Dagen innan gjorde han ett tillkännagivande som återigen upprörde många forskare, förvirrade sina kort och nu kommer att leda till ökade utgifter för budgetmedel.

USA skjuter återigen, nu med nästan ett år, upp lanseringen av det efterlängtade James Webb Space Telescope-uppdraget.

NASA:s ledning sa att uppskjutningen sköts upp från 2019 till maj 2020, med hänvisning till ett antal tekniska problem och fel som kunde ha undvikits som orsak.

NASA har dock inget annat val, eftersom alla fel i designen måste korrigeras på marken, eftersom det, till skillnad från Hubble-teleskopet, inte kommer att finnas någon möjlighet att reparera teleskopet i omloppsbana.

"I grund och botten har vi bara en chans att få allt gjort innan vi går ut i rymden", säger Thomas Zurbuchen, NASA:s biträdande chef för vetenskap. "Nu ser det ut som att vi har möjlighet att göra det här innan vi passerar mållinjen."

I huvudsak är teleskoputrustningen för närvarande redan sammansatt i två separata delar. Den första är själva teleskopet, som består av en spegel med en diameter på 6,5 meter, sammansatt av 18 sexkantiga segment och fyra vetenskapliga instrument.

Den andra delen är servicedelen som innehåller kraftsystemen och solskyddet som ska vecklas ut i rymden och skapa en skugga lika stor som en tennisbana för att förhindra att teleskopet värms upp av solens strålar. Det var denna del, som tillverkas vid Northrop Grummans fabrik i Kalifornien, som hade allvarliga problem. Sålunda upptäcktes läckande ventiler i framdrivningssystemet och svårigheter under försöksutplaceringen av skyddsskölden.

"Vi gjorde några misstag," sa Zurbuchen. Det visade sig bland annat att skärmen, som består av fem lager Kapton, vid försöksutplacering revs sönder på flera ställen. Sammanlagt sju bristningar identifierades, varav två var mer än 10 cm långa.

Och kablarna som skulle hålla den spänd visade sig vara för svaga och kunde gå sönder i rymden.

NASA och Northrop Grumman vet redan hur man löser dessa problem, men att fixa dem kommer nu att kräva ytterligare månaders arbete.

Byrån beslutade att sammankalla en oberoende granskningsnämnd, ledd av NASA-veteranen Thomas Young, som kommer att övervaka teleskopets montering och skicka en rapport till kongressen under sommaren. Samtidigt gömmer sig byrån inte längre

att ytterligare arbete skulle kräva mer än de 8 miljarder dollar som tilldelats för uppdraget av kongressen.

NASA:s beslut har redan orsakat en stark reaktion från både vetenskapsmän och politiker. "Dagens tillkännagivande om att teleskopets lansering har försenats igen och kommer att kosta mer än 8 miljarder dollar är sorgligt och oacceptabelt... Dessa pågående förseningar och kostnadsöverskridanden undergräver förtroendet för NASA och dess huvudentreprenör Northrop Grumman. NASA måste hålla sina löften till skattebetalarna”, sade chefen för USA:s representanthuskommitté för vetenskap.

Med förväntade kostnadsöverskridanden fruktar forskare att Webb-teleskopet kan äventyra lanseringen av andra astronomiuppdrag, framför allt WFIRST-uppdraget (Wide Field Infrared Survey Telescope), som var planerat för 2020-talet.

"Webb kan vara teleskopet som dödar NASAs astrofysik," varnade Brian Keating, en kosmolog vid University of California, San Diego.

som redan 2010 kallade projektet för teleskopet som "äter astronomi."

Det senaste uppskjutandet av det långdragna och dyra uppdraget att ersätta rymdteleskopet Hubble kom inte som en stor överraskning. I februari kallade US Government Accountability Office i sin rapport lanseringen av uppdraget planerat för mars-juni "ganska ogenomförbart" och tillkännagav hotet om att överskrida budgeten.

James Webb-teleskopet, som ursprungligen var planerat att lanseras 2007, har en lång historia av lanseringsförseningar och kostnadsökningar. Utvecklingen av det nya teleskopet började redan 1996, kostnaden uppskattades till 500 miljoner dollar.

Huvudmålen för teleskopet bör vara kosmologisk forskning, frågor om stjärn- och planetbildning och sökandet efter planeter runt andra stjärnor. Det var planerat att ägna en betydande del av observationstiden till ansökningar från forskare som arbetar med andra ämnen.

