgan sayyoralarni kuzatish mumkin bo'ladi. Bundan tashqari, "Jeyms Uebb" nafaqat sayyoralarni, balki ularning sun'iy yo'ldoshlarini ham ko'ra oladi. Boshqacha qilib aytganda, biz ekzosayyoralarni o'rganishda inqilobni kutishimiz mumkin. Va, ehtimol, yolg'iz emas. Agar quyosh tizimi haqida gapiradigan bo'lsak, bu erda ham yangi muhim kashfiyotlar bo'lishi mumkin. Gap shundaki, teleskopning sezgir uskunasi -170°C haroratli tizimdagi ob'ektlarni aniqlash va o'rganish imkoniyatiga ega bo'ladi.

Yangi teleskopning imkoniyatlari koinot mavjudligining boshida sodir bo'lgan ko'plab jarayonlarni tushunishga - uning kelib chiqishiga qarashga imkon beradi. Keling, bu masalani batafsil ko'rib chiqaylik: siz bilganingizdek, bizdan 10 yorug'lik yili uzoqlikda joylashgan yulduzlarni xuddi 10 yil oldingi kabi ko'ramiz. Shunday qilib, biz 13 milliard yorug'lik yilidan ko'proq masofada joylashgan ob'ektlarni kuzatamiz, chunki ular 13,7 milliard yil oldin sodir bo'lgan Katta portlashdan deyarli darhol paydo bo'lgan. Yangi teleskopga o'rnatilgan asboblar o'z vaqtida rekord o'rnatgan Xabbldan 800 million uzoqni ko'rish imkonini beradi. Shunday qilib, koinotni Katta portlashdan atigi 100 million yil o'tgach ko'rish mumkin bo'ladi. Ehtimol, bu olimlarning koinot tuzilishi haqidagi fikrlarini o'zgartiradi. 2019-yilga mo‘ljallangan teleskopning ishga tushishini kutishgina qoladi. Qurilma 5-10 yil davomida ishlaydi, shuning uchun yangi kashfiyotlar uchun ko'p vaqt bo'ladi.

Umumiy qurilma

Jeyms Uebbni uchirish uchun ular yevropaliklar yaratgan Ariane 5 raketasidan foydalanmoqchi. Umuman olganda, AQSh kosmik departamentining ustun roliga qaramay, loyihani xalqaro deb atash mumkin. Teleskopning o'zi Amerikaning Northrop Grumman va Ball Aerospace kompaniyalari tomonidan ishlab chiqilgan bo'lib, dasturda jami 17 davlatdan mutaxassislar qatnashgan. AQSh va Yevropa Ittifoqi mutaxassislaridan tashqari kanadaliklar ham katta hissa qo'shdilar.

Ishga tushirilgandan so'ng qurilma Quyosh-Yer tizimining L2 Lagrange nuqtasida halo orbitada bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, Xabbldan farqli o'laroq, yangi teleskop Yer atrofida aylanmaydi: sayyoramizning doimiy "miltillashi" kuzatishlarga xalaqit berishi mumkin. Buning o'rniga Jeyms Uebb Quyosh atrofida aylanadi. Shu bilan birga, Yer bilan samarali aloqani ta'minlash uchun u yulduz atrofida sayyoramiz bilan sinxron harakat qiladi. Jeyms Uebbning Yerdan masofasi 1,5 million km ga etadi: bunday katta masofa tufayli uni Xabbl kabi modernizatsiya qilish yoki ta’mirlash imkoni bo‘lmaydi. Shu sababli, ishonchlilik butun Jeyms Uebb kontseptsiyasida birinchi o'rinda turadi.

Ammo yangi teleskop nima? Bizning oldimizda og'irligi 6,2 tonna bo'lgan kosmik kema turibdi. Aniqroq qilib aytadigan bo'lsak, Xabblning og'irligi 11 tonna - deyarli ikki baravar ko'p. Shu bilan birga, Xabbl hajmi jihatidan ancha kichik edi - uni avtobusga qiyoslash mumkin (yangi teleskop uzunligi bo'yicha tennis kortiga, balandligi bo'yicha esa uch qavatli uyga qiyoslanadi). Teleskopning eng katta qismi quyosh qalqoni bo'lib, uning uzunligi 20 metr va kengligi 7 metr. Bu katta qatlamli tortga o'xshaydi. Qalqonni tayyorlash uchun bir tomoni yupqa alyuminiy qatlami, ikkinchi tomoni esa metall kremniy bilan qoplangan maxsus maxsus polimer plyonka ishlatilgan. Issiqlik pardasi qatlamlari orasidagi bo'shliqlar vakuum bilan to'ldiriladi: bu issiqlikni teleskopning "yuragi" ga o'tkazishni murakkablashtiradi. Ushbu qadamlarning maqsadi quyosh nuridan himoya qilish va teleskopning o'ta sezgir matritsalarini -220 ° C gacha sovutishdir. Busiz teleskop uning qismlari infraqizil nurlanishidan "ko'r" bo'ladi va siz buni unutishingiz kerak bo'ladi. uzoqdagi ob'ektlarni kuzatish.

Sizning e'tiboringizni ko'proq jalb qiladigan narsa bu yangi teleskopning oynasi. Yorug'lik nurlariga e'tibor qaratish kerak - oyna ularni to'g'rilaydi va aniq tasvirni yaratadi, shu bilan birga rang buzilishlari olib tashlanadi. Jeyms Webb diametri 6,5 m bo'lgan asosiy oynani oladi. Taqqoslash uchun, Hubble uchun xuddi shu raqam yangi teleskop uchun asosiy oynaning diametri tanlangan - aynan shu narsa eng uzoq galaktikalarning yorug'ligini o'lchash. Aytish kerakki, teleskopning sezgirligi va uning o'lchamlari uzoq kosmik ob'ektlardan yorug'likni to'playdigan oyna maydonining o'lchamiga bog'liq (bizning holatda u 25 m²).

Webb oynasi uchun berilliyning maxsus turi ishlatilgan, bu nozik kukundir. U zanglamaydigan po'latdan yasalgan idishga joylashtiriladi va keyin tekis shaklga bosiladi. Po'lat idishni olib tashlaganingizdan so'ng, berilyum bo'lagi ikki qismga bo'linib, oyna blankalarini hosil qiladi, ularning har biri bitta segmentni yaratish uchun ishlatiladi. Ularning har biri maydalanadi va silliqlanadi, so'ngra -240 ° C haroratgacha sovutiladi. Keyin segmentning o'lchamlari aniqlanadi, uning yakuniy jilolanishi amalga oshiriladi va old qismga oltin qo'llaniladi. Nihoyat, segment kriogen haroratda qayta sinovdan o'tkaziladi.

Olimlar oynani nimadan yasash mumkinligi haqida bir nechta variantni ko'rib chiqdilar, ammo oxir-oqibat mutaxassislar berilliyni tanladilar, engil va nisbatan qattiq metall, uning narxi juda yuqori. Ushbu qadamning sabablaridan biri berilliyning kriogen haroratda o'z shaklini saqlab qolishi edi. Oynaning o'zi doira shaklida - bu yorug'likni detektorlarga imkon qadar ixcham tarzda qaratish imkonini beradi. Agar Jeyms Uebb, masalan, oval oynaga ega bo'lsa, tasvir cho'zilgan bo'lar edi.
Asosiy oyna 18 ta segmentdan iborat bo‘lib, ular avtomobil orbitaga chiqarilgandan so‘ng ochiladi. Agar u qattiq bo'lsa, teleskopni Ariane 5 raketasiga joylashtirish jismonan imkonsiz bo'lar edi. Segmentlarning har biri olti burchakli bo'lib, bu sizga bo'sh joydan eng yaxshi foydalanish imkonini beradi. Oyna elementlari oltin rangga ega. Oltin qoplama infraqizil diapazonda yorug'likning eng yaxshi aks etishini ta'minlaydi: oltin to'lqin uzunligi 0,6 dan 28,5 mikrometrgacha bo'lgan infraqizil nurlanishni samarali aks ettiradi. Oltin qatlam qalinligi 100 nanometr, qoplamaning umumiy og‘irligi esa 48,25 gramm.

