ერთი დღით ადრე მან გააკეთა განცხადება, რამაც ბევრი მეცნიერი კვლავ განაწყენდა, მათი ბარათები აირია და ახლა საბიუჯეტო სახსრების ხარჯვის გაზრდას გამოიწვევს.

შეერთებულმა შტატებმა კიდევ ერთხელ, თითქმის ერთი წლით გადადო ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის დიდი ხნის ნანატრი მისიის გაშვება.

მიზეზად რამდენიმე ტექნიკური ხარვეზისა და შეცდომის მოტივით, ნასას ხელმძღვანელობამ განაცხადა, რომ გაშვება 2019 წლიდან 2020 წლის მაისამდე გადაიდო.

თუმცა, NASA-ს სხვა არჩევანი არ აქვს, რადგან დიზაინის ყველა შეცდომა ადგილზე უნდა გამოსწორდეს, რადგან ჰაბლის ტელესკოპისგან განსხვავებით, ორბიტაზე ტელესკოპის შეკეთების შესაძლებლობა არ იქნება.

„ძირითადად, ჩვენ გვაქვს მხოლოდ ერთი შანსი, ყველაფერი გავაკეთოთ, სანამ კოსმოსში გავალთ“, - თქვა თომას ზურბუხენმა, NASA-ს დირექტორის ასისტენტმა მეცნიერებაში. „ახლა, როგორც ჩანს, ამის გაკეთების შესაძლებლობა გვაქვს, სანამ ფინიშის ხაზს გადავკვეთთ“.

არსებითად, ტელესკოპის აღჭურვილობა ამჟამად უკვე აწყობილია ორ ცალკეულ ნაწილად. პირველი არის თავად ტელესკოპი, რომელიც შედგება 6,5 მეტრის დიამეტრის სარკისგან, აწყობილი 18 ექვსკუთხა სეგმენტისგან და ოთხი სამეცნიერო ინსტრუმენტისგან.

მეორე ნაწილი არის სერვისის ნაწილი, რომელიც შეიცავს ენერგეტიკულ სისტემებს და მზის ფარს, რომელიც უნდა გაიშალოს სივრცეში და შექმნას ჩოგბურთის კორტის ზომის ჩრდილი, რათა ტელესკოპს მზის სხივებით არ გაცხელდეს. სწორედ ამ ნაწილს, რომელიც კალიფორნიის Northrop Grumman-ის ქარხანაში იწარმოება, სერიოზული პრობლემები შეექმნა. ამრიგად, დამცავი ფარის საცდელი განლაგების დროს აღმოჩენილი იქნა ამოძრავების სისტემაში გაჟონვის სარქველები და სირთულეები.

”ჩვენ რამდენიმე შეცდომა დავუშვით”, - თქვა ზურბუჩენმა. სხვა საკითხებთან ერთად, გაირკვა, რომ საცდელი განლაგების დროს ეკრანი, რომელიც შედგებოდა Kapton-ის ხუთი ფენისგან, რამდენიმე ადგილას დახიეს. სულ გამოვლინდა შვიდი რღვევა, რომელთაგან ორი იყო 10 სმ-ზე მეტი სიგრძის.

და კაბელები, რომლებიც მას დაჭიმულს უნდა შეენარჩუნებინათ, ძალიან სუსტი აღმოჩნდა და შეიძლება სივრცეში გატყდეს.

NASA-მ და Northrop Grumman-მა უკვე იციან როგორ მოაგვარონ ეს პრობლემები, მაგრამ მათი გამოსწორება ახლა დამატებით თვეებს მოითხოვს.

სააგენტომ გადაწყვიტა მოიწვიოს დამოუკიდებელი მიმოხილვის საბჭო, რომელსაც NASA-ს ვეტერანი თომას იანგი ხელმძღვანელობს, რომელიც გააკონტროლებს ტელესკოპის შეკრებას და ზაფხულში კონგრესს გაუგზავნის მოხსენებას. ამასთან, სააგენტო აღარ მალავს

რომ დამატებით სამუშაოს დასჭირდება კონგრესის მიერ მისიისთვის გამოყოფილ 8 მილიარდ დოლარზე მეტი.

NASA-ს გადაწყვეტილებას უკვე მოჰყვა მწვავე რეაქცია როგორც მეცნიერების, ისე პოლიტიკოსების მხრიდან. ”დღევანდელი განცხადება იმის შესახებ, რომ ტელესკოპის გაშვება კვლავ გადაიდო და 8 მილიარდ დოლარზე მეტი დაჯდება, სამწუხარო და მიუღებელია... ეს მიმდინარე შეფერხებები და ხარჯების გადაჭარბება ძირს უთხრის ნდობას NASA-ს და მისი მთავარი კონტრაქტორის Northrop Grumman-ის მიმართ. ნასამ უნდა შეასრულოს დაპირებები გადასახადის გადამხდელებთან“, - განაცხადა აშშ-ს წარმომადგენელთა პალატის მეცნიერების კომიტეტის ხელმძღვანელმა.

მოსალოდნელია ხარჯების გადაჭარბება, მეცნიერები შიშობენ, რომ Webb ტელესკოპმა შეიძლება საფრთხე შეუქმნას სხვა ასტრონომიული მისიების გაშვებას, განსაკუთრებით WFIRST (ფართო ველის ინფრაწითელი ტელესკოპის) მისიას, რომელიც დაგეგმილი იყო 2020-იან წლებში.

„ვები შეიძლება იყოს ტელესკოპი, რომელიც კლავს ნასას ასტროფიზიკას“, გააფრთხილა ბრაიან კიტინგი, კალიფორნიის უნივერსიტეტის კოსმოლოგი, სან დიეგო.

რომელმაც ჯერ კიდევ 2010 წელს პროექტს უწოდა ტელესკოპი, რომელმაც „ასტრონომია შეჭამა“.

ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის ჩანაცვლების მრავალტანჯული და ძვირადღირებული მისიის ბოლო გადადება არ ყოფილა დიდი სიურპრიზი. თებერვალში აშშ-ს მთავრობის ანგარიშვალდებულების ოფისმა თავის ანგარიშში უწოდა მარტ-ივნისში დაგეგმილი მისიის დაწყებას "საკმაოდ შეუსრულებელი" და გამოაცხადა ბიუჯეტის გადაჭარბების საფრთხე.

ჯეიმს უების ტელესკოპს, რომელიც თავდაპირველად 2007 წელს იყო დაგეგმილი, გაშვების დაგვიანებისა და ღირებულების გაზრდის დიდი ისტორია აქვს. ახალი ტელესკოპის განვითარება ჯერ კიდევ 1996 წელს დაიწყო, მისი ღირებულება 500 მილიონ დოლარად იყო შეფასებული.

ტელესკოპის მთავარი მიზნები უნდა იყოს კოსმოლოგიური კვლევა, ვარსკვლავებისა და პლანეტების ფორმირების საკითხები და სხვა ვარსკვლავების გარშემო პლანეტების ძებნა. დაგეგმილი იყო დაკვირვების დროის მნიშვნელოვანი ნაწილი დაეთმო სხვა თემებზე მომუშავე მეცნიერების აპლიკაციებს.

ახლოვდება მომენტი, რომელსაც მსოფლიოს ყველა ასტრონომი მოუთმენლად ელოდა მრავალი წლის განმავლობაში. საუბარია ახალი ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის გაშვებაზე, რომელიც ცნობილი ჰაბლის ერთგვარ მემკვიდრედ ითვლება.

რატომ არის საჭირო კოსმოსური ტელესკოპები?

სანამ ტექნიკური მახასიათებლების განხილვას დავიწყებთ, მოდით გაერკვნენ, რატომ არის საერთოდ საჭირო კოსმოსური ტელესკოპები და რა უპირატესობა აქვთ მათ დედამიწაზე მდებარე კომპლექსებთან შედარებით. ფაქტია, რომ დედამიწის ატმოსფერო და განსაკუთრებით მასში შემავალი წყლის ორთქლი შთანთქავს კოსმოსიდან მომდინარე რადიაციის ლომის წილს. ეს, რა თქმა უნდა, ძალიან ართულებს შორეული სამყაროების შესწავლას.

მაგრამ ჩვენი პლანეტის ატმოსფერო მისი დამახინჯებებით და ღრუბლით, ისევე როგორც ხმაური და ვიბრაციები დედამიწის ზედაპირზე, არ წარმოადგენს დაბრკოლებას კოსმოსური ტელესკოპისთვის. ავტომატური ჰაბლის ობსერვატორიის შემთხვევაში, ატმოსფერული გავლენის არარსებობის გამო, მისი გარჩევადობა დაახლოებით 7-10-ჯერ აღემატება დედამიწაზე მდებარე ტელესკოპებს. შორეული ნისლეულებისა და გალაქტიკების მრავალი ფოტო, რომლებიც ღამის ცაზე შეუიარაღებელი თვალით არ ჩანს, ჰაბლის წყალობით იქნა მიღებული. ორბიტაზე მუშაობის 15 წლის განმავლობაში ტელესკოპმა მიიღო 22 ათასი ციური ობიექტის მილიონზე მეტი სურათი, მათ შორის მრავალი ვარსკვლავი, ნისლეული, გალაქტიკა და პლანეტა. ჰაბლის დახმარებით, მეცნიერებმა, კერძოდ, დაამტკიცეს, რომ პლანეტების ფორმირების პროცესი ჩვენი გალაქტიკის მნათობების უმეტესობის მახლობლად ხდება.

მაგრამ 1990 წელს გაშვებული ჰაბლი სამუდამოდ არ გაგრძელდება და მისი ტექნიკური შესაძლებლობები შეზღუდულია. მართლაც, გასული ათწლეულების განმავლობაში მეცნიერებამ დიდი პროგრესი განიცადა და ახლა უკვე შესაძლებელია ბევრად უფრო მოწინავე მოწყობილობების შექმნა, რომლებსაც შეუძლიათ სამყაროს მრავალი საიდუმლოს გამოვლენა. ჯეიმს უები სწორედ ასეთი მოწყობილობა გახდება.

ჯეიმს უების შესაძლებლობები

როგორც უკვე ვნახეთ, სივრცის სრულფასოვანი შესწავლა ისეთი მოწყობილობების გარეშე, როგორიც არის ჰაბლი, შეუძლებელია. ახლა შევეცადოთ გავიგოთ "ჯეიმს უების" კონცეფცია. ეს მოწყობილობა არის ორბიტალური ინფრაწითელი ობსერვატორია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მისი ამოცანა იქნება კოსმოსური ობიექტების თერმული გამოსხივების შესწავლა. გავიხსენოთ, რომ ყველა სხეული, მყარი და თხევადი, გაცხელებული გარკვეულ ტემპერატურამდე, ასხივებს ენერგიას ინფრაწითელ სპექტრში. ამ შემთხვევაში, სხეულის მიერ გამოსხივებული ტალღის სიგრძე დამოკიდებულია გათბობის ტემპერატურაზე: რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე და უფრო მაღალია გამოსხივების ინტენსივობა.