Ögonblicket närmar sig, vilket alla astronomer i världen har väntat på i många år. Vi pratar om lanseringen av det nya rymdteleskopet James Webb, som anses vara ett slags efterträdare till den berömda Hubble.

Varför behövs rymdteleskop?

Innan vi börjar överväga de tekniska funktionerna, låt oss ta reda på varför rymdteleskop överhuvudtaget behövs och vilka fördelar de har jämfört med komplex som finns på jorden. Faktum är att jordens atmosfär, och särskilt vattenångan som finns i den, absorberar lejonparten av strålningen som kommer från rymden. Detta gör det förstås väldigt svårt att studera avlägsna världar.

Men atmosfären på vår planet med dess förvrängningar och molnighet, såväl som buller och vibrationer på jordens yta, är inte ett hinder för ett rymdteleskop. När det gäller det automatiska Hubble-observatoriet, på grund av frånvaron av atmosfäriskt inflytande, är dess upplösning ungefär 7–10 gånger högre än för teleskop som finns på jorden. Många fotografier av avlägsna nebulosor och galaxer som inte kan ses på natthimlen med blotta ögat togs tack vare Hubble. Under 15 års drift i omloppsbana fick teleskopet mer än en miljon bilder av 22 tusen himlaobjekt, inklusive många stjärnor, nebulosor, galaxer och planeter. Med hjälp av Hubble har i synnerhet forskare bevisat att processen för planetbildning sker nära de flesta av armaturerna i vår galax.

Men Hubble, som lanserades 1990, kommer inte att vara för evigt, och dess tekniska kapacitet är begränsad. Under de senaste decennierna har vetenskapen faktiskt gjort stora framsteg, och nu är det möjligt att skapa mycket mer avancerade enheter som kan avslöja många av universums hemligheter. James Webb kommer att bli just en sådan enhet.

James Webb kapacitet

Som vi redan har sett är en fullfjädrad studie av rymden utan enheter som Hubble omöjlig. Låt oss nu försöka förstå begreppet "James Webb". Denna enhet är ett orbitalt infrarött observatorium. Dess uppgift blir med andra ord att studera termisk strålning från rymdobjekt. Låt oss komma ihåg att alla kroppar, fasta och flytande, uppvärmda till en viss temperatur, avger energi i det infraröda spektrumet. I detta fall beror våglängderna som avges av kroppen på uppvärmningstemperaturen: ju högre temperatur, desto kortare våglängd och desto högre strålningsintensitet.

Bland de viktigaste uppgifterna för det framtida teleskopet är att upptäcka ljuset från de första stjärnorna och galaxerna som dök upp efter Big Bang. Detta är extremt svårt, eftersom ljus som rör sig över miljoner och miljarder år genomgår betydande förändringar. Således kan den synliga strålningen från en viss stjärna absorberas helt av ett dammmoln. När det gäller exoplaneter är det ännu svårare, eftersom dessa objekt är extremt små (av astronomiska mått förstås) och "dunkla". För de flesta planeter överstiger medeltemperaturen sällan 0°C, och i vissa fall kan den sjunka under –100°C. Det är mycket svårt att upptäcka sådana föremål. Men utrustningen installerad på James Webb-teleskopet kommer att göra det möjligt att identifiera exoplaneter vars yttemperaturer når 300 K (vilket är jämförbart med jordens indikator), som ligger längre än 12 astronomiska enheter från sina stjärnor och på ett avstånd av upp till 15 ljus år från oss.

Det nya teleskopet fick sitt namn efter den andra chefen för NASA. James Webb stod vid rodret för den amerikanska rymdorganisationen från 1961 till 1968. Det var på hans axlar som kontrollen över genomförandet av de första bemannade uppskjutningarna i rymden i USA låg. Han gjorde ett stort bidrag till Apollo-programmet, vars mål var att landa en man på månen.

Totalt kommer det att vara möjligt att observera planeter som ligger runt flera dussin stjärnor som "grannar" vår sol. Dessutom kommer "James Webb" att kunna se inte bara planeterna själva utan även deras satelliter. Med andra ord kan vi förvänta oss en revolution i studiet av exoplaneter. Och kanske inte ens ensam. Om vi ​​pratar om solsystemet, så kan det finnas nya viktiga upptäckter även här. Faktum är att teleskopets känsliga utrustning kommer att kunna upptäcka och studera föremål i systemet med en temperatur på –170°C.