18 ta segment oldida maxsus o'rnatgichga ikkilamchi oyna o'rnatilgan: u asosiy oynadan yorug'likni qabul qiladi va uni qurilmaning orqa qismida joylashgan ilmiy asboblarga yo'naltiradi. Ikkilamchi oyna birlamchi oynadan ancha kichik va qavariq shaklga ega.

Ko'pgina ambitsiyali loyihalarda bo'lgani kabi, Jeyms Webb teleskopining narxi ham kutilganidan yuqori bo'lib chiqdi. Dastlab ekspertlar kosmik observatoriya 1,6 milliard dollarga tushishini rejalashtirgan edi, ammo yangi hisob-kitoblarga ko'ra, buning uchun 2011 yilda ular loyihadan voz kechishni xohlashdi, ammo keyin uni amalga oshirishga qaytishga qaror qilindi. . Va endi "Jeyms Webb" xavf ostida emas.

Ilmiy asboblar

Kosmik ob'ektlarni o'rganish uchun teleskopga quyidagi ilmiy asboblar o'rnatiladi:

- NIRCam (infraqizil kamera yaqinida)
- NIRSpec (yaqin infraqizil spektrograf)
- MIRI (o'rta infraqizil asbob)
- FGS/NIRISS (nozik hidoyat sensori va yaqin infraqizil tasvirlash qurilmasi va tirqishsiz spektrograf)

Jeyms Uebb teleskopi / ©wikimedia

NIRCam

NIRCam yaqin infraqizil kamerasi asosiy tasvir birligidir. Bu teleskopning o'ziga xos "asosiy ko'zlari". Kameraning ishlash diapazoni 0,6 dan 5 mikrometrgacha. U tomonidan olingan tasvirlar keyinchalik boshqa asboblar tomonidan o'rganiladi. Aynan NIRCam yordamida olimlar koinotdagi eng qadimgi ob'ektlar paydo bo'lishining boshida yorug'likni ko'rishni xohlashadi. Bundan tashqari, asbob Galaktikamizdagi yosh yulduzlarni o‘rganish, qorong‘u materiya xaritasini yaratish va boshqa ko‘p narsalarga yordam beradi. NIRCamning muhim xususiyati uzoq yulduzlar atrofidagi sayyoralarni ko‘rish imkonini beruvchi koronagrafning mavjudligidir. Bu ikkinchisining yorug'ligini bostirish tufayli mumkin bo'ladi.

NIRSpec

Yaqin infraqizil spektrograf yordamida ob'ektlarning fizik xususiyatlari va ularning kimyoviy tarkibi haqida ma'lumot to'plash mumkin bo'ladi. Spektrografiya juda uzoq vaqt talab etadi, ammo mikroshutter texnologiyasidan foydalanib, 3 × 3 yoy daqiqali osmon maydonida yuzlab ob'ektlarni kuzatish mumkin bo'ladi. Har bir NIRSpec mikrogate xujayrasi magnit maydon ta'sirida ochiladigan va yopiladigan qopqoqga ega. Hujayra individual boshqaruvga ega: yopiq yoki ochiq bo'lishiga qarab, osmonning o'rganilayotgan qismi haqida ma'lumot beriladi yoki aksincha, bloklanadi.

MIRI

O'rta infraqizil asbob 5-28 mikrometr oralig'ida ishlaydi. Ushbu qurilma 1024x1024 piksel o'lchamlari bo'lgan sensorli kamerani, shuningdek, spektrografni o'z ichiga oladi. Mishyak-kremniy detektorlarining uchta massivi MIRI-ni Jeyms Webb teleskopining arsenalidagi eng sezgir asbobga aylantiradi. Taxminlarga ko'ra, o'rta infraqizil asbob yangi yulduzlar, ilgari noma'lum bo'lgan Kuiper belbog'idagi ko'plab ob'ektlar, juda uzoq galaktikalarning qizil siljishi va sirli faraziy sayyora X (quyosh tizimidagi to'qqizinchi sayyora sifatida ham tanilgan) o'rtasidagi farqni aniqlay oladi. . MIRI uchun nominal ish harorati 7 K. Faqat passiv sovutish tizimi buni ta'minlay olmaydi: buning uchun ikki daraja ishlatiladi. Birinchidan, teleskop pulsatsiya trubkasi yordamida 18 K ga sovutiladi, so'ngra adiabatik drosselli issiqlik almashtirgich yordamida harorat 7 K ga tushiriladi.

FGS/NIRISS

FGS/NIRISS ikkita asbobdan iborat - aniq ko'rsatuvchi sensor va yaqin infraqizil tasvirlagich va tirqishsiz spektrograf. Aslida, NIRISS NIRCam va NIRSpec funksiyalarini takrorlaydi. 0,8–5,0 mikrometr diapazonida ishlaydigan qurilma uzoqdagi ob'ektlardan "birinchi yorug'lik" ni asbobni ularga qaratib aniqlaydi. NIRISS, shuningdek, ekzosayyoralarni aniqlash va o'rganish uchun foydali bo'ladi. FGS nozik ishora sensoriga kelsak, ushbu uskuna yaxshiroq tasvirlarni olish uchun teleskopning o'ziga ishora qilish uchun ishlatiladi. FGS kamerasi osmonning ikkita qo'shni hududidan tasvirni yaratishga imkon beradi, ularning o'lchamlari har biri 2,4 × 2,4 yoy daqiqasi. Shuningdek, u 8x8 pikselli kichik guruhlardan maʼlumotni soniyasiga 16 marta oʻqiydi: bu osmonning istalgan joyida, jumladan, yuqori kengliklarda ham 95% ehtimollik bilan mos mos yozuvlar yulduzini aniqlash uchun yetarli.

Teleskopga o‘rnatilgan uskunalar Yer bilan yuqori sifatli aloqa o‘rnatish va ilmiy ma’lumotlarni 28 Mbit/s tezlikda uzatish imkonini beradi. Ma'lumki, barcha tadqiqot vositalari bu qobiliyat bilan maqtana olmaydi. Masalan, Amerikaning Galileo zondi ma'lumotni atigi 160 bps tezlikda uzatdi. Biroq, bu olimlarning Yupiter va uning sun'iy yo'ldoshlari haqida juda ko'p ma'lumot olishiga to'sqinlik qilmadi.

Yangi kosmik kema Xabblning munosib davomchisi bo'lishni va'da qiladi va bugungi kungacha yopiq sir bo'lib qolayotgan savollarga javob berishga imkon beradi. "Jeyms Uebb"ning mumkin bo'lgan kashfiyotlari orasida Yerga o'xshash va yashash uchun mos bo'lgan olamlarning kashfiyoti bor. Teleskop tomonidan olingan ma'lumotlar begona tsivilizatsiyalar mavjudligini ko'rib chiqadigan loyihalar uchun foydali bo'lishi mumkin.

Bir kun oldin u yana ko'plab olimlarni xafa qilgan, kartalarini chalkashtirib yuborgan va endi byudjet mablag'larining ko'payishiga olib keladigan e'lon qildi.

Amerika Qo'shma Shtatlari uzoq kutilgan Jeyms Uebb kosmik teleskopi missiyasini ishga tushirishni yana deyarli bir yilga qoldirmoqda.

NASA rahbariyati bunga sabab sifatida bir qator texnik nosozliklar va xatolarni keltirib, uchirilish 2019 yildan 2020 yil may oyiga ko‘chirilganini aytdi.

Biroq, NASAning boshqa tanlovi yo'q, chunki dizayndagi barcha xatolar erda tuzatilishi kerak, chunki Hubble teleskopidan farqli o'laroq, teleskopni orbitada ta'mirlash imkoniyati bo'lmaydi.

"Asosan, bizda koinotga chiqishdan oldin hamma narsani qilish uchun faqat bitta imkoniyat bor", dedi NASAning fan bo'yicha direktori yordamchisi Tomas Zurbuxen. "Endi bizda marra chizig'ini kesib o'tmasdan oldin buni qilish imkoniyati borga o'xshaydi."