მომავალი ტელესკოპის მთავარ ამოცანებს შორის არის დიდი აფეთქების შემდეგ გაჩენილი პირველი ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების სინათლის აღმოჩენა. ეს უკიდურესად რთულია, რადგან მილიონობით და მილიარდობით წლის განმავლობაში მოძრავი სინათლე განიცდის მნიშვნელოვან ცვლილებებს. ამრიგად, კონკრეტული ვარსკვლავის ხილული გამოსხივება შეიძლება მთლიანად შეიწოვოს მტვრის ღრუბელმა. ეგზოპლანეტების შემთხვევაში ეს კიდევ უფრო რთულია, რადგან ეს ობიექტები უკიდურესად მცირეა (რა თქმა უნდა, ასტრონომიული სტანდარტებით) და „ბუნდოვანი“. პლანეტების უმეტესობისთვის საშუალო ტემპერატურა იშვიათად აღემატება 0°C-ს და ზოგიერთ შემთხვევაში შეიძლება დაეცეს -100°C-ზე დაბლა. ასეთი ობიექტების აღმოჩენა ძალიან რთულია. მაგრამ ჯეიმს უების ტელესკოპზე დაყენებული მოწყობილობა შესაძლებელს გახდის ეგზოპლანეტების იდენტიფიცირებას, რომელთა ზედაპირის ტემპერატურა 300 კ-ს აღწევს (რაც შედარებულია დედამიწის მაჩვენებელთან), რომლებიც მდებარეობენ ვარსკვლავებიდან 12 ასტრონომიულ ერთეულზე დაშორებით და 15 სინათლის მანძილზე. წლები ჩვენგან.

ახალ ტელესკოპს NASA-ს მეორე ხელმძღვანელის სახელი ეწოდა. ჯეიმს უები აშშ-ის კოსმოსური სააგენტოს სათავეში იყო 1961 წლიდან 1968 წლამდე. სწორედ მის მხრებზე იყო კონტროლი აშშ-ში კოსმოსში პირველი პილოტირებული გაშვებების განხორციელებაზე. მან დიდი წვლილი შეიტანა აპოლოს პროგრამაში, რომლის მიზანი იყო ადამიანის მთვარეზე დაშვება.

საერთო ჯამში, შესაძლებელი იქნება ჩვენი მზის "მეზობელი" რამდენიმე ათეული ვარსკვლავის გარშემო მდებარე პლანეტებზე დაკვირვება. უფრო მეტიც, "ჯეიმს ვებს" შეეძლება ნახოს არა მხოლოდ თავად პლანეტები, არამედ მათი თანამგზავრებიც. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შეიძლება ველოდოთ რევოლუციას ეგზოპლანეტების შესწავლაში. და ალბათ არც მარტო. თუ მზის სისტემაზე ვსაუბრობთ, მაშინ შესაძლოა აქაც იყოს ახალი მნიშვნელოვანი აღმოჩენები. ფაქტია, რომ ტელესკოპის მგრძნობიარე მოწყობილობას შეეძლება აღმოაჩინოს და შეისწავლოს სისტემაში არსებული ობიექტები -170°C ტემპერატურაზე.

ახალი ტელესკოპის შესაძლებლობები შესაძლებელს გახდის გავიგოთ მრავალი პროცესი, რომელიც ხდება სამყაროს არსებობის გარიჟრაჟზე - მისი წარმოშობის დათვალიერება. მოდით განვიხილოთ ეს საკითხი უფრო დეტალურად: მოგეხსენებათ, ჩვენ ვხედავთ ვარსკვლავებს, რომლებიც ჩვენგან 10 სინათლის წლის მანძილზე არიან ზუსტად ისე, როგორც 10 წლის წინ იყვნენ. შესაბამისად, ჩვენ ვაკვირდებით ობიექტებს, რომლებიც მდებარეობენ 13 მილიარდ სინათლის წელზე მეტ მანძილზე, რადგან ისინი თითქმის მაშინვე გამოჩნდნენ დიდი აფეთქების შემდეგ, რომელიც, სავარაუდოდ, 13,7 მილიარდი წლის წინ მოხდა. ახალ ტელესკოპზე დაყენებული ინსტრუმენტები შესაძლებელს გახდის ჰაბლის 800 მილიონის დანახვას, რომელმაც თავის დროზე რეკორდი დაამყარა. ასე რომ, შესაძლებელი იქნება სამყაროს დანახვა, როგორც ეს იყო დიდი აფეთქებიდან სულ რაღაც 100 მილიონი წლის შემდეგ. შესაძლოა ამან შეცვალოს მეცნიერთა წარმოდგენები სამყაროს სტრუქტურის შესახებ. რჩება მხოლოდ ტელესკოპის ექსპლუატაციის დაწყებას დაველოდოთ, რომელიც 2019 წელს არის დაგეგმილი. მოსალოდნელია, რომ მოწყობილობა 5-10 წლის განმავლობაში იმუშავებს, ამიტომ ახალი აღმოჩენებისთვის საკმარისი დრო დარჩება.

ზოგადი მოწყობილობა

ჯეიმს უების გასაშვებად მათ სურთ გამოიყენონ Ariane 5 გამშვები მანქანა, რომელიც ევროპელებმა შექმნეს. ზოგადად, მიუხედავად აშშ-ს კოსმოსური დეპარტამენტის დომინანტური როლისა, პროექტს შეიძლება ეწოდოს საერთაშორისო. თავად ტელესკოპი შეიქმნა ამერიკული კომპანიების Northrop Grumman-ისა და Ball Aerospace-ის მიერ და პროგრამაში სულ 17 ქვეყნის ექსპერტები მონაწილეობდნენ. აშშ-სა და ევროკავშირის სპეციალისტების გარდა, მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანეს კანადელებმაც.

გაშვების შემდეგ მოწყობილობა იქნება ჰალო ორბიტაზე მზე-დედამიწის სისტემის L2 ლაგრანგის წერტილში. ეს ნიშნავს, რომ ჰაბლისგან განსხვავებით, ახალი ტელესკოპი დედამიწის ორბიტაზე არ შემოვა: ჩვენი პლანეტის მუდმივმა „ციმციმმა“ შეიძლება ხელი შეუშალოს დაკვირვებებს. ამის ნაცვლად, ჯეიმს უები მზის გარშემო შემოვა. ამავდროულად, დედამიწასთან ეფექტური კომუნიკაციის უზრუნველსაყოფად, ის ვარსკვლავის გარშემო ჩვენს პლანეტასთან სინქრონულად იმოძრავებს. ჯეიმს უების მანძილი დედამიწიდან 1,5 მილიონ კმ-ს მიაღწევს: ასეთი დიდი მანძილის გამო შეუძლებელი იქნება მისი მოდერნიზაცია ან შეკეთება ჰაბლის მსგავსად. ამიტომ, საიმედოობა მთელი ჯეიმს უების კონცეფციის წინა პლანზეა.

მაგრამ რა არის ახალი ტელესკოპი? ჩვენს წინაშეა კოსმოსური ხომალდი, რომლის წონაა 6,2 ტონა. გასაგებად რომ ვთქვათ, ჰაბლი იწონის 11 ტონას - თითქმის ორჯერ მეტს. ამავდროულად, ჰაბლი ზომით გაცილებით მცირე იყო - ის შეიძლება შევადაროთ ავტობუსს (ახალი ტელესკოპი სიგრძით შედარებულია ჩოგბურთის კორტთან, სიმაღლით კი სამსართულიან სახლთან). ტელესკოპის უდიდესი ნაწილი მზის ფარია, რომლის სიგრძე 20 მეტრია და სიგანე 7 მეტრი. როგორც ჩანს, უზარმაზარი ფენის ნამცხვარია. ფარის დასამზადებლად გამოიყენეს სპეციალური სპეციალური პოლიმერული ფირი, რომელიც დაფარული იყო ერთ მხარეს ალუმინის თხელი ფენით, ხოლო მეორეზე მეტალის სილიკონით. სითბოს ფარის ფენებს შორის სიცარიელეები ივსება ვაკუუმით: ეს ართულებს სითბოს გადაცემას ტელესკოპის „გულში“. ამ ნაბიჯების მიზანია მზის სხივებისგან დაცვა და ტელესკოპის ულტრამგრძნობიარე მატრიცების -220°C-მდე გაგრილება. ამის გარეშე ტელესკოპი მისი ნაწილების ინფრაწითელი შუქით „დაბრმავდება“ და ამის დავიწყება მოგიწევთ. შორეულ ობიექტებზე დაკვირვება.

ის, რაც ყველაზე მეტად იპყრობს თქვენს თვალს, არის ახალი ტელესკოპის სარკე. აუცილებელია სინათლის სხივების ფოკუსირება - სარკე ასწორებს მათ და ქმნის მკაფიო სურათს, ხოლო ფერის დამახინჯება მოიხსნება. ჯეიმს უები მიიღებს მთავარ სარკეს, რომლის დიამეტრი 6,5 მ. შედარებისთვის, იგივე მაჩვენებელი ჰაბლისთვის არის 2,4 მ. ახალი ტელესკოპისთვის მთავარი სარკის დიამეტრი შეირჩა მიზეზით - ეს არის ზუსტად ის, რაც საჭიროა გავზომოთ ყველაზე შორეული გალაქტიკების შუქი. უნდა ითქვას, რომ ტელესკოპის მგრძნობელობა, ისევე როგორც მისი გარჩევადობა, დამოკიდებულია სარკის ფართობის ზომაზე (ჩვენს შემთხვევაში ეს არის 25 მ²), რომელიც აგროვებს სინათლეს შორეული კოსმოსური ობიექტებიდან.

Webb-ის სარკესთვის გამოიყენეს სპეციალური ტიპის ბერილიუმი, რომელიც წვრილ ფხვნილს წარმოადგენს. იგი მოთავსებულია უჟანგავი ფოლადის კონტეინერში და შემდეგ დაჭერით ბრტყელ ფორმაში. ფოლადის კონტეინერის ამოღების შემდეგ, ბერილიუმის ნაჭერი იჭრება ორ ნაწილად, კეთდება სარკის ბლანკები, რომელთაგან თითოეული გამოიყენება ერთი სეგმენტის შესაქმნელად. თითოეულ მათგანს დაფქვავენ და აპრიალებენ, შემდეგ კი აციებენ -240 °C ტემპერატურამდე. შემდეგ ირკვევა სეგმენტის ზომები, ხდება მისი საბოლოო გაპრიალება და ოქრო გამოიყენება წინა ნაწილზე. საბოლოოდ, სეგმენტი ხელახლა ტესტირება ხდება კრიოგენულ ტემპერატურაზე.