Det nya teleskopets kapacitet kommer att göra det möjligt att förstå många av de processer som sker vid gryningen av universums existens – att undersöka dess själva ursprung. Låt oss överväga denna fråga mer detaljerat: som ni vet ser vi stjärnor som är 10 ljusår bort från oss exakt som de var för 10 år sedan. Följaktligen observerar vi objekt som är belägna på ett avstånd av mer än 13 miljarder ljusår eftersom de dök upp nästan omedelbart efter Big Bang, som tros ha inträffat för 13,7 miljarder år sedan. Instrumenten som är installerade på det nya teleskopet kommer att göra det möjligt att se 800 miljoner längre än Hubble, som satte rekord vid sin tid. Så det kommer att vara möjligt att se universum som det var bara 100 miljoner år efter Big Bang. Kanske kommer detta att förändra forskarnas idéer om universums struktur. Allt som återstår är att vänta på att teleskopet ska börja användas, vilket är planerat till 2019. Det förväntas att enheten kommer att vara i drift i 5–10 år, så det kommer att finnas gott om tid för nya upptäckter.

Allmän enhet

För att lansera James Webb vill de använda bärraketen Ariane 5, skapad av européer. I allmänhet, trots den amerikanska rymddepartementets dominerande roll, kan projektet kallas internationellt. Själva teleskopet har utvecklats av de amerikanska företagen Northrop Grumman och Ball Aerospace och totalt deltog experter från 17 länder i programmet. Förutom specialister från USA och EU har även kanadensare gjort betydande insatser.

Efter lanseringen kommer enheten att befinna sig i en gloriabana vid L2 Lagrange-punkten i Sun-Earth-systemet. Detta betyder att, till skillnad från Hubble, kommer det nya teleskopet inte att kretsa runt jorden: det konstanta "flimmer" från vår planet kan störa observationer. Istället kommer James Webb att kretsa runt solen. Samtidigt, för att säkerställa effektiv kommunikation med jorden, kommer den att röra sig runt stjärnan synkront med vår planet. Avståndet för James Webb från jorden kommer att nå 1,5 miljoner km: på grund av ett så stort avstånd kommer det inte att vara möjligt att modernisera eller reparera den som Hubble. Därför är tillförlitlighet i framkant av hela James Webbs koncept.

Men vad är det nya teleskopet? Före oss är en rymdfarkost som väger 6,2 ton. För att vara tydlig väger Hubble 11 ton - nästan dubbelt så mycket. Samtidigt var Hubble mycket mindre till storleken – den kan jämföras med en buss (det nya teleskopet är i längd jämförbart med en tennisbana och i höjd med ett trevåningshus). Den största delen av teleskopet är solskölden som är 20 meter lång och 7 meter bred. Det ser ut som en enorm lagertårta. För att göra skölden användes en speciell speciell polymerfilm, belagd med ett tunt lager av aluminium på ena sidan och metalliskt kisel på den andra. Hålrummen mellan värmesköldens skikt är fyllda med vakuum: detta komplicerar överföringen av värme till teleskopets "hjärta". Syftet med dessa steg är att skydda mot solljus och kyla ned teleskopets ultrakänsliga matriser till –220°C. Utan detta kommer teleskopet att bli "blindat" av det infraröda skenet från dess delar och du måste glömma bort det. observera avlägsna föremål.

Det som fångar ditt öga mest är det nya teleskopets spegel. Det är nödvändigt att fokusera ljusstrålar - spegeln rätar ut dem och skapar en tydlig bild, medan färgförvrängningar tas bort. James Webb kommer att få en huvudspegel med en diameter på 6,5 m. Som jämförelse är samma siffra för Hubble 2,4 m. Diametern på huvudspegeln för det nya teleskopet valdes av en anledning - det är precis vad som behövs för att mäta ljuset från de mest avlägsna galaxerna. Det måste sägas att teleskopets känslighet, såväl som dess upplösning, beror på storleken på spegelområdet (i vårt fall är det 25 m²), som samlar ljus från avlägsna rymdobjekt.