Aslida, teleskop uskunalari hozirda ikkita alohida qismga yig'ilgan. Birinchisi, teleskopning o'zi, diametri 6,5 metr bo'lgan, 18 olti burchakli segmentlardan yig'ilgan oyna va to'rtta ilmiy asbobdan iborat.

Ikkinchi qism - xizmat ko'rsatish qismi bo'lib, unda energiya tizimlari va quyosh qalqoni mavjud bo'lib, ular kosmosda ochilishi va teleskopning quyosh nurlari bilan qizib ketishining oldini olish uchun tennis korti o'lchamidagi soyani yaratishi kerak. Kaliforniyadagi Northrop Grumman zavodida ishlab chiqarilgan ushbu qism jiddiy muammolarga duch keldi. Shunday qilib, qo'zg'alish tizimidagi klapanlarning oqishi va himoya qalqonini sinovdan o'tkazishda qiyinchiliklar aniqlandi.

"Biz ba'zi xatolarga yo'l qo'ydik", dedi Zurbuchen. Boshqa narsalar qatorida, sinovni o'rnatish paytida Kaptonning besh qatlamidan iborat ekran bir necha joyidan yirtilgani ma'lum bo'ldi. Jami ettita yorilish aniqlangan, ulardan ikkitasi uzunligi 10 sm dan oshgan.

Va uni mahkam ushlab turishi kerak bo'lgan kabellar juda zaif bo'lib chiqdi va kosmosda sinishi mumkin edi.

NASA va Northrop Grumman allaqachon bu muammolarni qanday hal qilishni bilishadi, ammo ularni tuzatish uchun endi qo'shimcha oylik mehnat talab etiladi.

Agentlik NASA faxriysi Tomas Yang boshchiligida teleskop yig‘ilishini nazorat qiluvchi va yozda Kongressga hisobot yuboradigan mustaqil ekspertlar kengashini chaqirishga qaror qildi. Shu bilan birga, agentlik endi yashirmaydi

qo'shimcha ish uchun Kongress tomonidan missiya uchun ajratilgan 8 milliard dollardan ko'proq mablag' talab qilinadi.

NASA qarori allaqachon olimlar va siyosatchilarning keskin munosabatiga sabab bo'lgan. “Bugun teleskopning ishga tushirilishi yana kechiktirilgani va 8 milliard dollardan ko'proqqa tushishi achinarli va qabul qilib bo'lmaydigan narsa... Bu davom etayotgan kechikishlar va ortiqcha xarajatlar NASA va uning bosh pudratchisi Northrop Grummanga bo'lgan ishonchni pasaytiradi. NASA soliq to‘lovchilarga bergan va’dalarini bajarishi kerak”, — dedi AQSh Vakillar palatasining Fan bo‘yicha qo‘mitasi rahbari.

Xarajatlarning oshib ketishi kutilayotgani sababli, olimlar Webb teleskopi boshqa astronomiya missiyalarini, xususan, 2020-yillarda rejalashtirilgan WFIRST (Keng maydon infraqizil tadqiqot teleskopi) missiyasini ishga tushirishga xavf tug'dirishi mumkinligidan qo'rqishadi.

"Webb NASA astrofizikasini o'ldiradigan teleskop bo'lishi mumkin", deb ogohlantirdi San-Diegodagi Kaliforniya universiteti kosmologi Brayan Kiting.

u 2010 yilda loyihani "astronomiya bilan shug'ullanadigan" teleskop deb atagan.

Xabbl teleskopini almashtirish bo'yicha uzoq sabrli va qimmat missiyaning so'nggi kechiktirilishi katta ajablanib bo'lmadi. Fevral oyida AQSh Hukumatining Mas'uliyat idorasi o'z hisobotida mart-iyun oylarida rejalashtirilgan missiyaning ishga tushirilishini "amalga oshirib bo'lmaydigan" deb atadi va byudjetni ortiqcha sarflash xavfini e'lon qildi.

Dastlab 2007-yilda ishga tushirilishi rejalashtirilgan Jeyms Uebb teleskopi uzoq vaqt davomida ishga tushirilishi kechikishi va narxining oshishi bilan bog‘liq. Yangi teleskopni ishlab chiqish 1996 yilda boshlangan, uning qiymati 500 million dollarga baholangan.

Teleskopning asosiy maqsadlari kosmologik tadqiqotlar, yulduzlar va sayyoralarning shakllanishi masalalari, boshqa yulduzlar atrofida sayyoralarni qidirish bo'lishi kerak. Kuzatish vaqtining salmoqli qismini boshqa mavzularda ishlovchi olimlarning arizalariga ajratish rejalashtirilgan edi.

Uebb yaqin va o'rta infraqizil spektrga nazar tashlaydi, buning uchun uning oy orqasidagi L2 nuqtasi va Quyosh, Yer va Oyning intruziv nurlarini to'sib qo'yadigan, qurilmaning sovishiga foydali ta'sir ko'rsatadigan quyosh qalqonlari yordam beradi. Olimlar koinotning birinchi yulduzlarini, yosh galaktikalarning shakllanishi va to'qnashuvini, shuningdek, hayotning kimyoviy tarkibiy qismlarini o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan protoplanetar tizimlarda yulduzlarning tug'ilishini ko'rishga umid qilmoqdalar.

Bu birinchi yulduzlar koinot tuzilishini tushunish uchun kalit bo'lishi mumkin. Nazariy jihatdan, ularning qayerda va qanday shakllanishi qorong'u materiyaning birinchi naqshlari - tortishish ta'sirida aniqlangan ko'rinmas, sirli modda bilan bevosita bog'liq va ularning hayot va o'lim davrlari birinchi galaktikalarning shakllanishiga ta'sir ko'rsatgan fikr-mulohazalarni keltirib chiqaradi. Va qisqa muddatli o'ta massiv yulduzlar bizning Quyosh massasidan 30-300 baravar (va millionlab marta yorqinroq) bo'lganligi sababli, bu birinchi yulduzlar o'ta yangi yulduzlar sifatida portlashi va keyin qora tuynuklarni hosil qilish uchun qulab tushishi mumkin edi. massiv galaktikalar.

Bularning barchasini ko'rish, albatta, biz hozirgacha qilgan asboblar uchun jasoratdir. Yangi asboblar va kosmik kemalar tufayli biz ko'proq narsani ko'ra olamiz.

Jeyms Uebb kosmik teleskopiga sayohat

Uebb qalin, egri mast va yelkan bilan jihozlangan olmos shaklidagi salga o'xshaydi - agar ulkan berilliy yeyuvchi asalarilar tomonidan qurilgan bo'lsa. Pastki qismi Quyosh tomon yo'naltirilgan, pastdan "sal" qalqondan iborat - yoriqlar bilan ajratilgan Kapton qatlamlaridan iborat. Har bir qatlam samarali sovutish uchun vakuum bo'shlig'i bilan ajratiladi va ular birgalikda asosiy reflektor va asboblarni himoya qiladi.

Kapton - bu DuPont tomonidan ishlab chiqarilgan juda yupqa (o'ylab ko'ring) polimer plyonka bo'lib, u haddan tashqari issiqlik va tebranish sharoitida barqaror mexanik xususiyatlarni saqlab turishga qodir. Agar xohlasangiz, qalqonning bir tomonida suvni qaynatib, boshqa tomonida azotni suyuq holatda ushlab turishingiz mumkin. Bundan tashqari, u juda yaxshi yig'iladi, bu ishga tushirish uchun muhimdir.

Kemaning “keel”i parvoz paytida quyosh qalqoni saqlaydigan konstruksiya va avtomobilni quvvatlantirish uchun quyosh panellaridan iborat. Markazda Webbni quvvatlaydigan barcha muhim qo'llab-quvvatlash funktsiyalari, jumladan quvvat, munosabatni boshqarish, aloqa, buyruq, ma'lumotlarni qayta ishlash va issiqlik nazorati mavjud bo'lgan quti mavjud. Antenna qutining ko'rinishini yoritadi va hamma narsa to'g'ri yo'nalishda yo'naltirilganligiga ishonch hosil qilishga yordam beradi. Issiqlik pardasining bir uchida, unga perpendikulyar bo'lib, qurilmaga fotonlar tomonidan qo'llaniladigan bosimni qoplaydigan moment trimmeri mavjud.