მეცნიერებმა განიხილეს რამდენიმე ვარიანტი, თუ რისგან შეიძლება დამზადდეს სარკე, მაგრამ საბოლოოდ ექსპერტებმა აირჩიეს ბერილიუმი, მსუბუქი და შედარებით მყარი ლითონი, რომლის ღირებულებაც ძალიან მაღალია. ამ ნაბიჯის ერთ-ერთი მიზეზი იყო ის, რომ ბერილიუმი ინარჩუნებს თავის ფორმას კრიოგენურ ტემპერატურაზე. სარკე თავისთავად წრეს ჰგავს - ეს საშუალებას აძლევს შუქს მაქსიმალურად კომპაქტურად იყოს ფოკუსირებული დეტექტორებზე. მაგალითად, ჯეიმს უებს რომ ჰქონდეს ოვალური სარკე, გამოსახულება წაგრძელებული იქნებოდა.
მთავარი სარკე შედგება 18 სეგმენტისგან, რომლებიც გაიხსნება მანქანის ორბიტაზე გაშვების შემდეგ. თუ ის მყარი იქნებოდა, მაშინ ტელესკოპის განთავსება Ariane 5 რაკეტაზე უბრალოდ ფიზიკურად შეუძლებელი იქნებოდა. თითოეული სეგმენტი არის ექვსკუთხა, რაც საშუალებას გაძლევთ მაქსიმალურად გამოიყენოთ სივრცე. სარკის ელემენტები ოქროსფერია. მოოქროვილი უზრუნველყოფს სინათლის საუკეთესო არეკვას ინფრაწითელ დიაპაზონში: ოქრო ეფექტურად აირეკლავს ინფრაწითელ გამოსხივებას ტალღის სიგრძით 0,6-დან 28,5 მიკრომეტრამდე. ოქროს ფენის სისქე 100 ნანომეტრია, ხოლო საფარის საერთო წონა 48,25 გრამი.

18 სეგმენტის წინ, მეორადი სარკე დამონტაჟებულია სპეციალურ სამაგრზე: ის მიიღებს შუქს მთავარი სარკიდან და მიმართავს მას მოწყობილობის უკანა მხარეს მდებარე სამეცნიერო ინსტრუმენტებზე. მეორადი სარკე გაცილებით მცირეა, ვიდრე პირველადი და აქვს ამოზნექილი ფორმა.

როგორც ბევრი ამბიციური პროექტის შემთხვევაში, ჯეიმს უების ტელესკოპის ფასი მოსალოდნელზე მაღალი აღმოჩნდა. თავდაპირველად ექსპერტები გეგმავდნენ, რომ კოსმოსური ობსერვატორია 1,6 მილიარდი დოლარი დაჯდებოდა, მაგრამ ახალი შეფასებით, ღირებულება შეიძლება გაიზარდოს 6,8 მილიარდამდე, ამის გამო 2011 წელს პროექტის მიტოვებაც კი სურდათ, მაგრამ შემდეგ გადაწყდა, რომ დაებრუნებინათ განხორციელება. . ახლა კი "ჯეიმს უებს" საფრთხე არ ემუქრება.

სამეცნიერო ინსტრუმენტები

კოსმოსური ობიექტების შესასწავლად ტელესკოპზე დამონტაჟებულია შემდეგი სამეცნიერო ინსტრუმენტები:

- NIRCam (ინფრაწითელ კამერასთან ახლოს)
- NIRSpec (ახლო ინფრაწითელი სპექტროგრაფი)
- MIRI (შუა ინფრაწითელი ინსტრუმენტი)
- FGS/NIRISS (წვრილი სახელმძღვანელო სენსორი და ახლო ინფრაწითელი გამოსახულების მოწყობილობა და უწყვეტი სპექტროგრაფი)

ჯეიმს უების ტელესკოპი / ©wikimedia

NIRCam

ახლო ინფრაწითელი კამერა NIRCam არის მთავარი გამოსახულების ერთეული. ეს არის ტელესკოპის ერთგვარი "მთავარი თვალები". კამერის მუშაობის დიაპაზონი 0,6-დან 5 მიკრომეტრამდეა. მის მიერ გადაღებული სურათები შემდგომში შეისწავლება სხვა ინსტრუმენტებით. სწორედ NIRCam-ის დახმარებით მეცნიერებს სურთ დაინახონ სამყაროს ადრეული ობიექტების შუქი მათი ფორმირების გარიჟრაჟზე. გარდა ამისა, ინსტრუმენტი დაეხმარება ჩვენს გალაქტიკაში ახალგაზრდა ვარსკვლავების შესწავლას, ბნელი მატერიის რუქის შექმნას და მრავალი სხვა. NIRCam-ის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია კორონაგრაფის არსებობა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ნახოთ პლანეტები შორეული ვარსკვლავების გარშემო. ეს შესაძლებელი გახდება ამ უკანასკნელის შუქის ჩახშობის გამო.

NIRSpec

ინფრაწითელი სპექტროგრაფის გამოყენებით შესაძლებელი იქნება ინფორმაციის შეგროვება ობიექტების როგორც ფიზიკური თვისებების, ასევე მათი ქიმიური შემადგენლობის შესახებ. სპექტროგრაფიას ძალიან დიდი დრო სჭირდება, მაგრამ მიკროჩამკეტის ტექნოლოგიის გამოყენებით შესაძლებელი იქნება ასობით ობიექტის დაკვირვება ცის 3 × 3 რკალის წუთში. თითოეულ NIRSpec მიკროკარიბჭის უჯრედს აქვს სახურავი, რომელიც იხსნება და იხურება მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ. უჯრედს აქვს ინდივიდუალური კონტროლი: იმის მიხედვით, დახურულია თუ ღია, მოცემულია ინფორმაცია ცის შესასწავლი ნაწილის შესახებ ან, პირიქით, დაბლოკილია.

MIRI

შუა ინფრაწითელი ინსტრუმენტი მუშაობს 5-28 მიკრომეტრის დიაპაზონში. ეს მოწყობილობა მოიცავს კამერას სენსორით, რომელსაც აქვს გარჩევადობა 1024x1024 პიქსელი, ასევე სპექტროგრაფი. დარიშხან-სილიციუმის დეტექტორების სამი მასივი MIRI-ს ყველაზე მგრძნობიარე ინსტრუმენტად აქცევს ჯეიმს უების ტელესკოპის არსენალში. მოსალოდნელია, რომ შუა ინფრაწითელ ინსტრუმენტს შეეძლება განასხვავოს ახალი ვარსკვლავი, ბევრი მანამდე უცნობი კოიპერის სარტყელი ობიექტი, ძალიან შორეული გალაქტიკების წითელ გადაადგილება და იდუმალი ჰიპოთეტური პლანეტა X (ასევე ცნობილი როგორც მეცხრე პლანეტა მზის სისტემაში). . MIRI-ს ნომინალური ოპერაციული ტემპერატურა არის 7 K. მხოლოდ პასიური გაგრილების სისტემა ამას ვერ უზრუნველყოფს: ამისათვის გამოიყენება ორი დონე. ჯერ ტელესკოპი გაცივდება 18 კ-მდე პულსაციის მილის გამოყენებით, შემდეგ კი ტემპერატურა იკლებს 7 კ-მდე ადიაბატური თბომცვლელის გამოყენებით.

FGS/NIRISS

FGS/NIRISS შედგება ორი ინსტრუმენტისგან - ზუსტი მითითების სენსორისგან და ინფრაწითელ მახლობლად გამოსახულების გამოსახულების და უნაჭრელი სპექტროგრაფისგან. სინამდვილეში, NIRISS აორმაგებს NIRCam-ისა და NIRSpec-ის ფუნქციებს. 0,8–5,0 მიკრომეტრის დიაპაზონში ფუნქციონირებით, მოწყობილობა აღმოაჩენს „პირველ შუქს“ შორეული ობიექტებიდან მათზე აღჭურვილობის მითითებით. NIRISS ასევე სასარგებლო იქნება ეგზოპლანეტების აღმოსაჩენად და შესასწავლად. რაც შეეხება FGS სიზუსტის მითითების სენსორს, ეს მოწყობილობა გამოყენებული იქნება თავად ტელესკოპის დასანიშნად, რათა უკეთესი სურათების მიღება შესაძლებელი იყოს. FGS კამერა საშუალებას გაძლევთ შექმნათ გამოსახულება ცის ორი მიმდებარე უბნიდან, რომელთა ზომაა თითოეული 2.4 × 2.4 რკალის წუთი. ის ასევე კითხულობს ინფორმაციას წამში 16-ჯერ 8x8 პიქსელიანი მცირე ჯგუფებიდან: ეს საკმარისია შესაბამისი საცნობარო ვარსკვლავის იდენტიფიცირებისთვის 95% ალბათობით ცის ნებისმიერ წერტილში, მათ შორის მაღალ განედებზე.

ტელესკოპზე დამონტაჟებული აღჭურვილობა საშუალებას მისცემს დედამიწასთან მაღალი ხარისხის კომუნიკაციას და მეცნიერული მონაცემების გადაცემას 28 მბიტ/წმ სიჩქარით. როგორც ვიცით, ყველა კვლევით მანქანას არ შეუძლია დაიკვეხნოს ამ შესაძლებლობით. მაგალითად, ამერიკული გალილეოს ზონდი გადასცემდა ინფორმაციას მხოლოდ 160 bps სიჩქარით. თუმცა ამან ხელი არ შეუშალა მეცნიერებს იუპიტერისა და მისი თანამგზავრების შესახებ უზარმაზარი ინფორმაციის მოპოვებაში.

ახალი კოსმოსური ხომალდი ჰაბლის ღირსეული მემკვიდრე გახდება და საშუალებას მოგვცემს ვუპასუხოთ კითხვებს, რომლებიც დღემდე საიდუმლოდ რჩება. "ჯეიმს უების" შესაძლო აღმოჩენებს შორის არის დედამიწის მსგავსი და საცხოვრებლად შესაფერისი სამყაროების აღმოჩენა. ტელესკოპის მიერ მიღებული მონაცემები შეიძლება სასარგებლო იყოს პროექტებისთვის, რომლებიც ითვალისწინებენ უცხო ცივილიზაციების არსებობის შესაძლებლობას.