Qalqonning kosmik tomonida "yelkan", ulkan Webb oynasi, optik jihozlarning bir qismi va jihozlar bilan quti mavjud. 18 olti burchakli berilliy bo'limlari ishga tushirilgandan so'ng ochilib, diametri 6,5 metr bo'lgan bitta katta asosiy oynaga aylanadi.

Ushbu oynaning qarshisida uchta tayanch bilan ushlab turilgan ikkinchi darajali oyna joylashgan bo'lib, u yorug'likni asosiy oynadan orqa optik quyi tizimga qaratadi, birlamchi oynaning markazidan chiqadigan xanjar shaklidagi quti. Ushbu struktura adashgan yorug'likni yo'qotadi va yorug'likni ikkilamchi oynadan "mast" ning orqa qismida joylashgan asboblarga yo'naltiradi, bu ham asosiy oynaning segmentlangan tuzilishini qo'llab-quvvatlaydi.

Avtomobil olti oylik ishga tushirish muddatini tugatgandan so'ng, u yoqilg'i sarfiga qarab 5-10 yil, ehtimol uzoqroq ishlaydi, lekin ta'mirlash uchun juda uzoqda bo'ladi. Aslida, Hubble bu borada biroz istisno. Ammo Hubble va boshqa umumiy observatoriyalar singari, Webbning vazifasi butun dunyodagi olimlarning raqobatbardosh loyihalari bilan ishlash bo'ladi. Natijalar keyinchalik onlaynda mavjud bo'lgan tadqiqot va ma'lumotlarga yo'l topadi.

Keling, ushbu tadqiqotning barchasini amalga oshirishga imkon beradigan vositalarni batafsil ko'rib chiqaylik.

Asboblar: ko'rinmas

U vizual diapazonda (qizil va oltin yorug'lik) biror narsani ko'rsa ham, Webb asosan katta infraqizil teleskopdir.

Uning asosiy termal tasviri, yaqin infraqizil kamerasi NIRCam, 0,6-5,0 mikron oralig'ida (infraqizil yaqinida) ko'radi. U birinchi yulduzlar va galaktikalar paydo bo'lgan paytdan boshlab infraqizil nurni aniqlay oladi, yaqin atrofdagi galaktikalar va Kuiper kamaridan o'tayotgan mahalliy ob'ektlarni - Neptun orqasida aylanib yuruvchi muzli jismlar kengligini, shuningdek Pluton va boshqa mittilarni o'z ichiga oladi. sayyoralar.

NIRCam shuningdek, koronagraf bilan jihozlangan bo‘lib, u kameraga yorqin yulduzlarni o‘rab turgan yupqa haloni kuzatish, ularning ko‘r-ko‘rona nurini to‘sish imkonini beradi – bu ekzosayyoralarni aniqlashning muhim vositasi.

Yaqin infraqizil spektrograf NIRCam bilan bir xil to'lqin uzunligi diapazonida ishlaydi. Boshqa spektrograflar singari u yulduzlar kabi jismlarning fizik xossalarini tahlil qiladi, ular chiqaradigan yorug'likni spektrlarga ajratadi, ularning tuzilishi ob'ektning harorati, massasi va kimyoviy tarkibiga qarab o'zgaradi.

NIRSpec minglab qadimiy galaktikalarni o'rganadi, shuning uchun bitta spektrograf bu ishni bajarish uchun yuzlab soatlarni talab qiladi. Ushbu qiyin vazifani soddalashtirish uchun spektrograf ajoyib qurilma bilan jihozlangan: har biri taxminan 100 dan 200 mikrongacha bo'lgan (bir nechta odam tuklarining kengligi) va har biri blokirovka qilish uchun ochilishi va yopilishi mumkin bo'lgan 62 000 ta alohida jalüzdan iborat to'r. yorqinroq yulduzlarning nuri. Ushbu massiv yordamida NIRSpec bir vaqtning o'zida yuzlab turli ob'ektlarni kuzata oladigan birinchi kosmik spektrograf bo'ladi.

Nozik hidoyat sensori va tirqishsiz spektrograf (FGS-NIRISS) asosan birga o'ralgan ikkita sensordir. NIRISS to'rtta rejimni o'z ichiga oladi, ularning har biri boshqa to'lqin uzunligi bilan bog'liq. Bular prizma va grizma deb ataladigan panjara yordamida spektrni yaratadigan tirqishsiz spektroskopiyadan tortib, birgalikda yulduzning fon nuriga qarshi ekzosayyoraviy yorug'likni ochib beradigan interferentsiya naqshlarini yaratadi.

F.G.S. navigatsiya rasmlarini oladigan va ularni teleskopni to'g'ri yo'nalishda ushlab turadigan munosabatni boshqarish tizimlariga uzatuvchi sezgir va o'chmaydigan kamera.

Webbning so'nggi asbobi o'z diapazonini yaqin infraqizildan o'rta infraqizil spektrgacha kengaytiradi, bu qizil siljishli ob'ektlarni, shuningdek, sayyoralar, kometalar, asteroidlar, quyoshdan isitiladigan chang va protoplanetar disklarni kuzatish uchun foydalidir. Ham kamera, ham spektrograf bo'lgan bu asbob MIRI to'lqin uzunliklarining eng keng diapazonini, 5-28 mikronni qamrab oladi. Uning keng polosali kamerasi Hubble haqida bizga yoqadigan ko'proq turdagi tasvirlarni olish imkoniyatiga ega bo'ladi.

Bundan tashqari, infraqizil kuzatuvlar koinotni tushunish uchun muhim ahamiyatga ega. Chang va gaz yulduzlar bog'chasidagi yulduzlardan ko'rinadigan yorug'likni to'sib qo'yishi mumkin, ammo infraqizil nurlar buni qila olmaydi. Bundan tashqari, koinot kengayishi va galaktikalar bir-biridan uzoqlashishi bilan ularning yorug'ligi "cho'ziladi" va qizil rangga aylanadi va infraqizil kabi elektromagnit to'lqinlarning uzun to'lqinli spektriga o'tadi. Galaktika qanchalik uzoq bo'lsa, u shunchalik tez chekinadi va uning qizil siljishi shunchalik katta bo'ladi - bu Webb teleskopining qiymati.

Infraqizil spektr, shuningdek, ekzosayyoralarning atmosferalari va ularda hayot bilan bog'liq molekulyar komponentlar mavjudligi haqida ko'p ma'lumot berishi mumkin. Erda biz suv bug'lari, metan va karbonat angidridni "issiqxona gazlari" deb ataymiz, chunki ular issiqlikni yutadi. Ushbu tendentsiya hamma joyda to'g'ri bo'lganligi sababli, olimlar spektrograflar yordamida moddalarning yutilish naqshlarini kuzatish orqali uzoq olamlar atmosferasidagi tanish moddalarni aniqlash uchun Webbdan foydalanishlari mumkin.

Shaxsan men Jeyms Uebb teleskopi juda ko'p ixtiro, juda ko'p xavf-xatarni o'z ichiga oladi, degan xulosaga keldim va u o'zgacha loyihadir.- bu 29-oktabr kuni AQSh Milliy fanlar akademiyasi Koinot tadqiqotlari kengashining Astronomiya va astrofizika qo‘mitasi yig‘ilishida mustaqil nazorat komissiyasi rahbari Tom Yangning to‘g‘ridan-to‘g‘ri so‘zlari edi. Biroq, u teleskopning raqibi emasligini va loyihani muvaffaqiyatli yakunlashiga shubha qilmasligini darhol aniqladi. Darhaqiqat, vaziyat qarama-qarshi tuyg'ularni uyg'otadi - bir tomondan, bu fanga yangi imkoniyatlar berishi kerak bo'lgan juda qiziqarli loyiha, boshqa tomondan, vaqt va xarajatlarning oshib ketishi haqiqatan ham astronomik qiymatlarga yetdi. Umuman olganda, loyihaning tarixi bizni texnologiyalarni joriy etishning o'z vaqtidaligi va qachon to'xtash yaxshiroq bo'lgan mezonlari haqida o'ylashga majbur qiladi. Va nihoyat, "Jeyms Webb" ning saboqlarini oy orbital stantsiyasining ancha katta loyihasini boshlashda o'rganish kerak.

NASA/Desiree Stover surati

Yangning fikrini yanada aniqroq qilish uchun kontekstni aniqlab olish kerak. 2010 yilda Jeyms Uebb teleskopi loyihasi ilgari e'lon qilingan jadval va xarajatlarni yana bir bor buzganida, senator Barbara Mikulski mustaqil tekshiruv komissiyasini yig'ishni talab qildi. NASA o‘z ishining natijalariga ko‘ra loyihani qayta tuzildi va AQSh Kongressini xarajati 8 milliard dollardan oshmasligiga va teleskop 2018 yilning kuzidan kechiktirmay ishga tushirilishiga ishontirdi.Ammo 2017 yilning kuzida muddatlar o‘zgardi. 2019-yilga, 2018-yilning bahorida – 2020-yilga qadar. NASA senatorning g‘azabini kutmasdan, mustaqil ravishda yangi mustaqil komissiya tuzdi. Uning tarkibiga nufuzli aerokosmik mutaxassislar kirdi va Lockheed Martin kompaniyasida ishlagan Tom Young uning rahbari bo'ldi.

Tom Young, NASA surati/Bill Ingalls

Komissiya o‘z ishini 2018-yilning may oyida yakunladi va 31-kuni o‘z hisobotini taqdim etdi. U turli sharoitlarda mehnat zichligi va loyihani amalga oshirish muddatini baholashga asoslanib, ishga tushirish sanasini 2021-yilning martiga belgilashni tavsiya qildi. Buning natijasi Kongress tomonidan belgilangan 8 milliarddan oshib ketadi. Hisobotda jarayonni takomillashtirish bo‘yicha 32 ta tavsiya ham berilgan.

Endi 2018 yilning kuziga shoshiling. 29-oktabr kuni AQSh Milliy Fanlar akademiyasi Koinot tadqiqotlari kengashining Astronomiya va astrofizika qo‘mitasining yig‘ilishi bo‘lib o‘tdi. Tom Yangning u yerda chiqish qilgani ajablanarli emas. SpaceNews portali uning so'zlarini keltiradi:

JWSTni har qanday narxda qo'llab-quvvatlaydigan odamlar bor va uni qo'llab-quvvatlaydiganlar ham bor, lekin vaqt jadvali va narxining oshishidan g'azablanganlar. Ishonamanki, loyiha yopilmaydi va siyosiy jarayon teleskopga yomonlik qilmaydi.

Shuningdek, u NASAning boshqa dasturlariga "garov zararini" inkor eta olmasligini qo'shimcha qildi, lekin aniq qarorlarni bashorat qilmagan. Izoh: NASA va AQSh ma'muriyati hozirda JWSTga pul o'tkazish uchun WFIRST infraqizil teleskopini kechiktirish yoki bekor qilish haqida o'ylashmoqda.

Bilaman, biz hozir Jeyms Uebbni nisbatan kichik ko‘rinishga olib keladigan loyihalarni boshlayapmiz. Va bu missiyalar JWST tajribasini hisobga olishi kerak. O'ylaymanki, kelgusi o'n yillikda biz bu muammoni hal qilishimiz kerak.

Young, shuningdek, NASAni tavsiyalarning haqiqiyligiga ishontirishning qiyinchiliklari haqida gapirdi. NASA teleskop uchirilishi kerak bo'lgan Yevropa Ariane 5 raketasining parvoziga tayyorgarlikni nazorat qila olishini va nazorat qilishi kerakligini isbotlash uchun ko'p kuch sarflash kerak edi. Dastlab, NASA buning iloji yo‘qligini ta’kidladi, ammo komissiya vakillari oxir-oqibat agentlikni ishontirishga muvaffaq bo‘lishdi.

Agar bu dastur yuqori ilmiy salohiyatga ega bo‘lmaganda va AQSh rahbariyatiga tegishli masalalarni ko‘rib chiqmaganida, menimcha, u yopilgan bo‘lardi.

Ajoyib Nightmare

Jeyms Uebb teleskopi dastlab 500 million dollarga tushishi va 2007 yilda koinotga uchirilishi kerak edi. Ammo dastlabki xarajatlar smetasi 19 baravar oshdi va vaqt oralig'i 14 yilga qisqardi.

Grant Tremblay tomonidan chizilgan

Endi sarflangan milliardlab dollarlarni tashlab yuborish uyat bo'lishi kutilmoqda, shuning uchun Jeyms Uebb ishga tushiriladi va umid qilamanki, ajoyib teleskopga aylanadi. Ammo NASAning yirik strategik kosmik missiyalaridagi hamkasblari ancha katta muvaffaqiyatlarni namoyish etmoqda. Misol uchun, bu yil ishga tushirilgan Parker Solar Probe atigi bir yarim milliardga tushdi. Va kichikroq byudjetli kichikroq kalibrli missiyalar Jeyms Uebb fonida juda yaxshi ko'rinadi - yaqinda orbitada ishlay boshlagan va allaqachon birinchi ekzosayyoralarni topgan TESS 200 millionga tushdi, shu bilan birga 40 millionni tejaydi va ikki oy oldin yakunlandi. rejalashtirilgan. Oddiy matematikaning ta'kidlashicha, JWST xarajati evaziga TESS byudjetiga ega deyarli 50 ta qurilmani, Parker Solar Probe ning oltita analogini yoki Curiosity roverining 3 ta analogini ishga tushirish mumkin bo'ladi. Va men bu holatda ko'proq ilmiy foyda bo'lishiga shubha qilaman.

Alohida qayg'uli hazil shundan iboratki, kechiktirishlarni tahlil qilish 2026 yilda ishga tushirish sanasini beradi. Hisoblash, albatta, jiddiy emas, lekin 2021 yil atrofida bu haqda eslash kerak.

Kori S. Pauell tomonidan chizilgan

Yakuniy fikrlar

"Jeyms Uebb" ning qayg'uli hikoyasi bir nechta xulosalarga olib keladi:

Nisbatan arzon sinov qurilmalarida texnologik sakrashlar qilish yaxshiroqdir. NASA Deep Space 1 zondi bilan ajoyib tajribaga ega bo'lib, o'n ikkita yangi texnologiyani sinovdan o'tkazdi, keyinchalik ular keyingi missiyalarda muvaffaqiyatli qo'llanildi. Aytgancha, prob bugungi narxlarda ikki yuz million dollardan sal ko'proq turadi. Yevropa kosmik agentligining yaqqol misoli bor - LISA Pathfinder muvaffaqiyati. Ushbu qurilma bir nechta sun'iy yo'ldoshlardan koinotga asoslangan tortishish to'lqinlari detektorini yaratish imkoniyatini ko'rsatadi va ularning dizayni allaqachon ishlayotgan qurilmadan unchalik farq qilmasligi loyihani amalga oshirish muddati va narxini baholashning aniqligini oshiradi. Ha, albatta, "mini-JWST" unchalik foydali bo'lmasligiga e'tiroz bildirish mumkin, ammo bu qurilmani loyihalash va uning uchun vazifalarni ishlab chiqish masalasidir. Amaliyot haqiqat mezoni bo'lib, faqat texnologiyani muvaffaqiyatli amalga oshirish uning haqiqiy tayyorligi va narxini ko'rsatadi.

Loyiha xarajatlari va jadvallarining silliq va sezilmaydigan o'sishi juda uzoqqa borishi mumkin va vaziyat oqilona chegaradan chiqib ketganda aniq mezonlarga ega bo'lishi kerak. Aytgancha, bu maslahat universaldir, ayniqsa inson psixikasi yo'qotishlardan irratsional ravishda qochishga ega (Maks Bazermanning auktsionda yigirma dollarlik banknot bilan tajribasini eslang). Aniqrog‘i, 2010-11-yillarda Jeyms Uebb misolida, xarajat asta-sekin 5 dan 6,5 ga, keyin esa 8 mlrd. Va bu vaqtga kelib ular 3 milliardga yaqin pul sarflashdi, bu, albatta, tashlab yuborish uyat bo'ldi. Va 2011 yilgacha, audit va loyihani yopish imkoniyati bilan yo'lda hech qanday vilka yo'q. 2006 yil 3,3 milliard xarajat smetasini beradi, bu Hubbledan kamroq va hozir juda aniq tasvirga o'xshaydi.