ახალი მძლავრი კოსმოსური ტელესკოპის აშენების იდეა გაჩნდა თითქმის 20 წლის წინ, 1996 წელს, როდესაც ამერიკელმა ასტრონომებმა გამოაქვეყნეს HST და Beyond ანგარიში, სადაც განიხილეს კითხვა, თუ სად უნდა წავიდეს ასტრონომია. მანამდე ცოტა ხნით ადრე, 1995 წელს, ჩვენი მზის მსგავსი ვარსკვლავის მახლობლად აღმოაჩინეს პირველი ეგზოპლანეტა. ამან აღაფრთოვანა სამეცნიერო საზოგადოება - ბოლოს და ბოლოს, არსებობდა შანსი, რომ დედამიწის მსგავსი სამყარო სადღაც არსებობდეს - ამიტომ მკვლევარებმა NASA-ს სთხოვეს აეშენებინათ ტელესკოპი, რომელიც შესაფერისი იქნებოდა, სხვა საკითხებთან ერთად, ეგზოპლანეტების საძიებლად და შესასწავლად. სწორედ აქედან იწყება „ჯეიმს უების“ ისტორია. ამ ტელესკოპის გაშვება მუდმივად ჭიანურდებოდა (თავდაპირველად მისი კოსმოსში გაგზავნა ჯერ კიდევ 2011 წელს იყო დაგეგმილი), მაგრამ ახლა, როგორც ჩანს, ის აღწევს სახლის მონაკვეთს. სარედაქციო N+1ცდილობდა გაერკვია, რისი სწავლის იმედი აქვთ ასტრონომებს ვებბის დახმარებით და ესაუბრა მათ, ვინც ამ ინსტრუმენტს ქმნიდა.

სახელი ჯეიმს უები ტელესკოპს 2002 წელს მიენიჭა, მანამდე კი მას ეწოდა შემდეგი თაობის კოსმოსური ტელესკოპი, ანუ მოკლედ NGST, რადგან ახალი ინსტრუმენტი გააგრძელებს ჰაბლის მიერ დაწყებულ კვლევას. თუ "" იკვლევს სამყაროს უპირველეს ყოვლისა ოპტიკურ დიაპაზონში, იპყრობს მხოლოდ ინფრაწითელ და ულტრაიისფერ დიაპაზონს, რომელიც ესაზღვრება ხილულ გამოსხივებას, მაშინ "ჯეიმს უები" კონცენტრირდება სპექტრის ინფრაწითელ ნაწილზე, სადაც ჩანს ძველი და ცივი ობიექტები. . გარდა ამისა, გამოთქმა „შემდეგი თაობა“ ეხება მოწინავე ტექნოლოგიებსა და საინჟინრო გადაწყვეტილებებს, რომლებიც გამოყენებული იქნება ტელესკოპში.

ტელესკოპის სარკის დამზადების პროცესი

ტელესკოპის სარკის ფრაგმენტი

ტელესკოპის სარკის დამზადების პროცესი

ტელესკოპის სარკის ფრაგმენტი

ტელესკოპის სარკის ფრაგმენტი

ტელესკოპის სარკის ფრაგმენტი

მათგან, ალბათ, ყველაზე არასტანდარტული და რთულია ჯეიმს უების მთავარი სარკე, რომლის დიამეტრი 6,5 მეტრია. მეცნიერებმა გადაწყვიტეს არ შეექმნათ ჰაბლის სარკის უფრო დიდი ვერსია, რადგან ის ზედმეტად იწონიდა, ამიტომ სიტუაციიდან ელეგანტური გამოსავალი მოიფიქრეს: მათ გადაწყვიტეს სარკე 18 ცალკეული სეგმენტიდან აეწყოთ. მათთვის გამოიყენეს მსუბუქი და გამძლე ლითონის ბერილიუმი, რომელზეც ოქროს თხელი ფენა დაიტანეს. შედეგად, სარკე იწონის 705 კილოგრამს, ხოლო მისი ფართობი 25 კვადრატული მეტრია. ჰაბლის სარკე იწონის 828 კილოგრამს, ფართობით 4,5 კვადრატული მეტრი.

ტელესკოპის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი კომპონენტი, რომელიც ბოლო დროს ინჟინრებს უამრავ პრობლემას უქმნის, არის ამოქმედებადი სითბოს ფარი, რომელიც საჭიროა ჯეიმს უების ინსტრუმენტების გადახურებისგან დასაცავად. დედამიწის დაბალ ორბიტაზე, მზის პირდაპირი სხივების ქვეშ, ობიექტებს შეუძლიათ 121 გრადუს ცელსიუსამდე გაცხელება. ჯეიმს უების ინსტრუმენტები შექმნილია საკმაოდ დაბალ ტემპერატურაზე მუშაობისთვის, რის გამოც საჭირო იყო სითბოს ფარი მზისგან დასაცავად.

ის ზომით შედარებულია ჩოგბურთის კორტთან, 21 x 14 მეტრით, ამიტომ შეუძლებელია მისი გაგზავნა L2 ლაგრანგის წერტილში (სადაც იმუშავებს ტელესკოპი) გაშლილი სახით. სწორედ აქედან იწყება მთავარი სირთულეები – როგორ მივიტანოთ ფარი დანიშნულების ადგილზე მისი დაზიანების გარეშე? აღმოჩნდა, რომ ყველაზე ლოგიკური გამოსავალი იკეცებოდა ფრენის ხანგრძლივობის განმავლობაში, შემდეგ კი განლაგებული იყო, როდესაც ჯეიმს უები ოპერაციულ წერტილში იყო.

ფარის გარე მხარე, სადაც განთავსებულია ანტენა, ბორტ კომპიუტერი, გიროსკოპი და მზის პანელი, გაცხელდება, როგორც მეცნიერები ვარაუდობენ, 85 გრადუს ცელსიუსამდე. მაგრამ "ღამის" მხარეს, სადაც მთავარი სამეცნიერო ინსტრუმენტებია განთავსებული, ყინვაგამძლე იქნება: დაახლოებით 233 გრადუსი ნულის ქვემოთ. ფარის ხუთი ფენა უზრუნველყოფს თბოიზოლაციას - თითოეული უფრო ცივია, ვიდრე წინა.

ჯეიმს უები დასაყენებელი ფარი

რა სამეცნიერო ინსტრუმენტებია საჭირო მზისგან ასე საგულდაგულოდ დაცული? მათგან ოთხია: ახლო ინფრაწითელი კამერა NIRCam, შუა ინფრაწითელი ინსტრუმენტი MIRI, ახლო ინფრაწითელი სპექტროგრაფი NIRSpec და FGS/NIRISS სისტემა. ქვემოთ მოცემულ სურათზე ნათლად ხედავთ, თუ რა „სინათლით“ დაინახავენ ისინი სამყაროს:

სურათზე ნაჩვენებია დიაპაზონი, რომელსაც ტელესკოპის ინსტრუმენტები დაიჭერენ

სამეცნიერო ინსტრუმენტების დახმარებით მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ უპასუხებენ ბევრ ფუნდამენტურ კითხვას. უპირველეს ყოვლისა, ისინი ეხება ეგზოპლანეტებს.

მიუხედავად იმისა, რომ კეპლერის ტელესკოპმა დღემდე აღმოაჩინა 2500-ზე მეტი ეგზოპლანეტა, სიმკვრივის შეფასებები არსებობს მხოლოდ რამდენიმე ასეულისთვის. იმავდროულად, ეს შეფასებები საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ, თუ რა ტიპს მიეკუთვნება პლანეტა. თუ მას აქვს დაბალი სიმკვრივე, აშკარაა, რომ ჩვენ ვუყურებთ გაზის გიგანტს. თუ ციურ სხეულს აქვს მაღალი სიმკვრივე, მაშინ, სავარაუდოდ, ეს არის კლდოვანი პლანეტა, რომელიც მოგვაგონებს დედამიწას ან მარსს. ასტრონომები იმედოვნებენ, რომ ჯეიმს უები ხელს შეუწყობს პლანეტების მასების და დიამეტრის შესახებ მეტი ინფორმაციის შეგროვებას, რაც ხელს შეუწყობს მათი სიმკვრივის გამოთვლას და მათი ტიპის დადგენას.

NASA/Goddard-ის კოსმოსური ფრენის ცენტრი და გაფართოებული ვიზუალიზაციის ლაბორატორია სუპერკომპიუტერის აპლიკაციების ეროვნულ ცენტრში

კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი კითხვა ეხება ეგზოპლანეტების ატმოსფეროს. ჰაბლმა და სპიცერმა შეაგროვეს მონაცემები ასამდე პლანეტის აირისებრი კონვერტების შესახებ. ჯეიმს უების ინსტრუმენტები ამ რიცხვს მინიმუმ სამჯერ გაზრდის. სამეცნიერო ინსტრუმენტებისა და სხვადასხვა დაკვირვების რეჟიმის წყალობით, ასტრონომები შეძლებენ დაადგინონ უზარმაზარი რაოდენობის ნივთიერებების არსებობა, მათ შორის წყალი, მეთანი და ნახშირორჟანგი - არა მხოლოდ დიდ პლანეტებზე, არამედ ხმელეთის პლანეტებზეც. ერთ-ერთი სამიზნე იქნება დედამიწის მსგავსი შვიდი პლანეტა.

ყველაზე დიდი შედეგი მოსალოდნელია ახალგაზრდა, ახლად წარმოქმნილი იუპიტერებისთვის, რომლებიც ჯერ კიდევ ასხივებენ ინფრაწითელში. კერძოდ, მზის სისტემაში გაზის გიგანტების მასის კლებასთან ერთად იზრდება მათში ლითონების შემცველობა (წყალბადზე და ჰელიუმზე მძიმე ელემენტები). ჰაბლმა ერთხელ აჩვენა, რომ ყველა პლანეტარული სისტემა არ ემორჩილება ამ კანონს, მაგრამ სტატისტიკურად სანდო ნიმუში ჯერ არ არსებობს - ჯეიმს უები მიიღებს მას. გარდა ამისა, ტელესკოპი ასევე შეისწავლის ქვენეპტუნებსა და სუპერდედამიწებს.

ტელესკოპისთვის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი სამიზნე იქნება უძველესი გალაქტიკები. დღეს ჩვენ უკვე საკმაოდ ბევრი ვიცით ახლომდებარე გალაქტიკების შესახებ, მაგრამ ჯერ კიდევ ძალიან ცოტა ვიცით მათ შესახებ, რომლებიც ძალიან ახალგაზრდა სამყაროში გამოჩნდნენ. ჰაბლს შეუძლია დაინახოს სამყარო, როგორც ეს იყო დიდი აფეთქებიდან 400 მილიონი წლის შემდეგ, ხოლო პლანკის ობსერვატორია დააკვირდა კოსმოსურ მიკროტალღურ გამოსხივებას, რომელიც დიდი აფეთქებიდან 400 ათასი წლის შემდეგ გამოჩნდა. „ჯეიმს უებს“ მოუწევს შეავსოს მათ შორის არსებული უფსკრული და გაარკვიოს, როგორ გამოიყურებოდა გალაქტიკები კოსმიური ისტორიის პირველ 3 პროცენტში.