Yangi kuchli kosmik teleskopni qurish g'oyasi deyarli 20 yil oldin, 1996 yilda amerikalik astronomlar HST va Beyond hisobotini e'lon qilganda paydo bo'lgan, unda astronomiya qayerga borishi kerakligi haqidagi savol muhokama qilingan. Bundan ko'p o'tmay, 1995 yilda bizning Quyoshga o'xshash yulduz yonida birinchi ekzosayyora topilgan edi. Bu ilmiy hamjamiyatni hayajonga soldi - axir, Yerga o'xshash dunyo qayerdadir mavjud bo'lishi ehtimoli bor edi - shuning uchun tadqiqotchilar NASAdan boshqa narsalar qatori ekzosayyoralarni qidirish va o'rganish uchun mos keladigan teleskop qurishni so'rashdi. “Jeyms Uebb” hikoyasi shu yerda boshlanadi. Ushbu teleskopning ishga tushirilishi doimo kechiktirildi (dastlab uni 2011 yilda koinotga jo'natish rejalashtirilgan edi), ammo hozir u uyga yetib borayotganga o'xshaydi. Tahririyat N+1 Uebb yordamida astronomlar nimani o'rganishni umid qilishlarini aniqlashga harakat qildi va ushbu asbobni yaratuvchilar bilan suhbatlashdi.

Jeyms Uebb nomi teleskopga 2002 yilda berilgan, undan oldin u Keyingi avlod kosmik teleskopi yoki qisqacha NGST deb atalgan, chunki yangi asbob Hubble boshlagan tadqiqotni davom ettiradi. Agar "" koinotni birinchi navbatda optik diapazonda o'rgansa, faqat ko'rinadigan nurlanish bilan chegaradosh yaqin infraqizil va ultrabinafsha diapazonlarini qamrab olsa, "Jeyms Uebb" spektrning eski va sovuqroq ob'ektlar ko'rinadigan infraqizil qismiga e'tibor qaratadi. . Bundan tashqari, "keyingi avlod" iborasi teleskopda qo'llaniladigan ilg'or texnologiyalar va muhandislik echimlarini anglatadi.

Teleskop oynasini yasash jarayoni

Teleskop oynasining parchasi

Teleskop oynasini yasash jarayoni

Teleskop oynasining parchasi

Teleskop oynasining parchasi

Teleskop oynasining parchasi

Ehtimol, ularning eng nostandart va murakkabi 6,5 metr diametrli Jeyms Webb asosiy oynasidir. Olimlar Xabbl oynasining kattaroq versiyasini yaratmaslikka qaror qilishdi, chunki uning og‘irligi og‘irroq bo‘ladi, shuning uchun vaziyatga nafis yechim topishdi: oynani 18 ta alohida segmentdan yig‘ishga qaror qilishdi. Ular uchun engil va bardoshli metall berilliy ishlatilgan, uning ustiga yupqa oltin qatlami qo'llanilgan. Natijada, oynaning og'irligi 705 kilogrammni tashkil etadi, uning maydoni esa 25 kvadrat metrni tashkil qiladi. Hubble oynasining og'irligi 828 kilogramm, maydoni 4,5 kvadrat metr.

So'nggi paytlarda muhandislarga juda ko'p muammo tug'dirayotgan teleskopning yana bir muhim komponenti Jeyms Webb asboblarini haddan tashqari qizib ketishdan himoya qilish uchun zarur bo'lgan joylashtiriladigan issiqlik qalqonidir. Pastki Yer orbitasida, Quyoshning to'g'ridan-to'g'ri nurlari ostida, jismlar 121 daraja Selsiygacha qizishi mumkin. Jeyms Webb asboblari juda past haroratlarda ishlashga mo'ljallangan, shuning uchun ularni quyoshdan himoya qilish uchun issiqlik qalqoni kerak edi.

Uni o'lchami 21 x 14 metr bo'lgan tennis korti bilan solishtirish mumkin, shuning uchun uni L2 Lagrange nuqtasiga (teleskop ishlaydigan joy) ochilmagan holda yuborish mumkin emas. Bu erda asosiy qiyinchiliklar boshlanadi - qalqonni zarar etkazmasdan o'z manziliga qanday etkazish kerak? Eng mantiqiy yechim parvoz davomida yig'ilib, so'ngra Jeyms Uebb o'z ish joyida bo'lganida ishga tushirildi.

Antenna, bort kompyuteri, giroskop va quyosh batareyasi joylashgan qalqonning tashqi tomoni, olimlar kutganidek, Selsiy bo‘yicha 85 darajagacha qiziydi. Ammo asosiy ilmiy asboblar joylashgan "tun" tomonida sovuq bo'ladi: 233 daraja sovuq. Qalqonning beshta qatlami issiqlik izolatsiyasini ta'minlaydi - har biri avvalgisidan sovuqroq.

Jeyms Uebb joylashtiriladigan qalqoni

Qanday ilmiy asboblarni Quyoshdan shunchalik ehtiyotkorlik bilan himoya qilish kerak? Ulardan to'rttasi bor: yaqin infraqizil kamera NIRCam, o'rta infraqizil asbob MIRI, NIRSpec yaqin infraqizil spektrograf va FGS/NIRISS tizimi. Quyidagi rasmda ular koinotni qanday "yorug'likda" ko'rishlarini aniq ko'rishingiz mumkin:

Rasmda teleskop asboblari oladigan masofa ko'rsatilgan

Ilmiy asboblar yordamida olimlar ko'plab fundamental savollarga javob berishga umid qilmoqdalar. Ular birinchi navbatda ekzosayyoralarga tegishli.

Kepler teleskopi bugungi kunga qadar 2500 dan ortiq ekzosayyoralarni kashf etgan bo'lsa-da, zichlik hisob-kitoblari faqat bir necha yuzga tegishli. Ayni paytda, bu hisob-kitoblar bizga sayyora qaysi turga tegishli ekanligini tushunishga imkon beradi. Agar u past zichlikka ega bo'lsa, biz gaz gigantiga qarayotganimiz aniq. Agar samoviy jism yuqori zichlikka ega bo'lsa, unda bu Yer yoki Marsni eslatuvchi tosh sayyoradir. Astronomlar Jeyms Uebb sayyoralarning massalari va diametrlari haqida ko‘proq ma’lumot to‘plashda yordam beradi, bu esa ularning zichligini hisoblash va turini aniqlashga yordam beradi, deb umid qilmoqda.

NASA/Goddard kosmik parvozlar markazi va Superkompyuter ilovalari milliy markazi qoshidagi ilg'or vizualizatsiya laboratoriyasi

Yana bir muhim savol ekzosayyoralarning atmosferasiga tegishli. Hubble va Spitzer yuzga yaqin sayyoralarning gaz konvertlari haqida ma'lumot to'plashdi. Jeyms Uebbning vositalari bu raqamni kamida uch barobar oshiradi. Ilmiy asboblar va turli xil kuzatish usullari tufayli astronomlar nafaqat yirik sayyoralarda, balki quruqlikdagi sayyoralarda ham juda ko'p miqdordagi moddalar, jumladan suv, metan va karbonat angidrid mavjudligini aniqlashlari mumkin. Kuzatuv maqsadlaridan biri Yerga o'xshash ettita sayyora joylashgan joy bo'ladi.

Eng katta natijalar hali ham infraqizil nurlarini chiqaradigan yosh, yangi shakllangan Yupiterlar uchun kutilmoqda. Xususan, Quyosh sistemasida gaz gigantlarining massasi kamayishi bilan ularning tarkibidagi metallar (vodorod va geliydan og'irroq elementlar) ortadi. Xabbl bir marta barcha sayyora tizimlari bu qonunga bo'ysunmasligini ko'rsatdi, ammo statistik jihatdan ishonchli namuna yo'q - Jeyms Uebb buni oladi. Bundan tashqari, teleskop sub-Neptun va super-yerlarni ham o'rganishi kutilmoqda.

Teleskopning yana bir muhim maqsadi qadimgi galaktikalar bo'ladi. Bugungi kunda biz yaqin atrofdagi galaktikalar haqida juda ko'p narsalarni bilamiz, lekin biz hali ham juda yosh koinotda paydo bo'lganlar haqida juda oz narsa bilamiz. Xabbl koinotni Katta portlashdan 400 million yil o'tgandagidek ko'ra oladi va Plank rasadxonasi Katta portlashdan 400 ming yil keyin paydo bo'lgan kosmik mikroto'lqinli nurlanishni kuzatdi. "Jeyms Uebb" ular orasidagi bo'shliqni to'ldirishi va kosmik tarixning dastlabki 3 foizida galaktikalar qanday ko'rinishga ega bo'lganini aniqlashi kerak.

Hozir astronomlar galaktikaning kattaligi va uning yoshi o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlikni kuzatmoqdalar - koinot qanchalik katta bo'lsa, unda shunchalik kichik galaktikalar mavjud. Biroq, bu tendentsiya davom etishi dargumon va olimlar galaktikalar hajmining pastki chegarasini topish uchun qandaydir "burilish nuqtasi" ni aniqlashga umid qilmoqdalar. Shunday qilib, astronomlar birinchi galaktikalar qachon paydo bo'lganligi haqidagi savolga javob berishni xohlashadi.

Alohida nuqta - molekulyar bulutlar va protoplanetar disklarni o'rganish. Ilgari Spitzer faqat quyosh tizimining yaqin atrofiga nazar tashlay olardi. Uebb ancha sezgir va aslida Somon yo'lining boshqa chekkasini, shuningdek uning markazini ko'ra oladi.

Jeyms Uebb shuningdek, Populyatsiya III gipotetik yulduzlarini qidiradi - bu juda og'ir jismlar bo'lib, ularda geliy, vodorod va litiydan og'irroq elementlar deyarli yo'q. Ushbu turdagi yulduzlar Katta portlashdan keyin paydo bo'lishi kerak deb taxmin qilinadi.

"Antennalar" deb nomlangan o'zaro ta'sir qiluvchi galaktikalar juftligi

Bugungi kunda Jeyms Webb 2019 yil iyun oyida ishga tushirilishi rejalashtirilgan. Teleskop avvaliga erta bahorda fazoga uchishi kutilgandi, biroq texnik nosozliklar tufayli missiya bir necha oyga kechiktirildi. Loyiha ilmiy direktori o‘rinbosari Kristin Pulliam savollarga javob berdi N+1 teleskopning o'zi va uni qurishdagi qiyinchiliklar haqida.

Men, ehtimol, aniq savolni so'rayapman, lekin Jeyms Uebbni nima noyob qiladi?

Webb bizga koinotni hech qachon ko'rmagandek ko'rishga imkon beradi. U infraqizil diapazonda, ya'ni Hubbledan boshqa to'lqin uzunliklarida kuzatuvlar olib boradi va Spitzerdan uzoqroqqa va Gerscheldan boshqa hududlarga qarash imkoniyatiga ega bo'ladi. U bo'shliqlarni to'ldiradi va koinotning yaxlit tasvirini yaratishga yordam beradi. Infraqizil diapazondagi keng ko'lamli kuzatishlar bizga yangi paydo bo'lgan yulduzlar va sayyoralarni ko'rishga yordam beradi. Birinchi galaktikalar nihoyat bizga ochiladi va bu butun kosmologik tarixni birlashtirishga yordam beradi. Ba'zi odamlar teleskoplar vaqt mashinasi, deb aytishni yaxshi ko'radilar va bu juda yaxshi ifoda. Kosmosga qaraganimizda biz o'tmishni ko'ramiz, chunki yorug'lik Yerga etib borishi uchun vaqt kerak bo'ladi. Biz olamni juda yoshligida ko'ramiz - va bu bizga qanday paydo bo'lganimizni va koinot qanday ishlashini tushunishga yordam beradi. Agar biz insoniyatga yaqinroq narsa haqida gapiradigan bo'lsak, biz yulduzlar qanday paydo bo'lganini, ekzosayyoralar qanday paydo bo'lganini ko'ramiz va hatto ularning atmosferasini tavsiflay olamiz.

Ha, uzoq sayyoralar atmosferasi haqidagi savol ko'pchilikni tashvishga solmoqda. Qanday natijalarga erishmoqchisiz?

Bizda Kepler kabi nomzodlarni qidirayotgan missiyalarimiz bor edi. Ularning sharofati bilan bugun biz minglab ekzosayyoralarni bilamiz. Endi Jeyms Uebb allaqachon ma'lum bo'lgan ob'ektlarni ko'rib chiqadi va ularning atmosferasini o'rganadi. Xususan, bu gigant sayyoralar - Neptun va super-Yupiterlar orasidagi o'lchamdagi samoviy jismlarga tegishli. Biz uchun bunday ob'ektlar qanday shakllangani, qanday rivojlanishi va ular tarkibiga kiradigan tizimlar qanday ekanligini tushunish juda muhimdir. Misol uchun, agar biz bir nechta sayyoralar tizimini ko'rsak, u erda suv bor yoki yo'qligini va uni qaerdan izlash kerakligini aniqlash biz uchun muhimdir.

Haqiqatan ham yashash zonasini aniqlaysizmi?

Aynan. Turli yulduzlar uchun bu boshqacha bo'ladi. Jeyms Uebb bizga uzoq sayyoralarni tavsiflash va uyimiz qanchalik noyob ekanligini tushunishga yordam beradi.

Teleskopning missiyasi taxminan o'n yil davom etishi kutilmoqda. Biroq, haqiqiy prognozlar qanday? Biz hammamiz Voyagerlarni eslaymiz, ular hali ham ishlaydi va Yerga ma'lumot yuboradi, ammo hech kim buni rejalashtirmagan.

Asbobning ishlash muddati besh yil va biz u shunchalik uzoq davom etishiga umid qilamiz. Agar biz yanada jasoratli hisob-kitoblarni beradigan bo'lsak, bu o'n yil. Teleskop tizimlarining ishlashini ta'minlash uchun biz sovutish suvi miqdori bilan cheklanamiz. Menimcha, Jeyms Uebb Xabbl kabi 29 yil yashay olmaydi.

Ha, Jeyms Uebb Yerdan juda uzoqda, ikkinchi Lagrange nuqtasida bo'ladi. Sizningcha, kelajakda texnologiya teleskopga uchib, agar u buzilib qolsa, uni tuzatishga imkon beradimi?

Bunday imkoniyatni inkor etib bo'lmaydi. Bunday holda, teleskopda Webbga o'rnatilishi mumkin bo'lgan robot qo'l uchun o'rnatish moslamasi mavjud. Biroq, teleskopga texnik xizmat ko'rsatish boshidan beri rejalashtirilmagan, shuning uchun siz bunga juda ko'p umid bog'lamasligingiz kerak. Asbob atigi 5-10 yil ishlashini hisobga olsak, biz unga kosmik kemani jo'natish uchun oldinga qadam tashlashga vaqtimiz bo'lmasa kerak.

Jeyms Uebb boshqa kosmik kemalar bilan tandemda ishlay oladimi? Masalan, Kolorado universiteti qoshidagi Koinot va astronomiya markazi uning uchun tashqi koronagraf yaratishni taklif qilmoqda. 2013 yilda ular teleskop bilan mumkin bo'lgan hamkorlik haqida gaplashdilar - haqiqatda bunday rejalar bormi?

Hozirda bunday imkoniyatni ko'rib chiqyapmiz, demagan bo'lardim. Adashmasam, Webb Cash ushbu loyiha uchun mas'uldir, lekin yana bir yulduz qalqoni loyihasi, shuningdek, shunga o'xshash vositalarni yaratayotgan bir qancha boshqa guruhlar mavjud. Hozirda Jeyms Uebbni boshqa asbob bilan bog‘lash bo‘yicha aniq rejalar yo‘q, garchi u faraziy ravishda har qanday kosmik observatoriya bilan birgalikda ishlashi mumkin.

Kuzatuv vaqtini qanday taqsimlashni rejalashtiryapsiz?