ახლა ასტრონომები აკვირდებიან პირდაპირ კავშირს გალაქტიკის ზომასა და მის ასაკს შორის - რაც უფრო ძველია სამყარო, მით მეტ პატარა გალაქტიკას შეიცავს. თუმცა, ეს ტენდენცია ნაკლებად სავარაუდოა, რომ გაგრძელდეს და მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ განსაზღვრონ რაიმე სახის "გარდამტეხი წერტილი", იპოვონ გალაქტიკების ზომის ქვედა ზღვარი. ამრიგად, ასტრონომებს სურთ უპასუხონ კითხვას, როდის გამოჩნდა პირველი გალაქტიკები.

ცალკე პუნქტია მოლეკულური ღრუბლებისა და პროტოპლანეტარული დისკების შესწავლა. წარსულში სპიცერს შეეძლო მხოლოდ მზის სისტემის უშუალო სიახლოვეს შეხედვა. Webb ბევრად უფრო მგრძნობიარეა და რეალურად შეძლებს დაინახოს ირმის ნახტომის მეორე კიდე, ისევე როგორც მისი ცენტრი.

ჯეიმს უები ასევე მოძებნის III პოპულაციის ჰიპოთეტურ ვარსკვლავებს - ეს არის ძალიან მძიმე ობიექტები, რომლებშიც თითქმის არ არის ჰელიუმზე, წყალბადსა და ლითიუმზე მძიმე ელემენტები. ვარაუდობენ, რომ ამ ტიპის ვარსკვლავები დიდი აფეთქების შემდეგ უნდა ჩამოყალიბდნენ.

ურთიერთმოქმედი გალაქტიკების წყვილი სახელად "ანტენები"

დღეს ჯეიმს უები 2019 წლის ივნისში იგეგმება. თავდაპირველად, ტელესკოპის კოსმოსში გაშვება ადრე გაზაფხულზე იყო მოსალოდნელი, მაგრამ ტექნიკური პრობლემების გამო მისია რამდენიმე თვით გადაიდო. კითხვებს უპასუხა პროექტის სამეცნიერო დირექტორის მოადგილემ ქრისტინ პულიმმა N+1თავად ტელესკოპისა და მისი აგების სირთულეების შესახებ.

მე ალბათ ვსვამ აშკარა კითხვას, მაგრამ რა ხდის ჯეიმს უებს უნიკალურს?

უები საშუალებას მოგვცემს დავინახოთ სამყარო, როგორც აქამდე არასდროს გვინახავს. ის ჩაატარებს დაკვირვებებს ინფრაწითელ დიაპაზონში, ანუ ჰაბლის გარდა სხვა ტალღის სიგრძეზე და შეძლებს გამოიყურებოდეს უფრო შორს ვიდრე სპიცერი და ჰერშელის გარდა სხვა ადგილებში. ის შეავსებს ხარვეზებს და დაეხმარება სამყაროს ჰოლისტიკური სურათის შექმნას. ვრცელი დაკვირვებები ინფრაწითელ დიაპაზონში დაგვეხმარება ახალშობილი ვარსკვლავებისა და პლანეტების დანახვაში. პირველი გალაქტიკები საბოლოოდ გამოგვცხადდება და ეს ხელს შეუწყობს მთელი კოსმოლოგიური ისტორიის გაერთიანებას. ზოგს მოსწონს იმის თქმა, რომ ტელესკოპები დროის მანქანებია და ეს ძალიან კარგი გამოხატულებაა. როდესაც კოსმოსს ვუყურებთ, ჩვენ ვხედავთ წარსულს, რადგან სინათლეს დრო სჭირდება დედამიწამდე მისვლას. ჩვენ დავინახავთ სამყაროს, როდესაც ის ძალიან ახალგაზრდა იყო - და ეს დაგვეხმარება გავიგოთ, როგორ გავჩნდით და როგორ მუშაობს სამყარო. თუ კაცობრიობასთან უფრო ახლობელ რამეზე ვისაუბრებთ, დავინახავთ, როგორ წარმოიქმნა ვარსკვლავები, როგორ წარმოიქმნა ეგზოპლანეტები და მათი ატმოსფეროს დახასიათებასაც კი შევძლებთ.

დიახ, შორეული პლანეტების ატმოსფეროს საკითხი ბევრ ადამიანს აწუხებს. რა შედეგების მიღებას ელით?

ჩვენ გვქონდა კეპლერის მსგავსი მისიები, რომლებიც ეძებდნენ კანდიდატებს. მათი წყალობით, დღეს ჩვენ ვიცით ათასობით ეგზოპლანეტა. ახლა ჯეიმს უები შეხედავს უკვე ცნობილ ობიექტებს და შეისწავლის მათ ატმოსფეროს. კერძოდ, ეს ეხება გიგანტურ პლანეტებს - ციურ სხეულებს ზომით ნეპტუნებსა და სუპერიუპიტერებს შორის. ჩვენთვის ძალზე მნიშვნელოვანია იმის გაგება, თუ როგორ იქმნება ასეთი ობიექტები, როგორ ვითარდებიან ისინი და როგორია ის სისტემები, რომლებშიც ისინი შედიან. მაგალითად, თუ ჩვენ ვხედავთ რამდენიმე პლანეტის სისტემას, ჩვენთვის მნიშვნელოვანია განვსაზღვროთ, შეიძლება თუ არა იქ წყალი და სად უნდა ვეძებოთ იგი.

რეალურად განსაზღვრავს საცხოვრებელ ზონას?

ზუსტად. განსხვავებული იქნება სხვადასხვა ვარსკვლავისთვის. ჯეიმს უები დაგვეხმარება შორეული პლანეტების დახასიათებაში და იმის გაგებაში, თუ რამდენად უნიკალურია ჩვენი სახლი.

სავარაუდოდ, ტელესკოპის მისია დაახლოებით ათი წელი გაგრძელდება. თუმცა, როგორია რეალური პროგნოზები? ყველას გვახსოვს ვოიაჯერები, რომლებიც ჯერ კიდევ ფუნქციონირებენ და მონაცემებს აგზავნიან დედამიწაზე, თუმცა ეს არავინ დაგეგმა.

ხელსაწყოს აქვს რეიტინგული ვადა ხუთი წელი და ვიმედოვნებთ, რომ მას შეუძლია ამდენი ხანი გაგრძელდეს. თუ უფრო გაბედულ შეფასებებს ვაძლევთ, მაშინ ეს ათი წელია. ჩვენ შემოიფარგლება გამაგრილებლის ოდენობით, რომელიც გვაქვს ტელესკოპის სისტემების მუშაობის შესანარჩუნებლად. არამგონია ჯეიმს უები ჰაბლის მსგავსად გადარჩეს 29 წელიწადს.

დიახ, ჯეიმს უები დედამიწიდან ძალიან შორს იქნება, ლაგრანგის მეორე წერტილში. როგორ ფიქრობთ, მომავალში ტექნოლოგია საშუალებას მოგვცემს მივფრინდეთ ტელესკოპზე და შეაკეთოთ ის თუ ის გაფუჭდა?

ეს შესაძლებლობა არ არის გამორიცხული. ამ შემთხვევაში, ტელესკოპს აქვს დასამაგრებელი რობოტი მკლავისთვის, რომელიც შეიძლება დამონტაჟდეს Webb-ზე. თუმცა, ტელესკოპის მოვლა თავიდანვე არ იყო დაგეგმილი, ამიტომ ამაზე დიდი იმედი არ უნდა დადოთ. იმის გათვალისწინებით, რომ ინსტრუმენტი იმუშავებს მხოლოდ 5-10 წლის განმავლობაში, ჩვენ ნაკლებად სავარაუდოა, რომ დრო გვქონდეს წინ გადადგმული ნაბიჯი, რათა მას კოსმოსური ხომალდი გავუგზავნოთ.

შეძლებს თუ არა ჯეიმს უები სხვა კოსმოსურ ხომალდებთან ერთად მუშაობას? მაგალითად, კოლორადოს უნივერსიტეტის კოსმოსური და ასტრონომიის ცენტრი გვთავაზობს მისთვის გარე კორონაგრაფის შექმნას. 2013 წელს ისაუბრეს ტელესკოპთან შესაძლო თანამშრომლობაზე - არის თუ არა ასეთი გეგმები რეალურად?

მე არ ვიტყოდი, რომ ამჟამად განვიხილავთ ასეთ შესაძლებლობას. თუ არ ვცდები, ამ პროექტზე პასუხისმგებელია Webb Cash, მაგრამ არის კიდევ ერთი ვარსკვლავი ფარის პროექტი, ასევე რამდენიმე სხვა ჯგუფი, რომლებიც ქმნიან მსგავს ინსტრუმენტებს. ამჟამად არ არსებობს კონკრეტული გეგმები ჯეიმს უების სხვა ინსტრუმენტთან დაკავშირების შესახებ, თუმცა ის შეიძლება ჰიპოთეტურად იმუშაოს ნებისმიერ კოსმოსურ ობსერვატორიასთან ერთად.

როგორ გეგმავთ დაკვირვების დროის განაწილებას?

ახლა ასტრონომები მთელი მსოფლიოდან გვიგზავნიან თავიანთ წინადადებებს და მათი განხილვის შემდეგ მივიღებთ უხეშ გეგმას. არსებობს "გარანტირებული დაკვირვების დრო" დაცულია იმ მეცნიერებისთვის, რომლებიც ეხმარებიან ჯეიმს უების დიზაინსა და აშენებას დღეს, ერთგვარი მადლობა მათი მუშაობისთვის. ეს მკვლევარები შეისწავლიან გალაქტიკებს და ეგზოპლანეტებს, მაგალითად, TRAPPIST სისტემის პლანეტებს. ნაწილობრივ, ჩვენ თვითონ ვირჩევთ ჩვენს სამიზნეებს ჯეიმს ვებ-ის შესაძლებლობების შესამოწმებლად. როდესაც ტელესკოპი ავაშენეთ, ახლახან ვიწყებდით ეგზოპლანეტებზე ფიქრს, მაგრამ ახლა ეს ძალიან პერსპექტიული სფეროა ასტრონომიაში და ჩვენ უნდა გაერკვნენ, თუ როგორ გამოვიყენოთ ჯეიმს უები მზის სისტემის გარეთ პლანეტების შესასწავლად. სწორედ ამას გააკეთებენ ის გუნდები, რომლებიც პირველ წელს ჩაატარებენ დაკვირვებას. შემოდგომაზე გახდება ცნობილი, რას „ვნახავთ“ პირველ წელს.

ჰაბლის ულტრა ღრმა ველი

რატომ ხდება გაშვების თარიღების უკან დაბრუნება? დადის ჭორები ფინანსური პრობლემებისა და სარკის სისტემასთან დაკავშირებული პრობლემების შესახებ.

ფაქტია, რომ Webb არის ძალიან რთული ტელესკოპი და ჩვენ პირველად ვხსნით ასეთ რთულ პრობლემას. მოწყობილობას აქვს რამდენიმე ძირითადი კომპონენტი: სარკეები, ინსტრუმენტები, უზარმაზარი ფარი და გაგრილების მექანიზმები. ყველა ეს ელემენტი უნდა აშენდეს და გამოსცადო, გაერთიანდეს, კვლავ გამოსცადო - რა თქმა უნდა, ამას დრო სჭირდება. ჩვენ ასევე უნდა დავრწმუნდეთ, რომ ყველაფერი სწორად გავაკეთეთ, რომ ყველა ნაწილი ჯდება ერთმანეთთან, რომ გაშვება წარმატებული იქნება და ყველა ელემენტი სწორად განლაგდება. შეფერხებები ხდება ნაბიჯების დიდი რაოდენობისა და საფუძვლიანი შემოწმების საჭიროების გამო.

ანუ ახლა ატარებდით ტესტებს და მიხვდით, რომ თავდაპირველ განრიგში არ ჯდებოდა?

დიახ. ფაქტობრივად, ჯერ კიდევ ბევრი სარეზერვო დრო გვაქვს. თავიდან ვიცოდით, რომ ყველაფერი კარგად იქნებოდა, მაგრამ ვაღიარეთ, რომ მზადება შესაძლოა რატომღაც გადაიდო. გარდა ამისა, როდესაც ჩვენ მზად ვიქნებით სატრანსპორტო საშუალების გასაშვებად, ასევე დაგვჭირდება შეთანხმება კონკრეტულ თარიღზე ESA-სთან, რომელიც ფლობს Ariane რაკეტას. ასე ვიფიქრეთ - რა გეჩქარება?

გვითხარით, რა ტესტები უნდა გაიაროს და გაიაროს ტელესკოპმა?

OTISS (ოპტიკური ტელესკოპისა და ინსტრუმენტების ასამბლეის) სისტემა ახლახანს გამოსცადეს ლინდონ ჯონსონის კოსმოსურ ცენტრში. იგი გაცივდა უკიდურესად დაბალ ოპერაციულ ტემპერატურამდე და ყველა ოპტიკა და თავად ტელესკოპი შემოწმდა. მეცნიერებმა ახლახან ამოიღეს სისტემა მისი გაგრილების კამერიდან, ხელახლა გააცხელეს და ახლა OTISS გაემგზავრება კალიფორნიის რედანდო ბიჩის კოსმოსურ პარკში, სადაც ის მზის ფართან იქნება დაკავშირებული. გარდა ამისა, ამჟამად მიმდინარეობს მუშაობა თავად ფარზე, სპეციალისტები უამრავ შემოწმებას ატარებენ. მას შემდეგ, რაც ყველა ელემენტი მიმაგრდება ფარზე, ის დაიკეცება და იხსნება, რათა უზრუნველყოს მისი უნაკლო მუშაობა, შემდეგ კი ჩატარდება სხვა ტესტები, მათ შორის ვიბრაციის ტესტირება, რომელსაც ტელესკოპი შეხვდება რაკეტაზე ფრენისას. კოსმოსში გაშვება ავტომობილის მთავარი გამოცდაა, ამიტომ ინჟინრებს სურთ დარწმუნდნენ, რომ მისი ყველა კომპონენტი გადარჩება ფრენას. შემდეგ მკვლევარები მოამზადებენ ჯეიმს უებს გაშვებისთვის, ჩატვირთავენ მას ბარჟზე და 2019 წლის დასაწყისში საფრანგეთის გვიანაში კოსმოსურ პორტში გააფრენენ.

რაც შეეხება დანარჩენ ინსტრუმენტებს? როგორც ვიცი, ყველაფერი არ გიხსენებია. უკვე ჩაუტარდათ წინასწარი სკრინინგი?

დიახ, მათ უკვე გაიარეს ყველა ტესტი და ახლა ტელესკოპზე არიან დაყენებული. ეს არის ცალკეული ინსტრუმენტები, რომლებიც ჩაატარებენ უამრავ სამეცნიერო კვლევას - სპექტროგრაფი, რომელიც სწავლობს ცას შუა IR დიაპაზონში, კამერა. გარდა ამისა, ყველა ხელსაწყოს აქვს სხვადასხვა რეჟიმი, ამიტომ ჩვენ უნდა შევამოწმოთ, ნამდვილად მუშაობენ თუ არა ისე, როგორც ჩვენ გვინდოდა. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია - თქვენ უნდა "შეანჯღრიოთ" მოწყობილობა და დარწმუნდეთ, რომ ხედვის კუთხე იგივე რჩება.

როდის უნდა ველოდოთ პირველ შედეგებს?

სავარაუდოდ, პირველი მონაცემები იქნება მხოლოდ მომავალი წლის ბოლოს ან 2020 წლის დასაწყისში. პირველი ინფორმაციის გაშვებასა და მიღებას შორის დაახლოებით ექვსი თვე გაივლის. ამ დროის განმავლობაში ტელესკოპი გაიშლება და ჩვენ დავრწმუნდებით, რომ ის გაიხსნა და ნორმალურად მუშაობს. შემდეგ მოწყობილობებს დასჭირდება გაგრილება, ამას საკმაოდ დიდი დრო დასჭირდება. დედამიწაზე ჯეიმს უები ოთახის ტემპერატურაზეა, მაგრამ როცა მას კოსმოსში გავუშვით, დაგვჭირდება ლოდინი, სანამ მისი ინსტრუმენტები სამუშაო ტემპერატურას მიაღწევენ. შემდეგ ჩვენ მათ ექსპლუატაციაში შევასრულებთ: ახლა უკვე დაგეგმილია მთელი რიგი „სავარჯიშო სავარჯიშოები“ - რამდენიმე რუტინული დაკვირვება და სხვადასხვა ოპერაციული რეჟიმის შემოწმება, რაც დარწმუნდება, რომ ყველაფერი ისე მუშაობს, როგორც უნდა. ვინაიდან ჩვენ არ გვაქვს გაშვების თარიღი და, შედეგად, არ ვიცით, რა მოხვდება ტელესკოპის ხედვის ველში, კონკრეტული ობიექტი დაკვირვებისთვის არ არის შერჩეული. დიდი ალბათობით, ტელესკოპის ინსტრუმენტებს რომელიმე შორეულ ვარსკვლავზე დავაკალიბრებთ. ეს ყველაფერი შინაგანი პროცესებია - ჯერ უნდა დავრწმუნდეთ, რომ საერთოდ რაიმეს ვხედავთ.

თუმცა, მას შემდეგ რაც დავრწმუნდებით, რომ ყველა ინსტრუმენტი მუშაობს, პირდაპირ გადავალთ სამეცნიერო ექსპერიმენტებზე. მეცნიერთა გუნდი, რომელიც სპეციალიზირებულია გამოსახულებაზე, განსაზღვრავს, რომელი სამიზნეები გამოიყურებოდეს ნამდვილად მომხიბვლელად და მოხიბლავს აუდიტორიას. სამუშაოს შეასრულებენ იგივე მხატვრები, რომლებიც მუშაობდნენ ჰაბლის სურათებზე - ადამიანები, რომლებსაც აქვთ მრავალწლიანი გამოცდილება ასტრონომიული სურათების დამუშავებაში. გარდა ამისა, ჩატარდება აღჭურვილობის დამატებითი ტესტები.

პირველი სურათების გამოქვეყნების შემდეგ, მეცნიერული დაკვირვებისთვის წელიწადზე ცოტა მეტი გვექნება. ისინი მოიცავს უკვე ცნობილ პროგრამებს ძალიან შორეული გალაქტიკების, კვაზარების, ეგზოპლანეტების და იუპიტერის შესასწავლად. მთლიანობაში, ასტრონომები დააკვირდებიან ყველაფერს, რაც შეუძლიათ, აქტიური ვარსკვლავის წარმოქმნის რეგიონებიდან დაწყებული, პროტოპლანეტურ დისკებზე ყინულამდე. ეს კვლევები ყველა ჩვენგანისთვის მნიშვნელოვანია: დანარჩენი სამეცნიერო საზოგადოება შეძლებს ნახოს სხვა გუნდების შედეგები და გაიგოს, სად უნდა წავიდნენ ისინი შემდეგ.

კრისტინა ულასოვიჩი

ჯეიმს უების ტელესკოპი არის ორბიტალური ინფრაწითელი ობსერვატორია, რომელმაც უნდა შეცვალოს ცნობილი ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპი.

ეს ძალიან რთული მექანიზმია. მასზე მუშაობა დაახლოებით 20 წელია მიმდინარეობს! ჯეიმს ვებს ექნება 6,5 მეტრი დიამეტრის კომპოზიტური სარკე და დაახლოებით 6,8 მილიარდი დოლარი დაჯდება. შედარებისთვის, ჰაბლის სარკის დიამეტრი "მხოლოდ" 2.4 მეტრია.

Მოდი ვნახოთ?

1. ჯეიმს უების ტელესკოპი უნდა განთავსდეს ჰალო ორბიტაზე მზე-დედამიწის სისტემის ლაგრანგის წერტილში L2. და სივრცეში ცივა. აქ ნაჩვენებია ტესტები, რომლებიც ჩატარდა 2012 წლის 30 მარტს, რათა გამოიკვლიონ სივრცის ცივ ტემპერატურაზე გამძლეობის უნარი. (ფოტო კრის განის | NASA):

2. ჯეიმს ვებს ექნება 6,5 მეტრი დიამეტრის კომპოზიციური სარკე 25 მ². ეს ბევრია თუ ცოტა? (ფოტო კრის განის):

3. შეადარე ჰაბლთან. ჰაბლის (მარცხნივ) და ვებ (მარჯვნივ) სარკეები იმავე მასშტაბით:

4. ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის სრულმასშტაბიანი მოდელი ოსტინში, ტეხასი, 8 მარტი, 2013. (ფოტო კრის განნის):

5. ტელესკოპის პროექტი არის 17 ქვეყნის საერთაშორისო თანამშრომლობა, რომელსაც ხელმძღვანელობს NASA, ევროპისა და კანადის კოსმოსური სააგენტოების მნიშვნელოვანი წვლილით. (ფოტო კრის განის):

6. თავდაპირველად გაშვება იგეგმებოდა 2007 წელს, მაგრამ მოგვიანებით გადაიდო 2014 და 2015 წლებში. თუმცა, სარკის პირველი სეგმენტი ტელესკოპზე მხოლოდ 2015 წლის ბოლოს დამონტაჟდა, ხოლო მთავარი კომპოზიციური სარკე სრულად არ იყო აწყობილი 2016 წლის თებერვლამდე. (ფოტო კრის განნის):

7. ტელესკოპის მგრძნობელობა და მისი გარჩევადობა პირდაპირ კავშირშია სარკის ფართობის ზომასთან, რომელიც აგროვებს შუქს ობიექტებიდან. მეცნიერებმა და ინჟინრებმა დაადგინეს, რომ პირველადი სარკის მინიმალური დიამეტრი უნდა იყოს 6,5 მეტრი, რათა გაზომონ შუქი ყველაზე შორეული გალაქტიკებიდან.