Hozir butun dunyodan astronomlar bizga o‘z takliflarini yuborishmoqda va ular ko‘rib chiqilgach, biz taxminiy rejani olamiz. Bugungi kunda Jeyms Uebbni loyihalash va qurishda yordam beradigan olimlar uchun "kafolatlangan kuzatish vaqti" ajratilgan, bu ularning ishlari uchun rahmat. Ushbu tadqiqotchilar galaktikalar va ekzosayyoralarni, masalan, TRAPPIST tizimidagi sayyoralarni o'rganadilar. Qisman, biz Jeyms Web imkoniyatlarini sinab ko'rish uchun maqsadlarimizni o'zimiz tanlaymiz. Biz teleskopni yaratganimizda ekzosayyoralar haqida endigina o‘ylay boshlagan edik, ammo hozir bu astronomiyaning juda istiqbolli sohasi va biz Jeyms Uebbdan quyosh tizimidan tashqaridagi sayyoralarni o‘rganishda qanday foydalanishni aniqlashimiz kerak. Birinchi yilda kuzatuv o'tkazadigan jamoalar aynan shunday qiladi. Kuzda birinchi yilda nimani "ko'rishimiz" ma'lum bo'ladi.

Hubble ultra chuqur maydoni

Nega ishga tushirish sanalari yana orqaga surilmoqda? Moliyaviy muammolar va oyna tizimi bilan bog'liq muammolar haqida mish-mishlar mavjud.

Gap shundaki, Webb juda qiyin teleskop va biz birinchi marta bunday murakkab muammoni hal qilyapmiz. Qurilma bir nechta asosiy qismlarga ega: nometall, asboblar, ulkan qalqon va sovutish mexanizmlari. Bu elementlarning barchasini qurish va sinab ko'rish, birlashtirish, yana sinovdan o'tkazish kerak - albatta, bu vaqt talab etadi. Shuningdek, biz hamma narsani to'g'ri bajarganimizga, barcha qismlar bir-biriga mos kelishiga, ishga tushirish muvaffaqiyatli bo'lishiga va barcha elementlarning to'g'ri joylashishiga ishonch hosil qilishimiz kerak. Ko'p sonli qadamlar va to'liq tekshirish zarurati tufayli kechikishlar yuzaga keladi.

Ya'ni, hozir siz testlarni o'tkazdingiz va asl jadvalga mos kelmasligingizni tushundingizmi?

Ha. Aslida bizda hali ko'p zaxira vaqt bor. Biz boshidanoq hammasi yaxshi bo'lishini bilardik, lekin tayyorgarlik nimagadir kechikishi mumkinligini tan oldik. Bundan tashqari, biz transport vositasini ishga tushirishga tayyor bo'lgach, Ariane raketasiga egalik qiluvchi ESA bilan ham aniq sanani kelishib olishimiz kerak bo'ladi. Shunday qilib, biz o'yladik - nima shoshilish kerak?

Ayting-chi, teleskop qanday sinovlardan o'tishi kerak?

OTISS (Optik Teleskop va Asboblar Assambleyasi) tizimi yaqinda Lindon Jonson kosmik markazida sinovdan o‘tkazildi. U juda past ish haroratiga qadar sovutildi va barcha optika va teleskopning o'zi sinovdan o'tkazildi. Olimlar yaqinda tizimni sovutish kamerasidan olib tashlashdi, uni qayta qizdirishdi va endi OTISS Kaliforniyadagi Redando Beach koinot parkiga yo‘l oladi, u yerda u quyoshdan himoya qiluvchi pardaga ulanadi. Bundan tashqari, hozirda qalqonning o'zi ustida ish olib borilmoqda, mutaxassislar ko'plab tekshiruvlarni o'tkazmoqda; Qalqonga barcha elementlar biriktirilgandan so‘ng, uning benuqson ishlashini ta’minlash uchun buklanadi va ochiladi, so‘ngra boshqa sinovlar, jumladan, teleskop raketada uchayotganda duch keladigan tebranish sinovi ham o‘tkaziladi. Kosmosga uchish avtomobil uchun katta sinovdir, shuning uchun muhandislar uning barcha komponentlari parvozdan omon qolishiga ishonch hosil qilishni xohlashadi. Keyin tadqiqotchilar Jeyms Uebbni uchirishga tayyorlaydilar, uni barjaga yuklaydilar va 2019-yil boshida Fransiya Gvianasidagi kosmodromga uchishadi.

Qolgan vositalar haqida nima deyish mumkin? Bilishimcha, siz hamma narsani aytmadingiz. Ular allaqachon oldindan tekshirilganmi?

Ha, ular allaqachon barcha sinovlardan o'tgan va endi teleskopga o'rnatilgan. Bular ko'plab ilmiy tadqiqotlar olib boradigan alohida asboblar - o'rta IQ diapazonida osmonni o'rganadigan spektrograf, kamera. Bundan tashqari, barcha vositalar turli xil rejimlarga ega, shuning uchun ular haqiqatan ham biz mo'ljallangandek ishlayotganligini tekshirishimiz kerak. Bu juda muhim - siz qurilmani "silkitishingiz" va ko'rish burchagi bir xil bo'lishiga ishonch hosil qilishingiz kerak.

Birinchi natijalarni qachon kutishimiz kerak?

Katta ehtimol bilan, birinchi ma'lumotlar faqat keyingi yil oxirida yoki 2020 yil boshida keladi. Birinchi ma'lumotni ishga tushirish va olish o'rtasida taxminan olti oy o'tadi. Bu vaqt ichida teleskop ochiladi va biz uning ochilganiga va normal ishlashiga ishonch hosil qilamiz. Keyin qurilmalarni sovutish kerak bo'ladi, bu juda uzoq vaqt oladi. Yerda Jeyms Uebb xona haroratida, lekin biz uni kosmosga uchirganda, uning asboblari ish haroratiga yetguncha kutishimiz kerak bo'ladi. Keyin biz ularni ishga tushiramiz: bir qator "mashq mashg'ulotlari" allaqachon rejalashtirilgan - bir nechta muntazam kuzatuvlar va turli ish rejimlarini tekshirish, bu hamma narsa kerakli darajada ishlayotganiga ishonch hosil qiladi. Bizda uchirish sanasi yo'qligi va natijada teleskopning ko'rish maydoniga nima tushishini bilmasligimiz sababli, kuzatish uchun aniq ob'ekt tanlanmagan. Katta ehtimol bilan biz teleskop asboblarini qandaydir uzoq yulduzda kalibrlaymiz. Bularning barchasi ichki jarayonlar - birinchi navbatda biz hamma narsani ko'rishimiz mumkinligiga ishonch hosil qilishimiz kerak.

Biroq, barcha asboblar ishlayotganiga ishonch hosil qilganimizdan so'ng, biz to'g'ridan-to'g'ri ilmiy tajribalarga o'tamiz. Tasvirga ixtisoslashgan olimlar guruhi qaysi nishonlar chinakamiga jozibali ko‘rinishi va tomoshabinlarni o‘ziga jalb etishini aniqlaydi. Ishni Hubble tasvirlari ustida ishlagan rassomlar - astronomik tasvirlarni qayta ishlash bo'yicha ko'p yillik tajribaga ega odamlar bajaradi. Bundan tashqari, qo'shimcha uskunalar sinovlari o'tkaziladi.

Birinchi suratlar e'lon qilingandan so'ng, bizda ilmiy kuzatishlar uchun bir yildan sal ko'proq vaqt bo'ladi. Ular juda uzoqdagi galaktikalar, kvazarlar, ekzosayyoralar va Yupiterni o'rganish bo'yicha allaqachon ma'lum bo'lgan dasturlarni o'z ichiga oladi. Umuman olganda, astronomlar faol yulduz hosil bo'lgan hududlardan tortib protoplanetar disklardagi muzgacha bo'lgan hamma narsani kuzatishadi. Bu izlanishlar barchamiz uchun muhim: qolgan ilmiy hamjamiyat boshqa jamoalarning natijalarini ko‘rishi va keyin qayerga borishi kerakligini tushunishi mumkin.

Kristina Ulasovich