უბრალოდ ჰაბლის ტელესკოპის მსგავსი სარკის გაკეთება, მაგრამ უფრო დიდი, მიუღებელია, რადგან მისი მასა ძალიან დიდი იქნებოდა ტელესკოპის კოსმოსში გასაშვებად. მეცნიერთა და ინჟინრების გუნდს სჭირდებოდა გამოსავლის პოვნა, რათა ახალ სარკეს ჰაბლის ტელესკოპის სარკის მასის 1/10 ჰქონოდა ერთეულ ფართობზე. (ფოტო კრის განის):

8. არა მარტო აქ ყველაფერი ძვირდება საწყისი შეფასებით. ამრიგად, ჯეიმს ვებბის ტელესკოპის ღირებულებამ 4-ჯერ გადააჭარბა თავდაპირველ შეფასებებს. ტელესკოპის ღირებულება 1,6 მილიარდი დოლარი იყო დაგეგმილი და მისი გაშვება 2011 წელს იყო დაგეგმილი, მაგრამ ახალი შეფასებით, ღირებულება შეიძლება იყოს 6,8 მილიარდი დოლარი, გაშვება არ განხორციელდება 2018 წელზე ადრე. (ფოტო კრის განის):

9. ეს არის ახლო ინფრაწითელი სპექტროგრაფი. ის გააანალიზებს წყაროების მთელ რიგს, რომლებიც მოგაწვდით ინფორმაციას შესასწავლი ობიექტების როგორც ფიზიკური თვისებების (მაგალითად, ტემპერატურისა და მასის) და მათი ქიმიური შემადგენლობის შესახებ. (ფოტო კრის განის):

ტელესკოპი შესაძლებელს გახდის აღმოაჩინოს შედარებით ცივი ეგზოპლანეტები, რომელთა ზედაპირის ტემპერატურა 300 K-მდეა (რაც თითქმის უდრის დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურას), რომლებიც მდებარეობს 12 AU-ზე შორს. ანუ მათი ვარსკვლავებიდან და დედამიწიდან 15 სინათლის წლამდე დაშორებით. მზესთან ყველაზე ახლოს მდებარე ორ ათეულზე მეტი ვარსკვლავი მოხვდება დეტალური დაკვირვების ზონაში. ჯეიმს უების წყალობით ეგზოპლანეტოლოგიაში რეალური მიღწევაა მოსალოდნელი - ტელესკოპის შესაძლებლობები საკმარისი იქნება არა მხოლოდ თვით ეგზოპლანეტების, არამედ ამ პლანეტების თანამგზავრებისა და სპექტრული ხაზების აღმოსაჩენადაც კი.

11. ინჟინრების ტესტირება კამერაში. ტელესკოპის ამწევი სისტემა, 9 სექტემბერი, 2014. (ფოტო კრის განნის):

12. სარკეების კვლევა, 2014 წლის 29 სექტემბერი. სეგმენტების ექვსკუთხა ფორმა შემთხვევით არ არის არჩეული. მას აქვს მაღალი შევსების ფაქტორი და აქვს მეექვსე რიგის სიმეტრია. შევსების მაღალი კოეფიციენტი ნიშნავს, რომ სეგმენტები ერთმანეთთან ჯდება ხარვეზების გარეშე. სიმეტრიის წყალობით, 18 სარკის სეგმენტი შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად, რომელთაგან თითოეულში სეგმენტის პარამეტრები იდენტურია. და ბოლოს, სასურველია სარკეს ჰქონდეს წრიულთან მიახლოებული ფორმა - რაც შეიძლება კომპაქტურად მოახდინოს შუქის ფოკუსირება დეტექტორებზე. მაგალითად, ოვალური სარკე გამოიმუშავებს წაგრძელებულ გამოსახულებას, კვადრატული კი უამრავ შუქს გამოსცემს ცენტრალური უბნიდან. (ფოტო კრის განის):

13. სარკის გაწმენდა ნახშირორჟანგით მშრალი ყინულით. აქ ძარღვებს არავინ ეფერება. (ფოტო კრის განის):

14. კამერა A არის გიგანტური ვაკუუმური სატესტო კამერა, რომელიც სიმულაციას უკეთებს გარე სივრცეს ჯეიმს უების ტელესკოპის ტესტირების დროს, 2015 წლის 20 მაისი. (ფოტო კრის განნის):

17. სარკის 18 ექვსკუთხა სეგმენტიდან თითოეულის ზომა კიდედან კიდემდე 1,32 მეტრია. (ფოტო კრის განის):

18. თვით სარკის მასა თითოეულ სეგმენტში არის 20 კგ, ხოლო მთლიანი აწყობილი სეგმენტის მასა 40 კგ. (ფოტო კრის განის):

19. ჯეიმს უების ტელესკოპის სარკესთვის გამოიყენება ბერილიუმის სპეციალური სახეობა. ეს არის წვრილი ფხვნილი. ფხვნილი მოთავსებულია უჟანგავი ფოლადის კონტეინერში და დაჭერით ბრტყელ ფორმაში. ფოლადის კონტეინერის ამოღების შემდეგ, ბერილიუმის ნაჭერი იჭრება შუაზე, რათა შეიქმნას ორი სარკისებური ბლანკი დაახლოებით 1,3 მეტრის სიგანეზე. თითოეული სარკის ბლანკი გამოიყენება ერთი სეგმენტის შესაქმნელად. (ფოტო კრის განის):

20. შემდეგ თითოეული სარკის ზედაპირი დაფქვავენ, რათა გამოთვლილთან მიახლოებული ფორმა მისცეს. ამის შემდეგ სარკე საგულდაგულოდ არის გათლილი და გაპრიალებული. ეს პროცესი მეორდება მანამ, სანამ სარკის სეგმენტის ფორმა იდეალურთან ახლოს იქნება. შემდეგ სეგმენტი გაცივდება −240 °C ტემპერატურამდე და სეგმენტის ზომები იზომება ლაზერული ინტერფერომეტრის გამოყენებით. შემდეგ სარკე, მიღებული ინფორმაციის გათვალისწინებით, გადის საბოლოო გაპრიალებას. (ფოტო კრის განის):

21. სეგმენტის დამუშავების შემდეგ, სარკის წინა მხარე დაფარულია ოქროს თხელი ფენით, რათა უკეთ აისახოს ინფრაწითელი გამოსხივება 0,6-29 მიკრონი დიაპაზონში და დასრულებული სეგმენტი ხელახლა ტესტირება ხდება კრიოგენურ ტემპერატურაზე. (ფოტო კრის განის):

22. ტელესკოპზე მუშაობა 2016 წლის ნოემბერში. (ფოტო კრის განის):

23. ნასამ დაასრულა ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის აწყობა 2016 წელს და დაიწყო მისი ტესტირება. ეს არის 2017 წლის 5 მარტის ფოტო. ხანგრძლივი ექსპოზიციის დროს ტექნიკა მოჩვენებებს ჰგავს. (ფოტო კრის განის):

26. მე-14 ფოტოსურათიდან იმავე A კამერის კარი, რომელშიც სიმულირებულია გარე სივრცე. (ფოტო კრის განის):

28. ამჟამინდელი გეგმები ითვალისწინებს ტელესკოპის გაშვებას Ariane 5-ის რაკეტაზე 2019 წლის გაზაფხულზე. კითხვაზე, თუ რას ელიან მეცნიერები ახალი ტელესკოპისგან, პროექტის წამყვანმა მეცნიერმა ჯონ მეტერმა თქვა: „იმედია, ჩვენ ვიპოვით ისეთ რამეს, რომლის შესახებაც არავინ არაფერი იცის“. UPD. ჯეიმს უების ტელესკოპის გაშვება 2020 წლისთვის გადაიდო.(ფოტო კრის განნის).

უები შეხედავს ახლო და შუა ინფრაწითელ სპექტრს, რაც ხელს შეუწყობს მთვარის უკან L2 წერტილს და მზის ფარებს, რომლებიც ბლოკავს მზის, დედამიწისა და მთვარის ინტრუზიულ შუქს, რაც ხელსაყრელ გავლენას ახდენს მოწყობილობის გაგრილებაზე. მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ იხილონ სამყაროს პირველივე ვარსკვლავები, ახალგაზრდა გალაქტიკების წარმოქმნა და შეჯახება და ვარსკვლავების დაბადება პროტოპლანეტურ სისტემებში - რომლებიც შესაძლოა შეიცავდეს სიცოცხლის ქიმიურ კომპონენტებს.

ამ პირველ ვარსკვლავებს შეიძლება ჰქონდეს გასაღები სამყაროს სტრუქტურის გასაგებად. თეორიულად, სად და როგორ ყალიბდებიან ისინი პირდაპირ კავშირშია ბნელი მატერიის პირველ შაბლონებთან - უხილავი, იდუმალი ნივთიერება, რომელიც აღმოჩენილია გრავიტაციული გავლენით - და მათი სიცოცხლისა და სიკვდილის ციკლები იწვევს უკუკავშირს, რომელმაც გავლენა მოახდინა პირველი გალაქტიკების ფორმირებაზე. და რადგან ხანმოკლე სუპერმასიური ვარსკვლავები დაახლოებით 30-დან 300-ჯერ აღემატება ჩვენს მზეს (და მილიონობით ჯერ უფრო კაშკაშა), ეს პირველი ვარსკვლავები შეიძლება აფეთქდნენ სუპერნოვას სახით და შემდეგ დაინგრა შავი ხვრელების შესაქმნელად, რომლებმაც თანდათან დაიკავეს უმეტესობის ცენტრები. მასიური გალაქტიკები.

ამ ყველაფრის დანახვა, რა თქმა უნდა, დიდი წარმატებაა იმ ხელსაწყოებისთვის, რომლებიც აქამდე გავაკეთეთ. ახალი ინსტრუმენტებისა და კოსმოსური ხომალდების წყალობით, ჩვენ კიდევ უფრო მეტის ნახვას შევძლებთ.

ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის ტური

Webb ჰგავს ბრილიანტის ფორმის ჯოხს, რომელიც აღჭურვილია სქელი, მოხრილი ანძათა და იალქნებით - თუ იგი აშენებული იყო გიგანტური ბერილიუმის მჭამელი ფუტკრების მიერ. მზისკენ მიმართული ქვედა ნაწილით, ქვემოდან "ტიპი" შედგება ფარისგან - კაპტონის ფენებისგან, რომლებიც გამოყოფილია ჭრილებით. თითოეული ფენა გამოყოფილია ვაკუუმური უფსკრულით ეფექტური გაგრილებისთვის და ისინი ერთად იცავენ მთავარ რეფლექტორს და ინსტრუმენტებს.

კაპტონი არის დუპონის მიერ დამზადებული ძალიან თხელი პოლიმერული ფილა, რომელსაც შეუძლია შეინარჩუნოს სტაბილური მექანიკური თვისებები ექსტრემალური სიცხისა და ვიბრაციის პირობებში. თუ გსურთ, შეგიძლიათ ადუღოთ წყალი ფარის ერთ მხარეს, ხოლო მეორე მხარეს აზოტი თხევადი სახით შეინახოთ. ის ასევე საკმაოდ კარგად იკეცება, რაც მნიშვნელოვანია გაშვებისთვის.

გემის „კილი“ შედგება სტრუქტურისგან, რომელიც ინახავს მზის ფარს გაშვების დროს და მზის პანელებს ავტომობილის კვებისათვის. ცენტრში არის ყუთი, რომელიც შეიცავს ყველა კრიტიკულ მხარდაჭერის ფუნქციას, რომელიც აძლიერებს Webb-ს, მათ შორის სიმძლავრე, დამოკიდებულების კონტროლი, კომუნიკაციები, ბრძანება, მონაცემთა დამუშავება და თერმული კონტროლი. ანტენა ანათებს ყუთის იერს და ეხმარება დარწმუნდეთ, რომ ყველაფერი სწორი მიმართულებით არის ორიენტირებული. სითბოს ფარის ერთ ბოლოში, მასზე პერპენდიკულარულად, არის ბრუნვის ტრიმერი, რომელიც ანაზღაურებს აპარატზე ფოტონების მიერ განხორციელებულ წნევას.

ფარის კოსმოსურ მხარეს არის "იალქანი", გიგანტური ვებ სარკე, ოპტიკური აღჭურვილობის ნაწილი და ყუთი აღჭურვილობით. ბერილიუმის 18 ექვსკუთხა მონაკვეთი გაშვების შემდეგ გაიშლება და გახდება ერთი დიდი პირველადი სარკე, 6,5 მეტრის სიგანეზე.

ამ სარკის საპირისპიროდ, რომელიც დამაგრებულია სამი საყრდენით, არის მეორადი სარკე, რომელიც ამახვილებს შუქს პირველადი სარკედან უკანა ოპტიკურ ქვესისტემაში, სოლი ფორმის ყუთი, რომელიც ამოდის პირველადი სარკის ცენტრიდან. ეს სტრუქტურა აფერხებს მაწანწალა შუქს და მიმართავს შუქს მეორადი სარკიდან "ანძის" უკანა მხარეს მდებარე ინსტრუმენტებზე, რაც ასევე მხარს უჭერს პირველადი სარკის სეგმენტურ სტრუქტურას.

მას შემდეგ რაც მანქანა დაასრულებს ექსპლუატაციაში გაშვების ექვსთვიან პერიოდს, ის იმუშავებს 5-10 წლის განმავლობაში, შესაძლოა უფრო მეტხანს, საწვავის მოხმარებიდან გამომდინარე, მაგრამ ძალიან შორს იქნება შესაკეთებლად. სინამდვილეში, ჰაბლი გარკვეულწილად გამონაკლისია ამ მხრივ. მაგრამ ჰაბლისა და სხვა საერთო ობსერვატორიების მსგავსად, უების მისია იქნება მუშაობა კონკურენტულად შერჩეულ პროექტებთან მთელი მსოფლიოს მეცნიერებისგან. შედეგები შემდეგ იპოვის გზას კვლევასა და ინტერნეტში არსებულ მონაცემებში.

მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ ინსტრუმენტებს, რომლებიც შესაძლებელს ხდის მთელ ამ კვლევას.

ინსტრუმენტები: მხედველობის მიღმა

მიუხედავად იმისა, რომ ის რაღაცას ხედავს ვიზუალურ სპექტრში (წითელი და ოქროსფერი შუქი), Webb არის ფუნდამენტურად დიდი ინფრაწითელი ტელესკოპი.

მისი მთავარი თერმული გამოსახულება, ახლო ინფრაწითელი კამერა NIRCam,ხედავს 0,6-5,0 მიკრონის დიაპაზონში (ინფრაწითელთან ახლოს). მას შეეძლება აღმოაჩინოს ინფრაწითელი შუქი პირველივე ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების დაბადებიდან, ჩაატაროს კვლევები ახლომდებარე გალაქტიკებსა და ადგილობრივ ობიექტებზე, რომლებიც ტრიალებენ კოიპერის სარტყელში - ყინულოვანი სხეულების სივრცე, რომელიც ბრუნავს ნეპტუნის მიღმა, რომელიც ასევე შეიცავს პლუტონს და სხვა ჯუჯებს. პლანეტები.

NIRCam ასევე აღჭურვილია კორონაგრაფით, რომელიც კამერას საშუალებას მისცემს დააკვირდეს კაშკაშა ვარსკვლავების მიმდებარე თხელ ჰალოებს, ბლოკავს მათ დამაბრმავებელ შუქს - აუცილებელი ინსტრუმენტი ეგზოპლანეტების იდენტიფიცირებისთვის.

ახლო ინფრაწითელი სპექტროგრაფი მუშაობს იმავე ტალღის სიგრძის დიაპაზონში, როგორც NIRCam. სხვა სპექტროგრაფების მსგავსად, ის აანალიზებს ისეთი ობიექტების ფიზიკურ თვისებებს, როგორიცაა ვარსკვლავები, გამოყოფს მათ მიერ გამოსხივებულ შუქს სპექტრებად, რომელთა სტრუქტურა იცვლება ობიექტის ტემპერატურის, მასისა და ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით.

NIRSpec შეისწავლის ათასობით უძველეს გალაქტიკას ისეთი სუსტი ემისიებით, რომ ერთი სპექტროგრაფი ასობით საათი დასჭირდება სამუშაოს შესასრულებლად. ამ რთული ამოცანის გასამარტივებლად, სპექტროგრაფი აღჭურვილია შესანიშნავი მოწყობილობით: 62000 ინდივიდუალური ჟალუზების ბადე, თითოეული დაახლოებით 100 x 200 მიკრონი ზომის (ადამიანის რამდენიმე თმის სიგანე) და რომელთაგან თითოეული შეიძლება გაიხსნას და დაიხუროს ბლოკირებისთვის. ნათელი ვარსკვლავების შუქი. ამ მასივის საშუალებით NIRSpec იქნება პირველი კოსმოსური სპექტროგრაფი, რომელსაც შეუძლია ერთდროულად ასობით სხვადასხვა ობიექტის დაკვირვება.

მშვენიერი სახელმძღვანელო სენსორიდა უნაკლო სპექტროგრაფი (FGS-NIRISS) არსებითად ორი სენსორია შეფუთული ერთად. NIRISSმოიცავს ოთხ რეჟიმს, რომელთაგან თითოეული დაკავშირებულია სხვადასხვა ტალღის სიგრძესთან. ეს მერყეობს უნაკლო სპექტროსკოპიიდან, რომელიც ქმნის სპექტრს პრიზმის გამოყენებით და გრიზმის გამოყენებით, რომლებიც ერთად ქმნიან ჩარევის ნიმუშებს, რომლებსაც შეუძლიათ ეგზოპლანეტარული სინათლის გამოვლენა ვარსკვლავის შუქზე.

FGSარის სენსიტიური და მოუხამებელი კამერა, რომელიც იღებს ნავიგაციის სურათებს და გადასცემს მათ დამოკიდებულების კონტროლის სისტემებს, რომლებიც ტელესკოპს სწორი მიმართულებით უჩვენებენ.

Webb-ის უახლესი ინსტრუმენტი ავრცელებს მის დიაპაზონს ახლო ინფრაწითელიდან შუა ინფრაწითელ სპექტრამდე, რაც სასარგებლოა წითელ გადაადგილების ობიექტებზე, ასევე პლანეტებზე, კომეტებზე, ასტეროიდებზე, მზის გაცხელებულ მტვერზე და პროტოპლანეტურ დისკებზე დასაკვირვებლად. როგორც კამერა, ასევე სპექტროგრაფი, ეს ინსტრუმენტია MIRIმოიცავს ტალღის სიგრძის ყველაზე ფართო დიაპაზონს, 5-28 მიკრონი. მისი ფართოზოლოვანი კამერა შეძლებს გადაიღოს მეტი სახის სურათი, რომელიც ჩვენ გვიყვარს ჰაბლის შესახებ.

ასევე, ინფრაწითელ დაკვირვებებს მნიშვნელოვანი გავლენა აქვს სამყაროს გასაგებად. მტვერს და გაზს შეუძლია დაბლოკოს ვარსკვლავების ხილული შუქი ვარსკვლავურ სანერგეში, მაგრამ ინფრაწითელ სინათლეს არ შეუძლია. უფრო მეტიც, როდესაც სამყარო ფართოვდება და გალაქტიკები შორდებიან, მათი შუქი „იჭიმება“ და წითლად გადადის, გადადის ელექტრომაგნიტური ტალღების გრძელტალღოვან სპექტრში, როგორიცაა ინფრაწითელი. რაც უფრო შორს არის გალაქტიკა, მით უფრო სწრაფად იხევს ის უკან და მით უფრო დიდი ხდება მისი წითელ გადანაწილება - ეს არის Webb ტელესკოპის ღირებულება.

ინფრაწითელ სპექტრს ასევე შეუძლია მოგვაწოდოს უამრავი ინფორმაცია ეგზოპლანეტების ატმოსფეროს შესახებ და შეიცავს თუ არა ისინი სიცოცხლესთან დაკავშირებულ მოლეკულურ კომპონენტებს. დედამიწაზე წყლის ორთქლს, მეთანს და ნახშირორჟანგს „სათბურის გაზებს“ ვუწოდებთ, რადგან ისინი შთანთქავენ სითბოს. იმის გამო, რომ ეს ტენდენცია ყველგან არსებობს, მეცნიერებს შეუძლიათ გამოიყენონ Webb შორეული სამყაროების ატმოსფეროში ნაცნობი ნივთიერებების აღმოსაჩენად, ნივთიერებების შთანთქმის შაბლონებზე დაკვირვებით სპექტროგრაფების გამოყენებით.