Till Webb-spegeln användes en speciell typ av beryllium, som är ett fint pulver. Den placeras i en behållare av rostfritt stål och pressas sedan till en platt form. Efter att ha tagit bort stålbehållaren skärs berylliumbiten i två delar, vilket gör spegelämnen, som var och en används för att skapa ett segment. Var och en av dem slipas och poleras och kyls sedan till en temperatur på –240 °C. Sedan klargörs segmentets dimensioner, dess slutliga polering sker och guld appliceras på den främre delen. Slutligen testas segmentet igen vid kryogena temperaturer.

Forskare övervägde flera alternativ för vad spegeln kunde vara gjord av, men till slut valde experterna beryllium, en lätt och relativt hård metall, vars kostnad är mycket hög. En av anledningarna till detta steg var att beryllium behåller sin form i kryogena temperaturer. Själva spegeln är formad som en cirkel - detta gör att ljuset kan fokuseras på detektorerna så kompakt som möjligt. Om James Webb till exempel hade en oval spegel skulle bilden bli långsträckt.
Huvudspegeln består av 18 segment, som öppnas efter att fordonet har skjutits upp i omloppsbana. Om den var solid skulle det helt enkelt vara fysiskt omöjligt att placera teleskopet på Ariane 5-raketen. Vart och ett av segmenten är sexkantigt, vilket gör att du kan utnyttja utrymmet på bästa sätt. Spegelelementen är guldfärgade. Guldplätering säkerställer den bästa reflektionen av ljus i det infraröda området: guld reflekterar effektivt infraröd strålning med en våglängd från 0,6 till 28,5 mikrometer. Tjockleken på guldskiktet är 100 nanometer, och den totala vikten av beläggningen är 48,25 gram.

Framför de 18 segmenten är en sekundär spegel installerad på ett speciellt fäste: den kommer att ta emot ljus från huvudspegeln och rikta det till vetenskapliga instrument som finns på enhetens baksida. Den sekundära spegeln är mycket mindre än den primära spegeln och har en konvex form.

Som fallet är med många ambitiösa projekt visade sig priset på James Webb-teleskopet vara högre än väntat. Från början planerade experter att rymdobservatoriet skulle kosta 1,6 miljarder dollar, men nya uppskattningar säger att kostnaden kan öka till 6,8 miljarder. På grund av detta ville de 2011 till och med överge projektet, men sedan beslutades det att återgå till genomförandet av det. . Och nu är "James Webb" inte i fara.

Vetenskapliga instrument

För att studera rymdobjekt är följande vetenskapliga instrument installerade på teleskopet:

- NIRCam (nära infraröd kamera)
- NIRSpec (nära-infraröd spektrograf)
- MIRI (mellaninfrarött instrument)
- FGS/NIRISS (Fine Guidance Sensor och Near-Infrared Imaging Device and Slitless Spectrograph)

James Webb Telescope / ©wikimedia

NIRCam

Den nära-infraröda kameran NIRCam är huvudbildenheten. Dessa är ett slags "huvudögon" hos teleskopet. Kamerans funktionsområde är från 0,6 till 5 mikrometer. Bilderna som tas av den kommer sedan att studeras med andra instrument. Det är med hjälp av NIRCam som forskare vill se ljuset från de tidigaste föremålen i universum vid gryningen av deras bildande. Dessutom kommer instrumentet att hjälpa till att studera unga stjärnor i vår galax, skapa en karta över mörk materia och mycket mer. En viktig egenskap hos NIRCam är närvaron av en koronagraf, som låter dig se planeter runt avlägsna stjärnor. Detta kommer att bli möjligt på grund av undertryckandet av ljuset från den senare.

NIRSpec

Med hjälp av en nära-infraröd spektrograf kommer det att vara möjligt att samla in information om både fysikaliska egenskaper hos föremål och deras kemiska sammansättning. Spektrografi tar mycket lång tid, men med hjälp av mikroslutarteknik kommer det att vara möjligt att observera hundratals objekt över ett himmelsområde på 3 × 3 bågminuter. Varje NIRSpec microgate-cell har ett lock som öppnas och stängs under påverkan av ett magnetfält. Cellen har individuell kontroll: beroende på om den är stängd eller öppen, tillhandahålls information om den del av himlen som studeras eller, omvänt, blockeras.

MIRI

Det mellaninfraröda instrumentet fungerar i intervallet 5–28 mikrometer. Den här enheten inkluderar en kamera med en sensor som har en upplösning på 1024x1024 pixlar, samt en spektrograf. Tre uppsättningar av arsenik-kiseldetektorer gör MIRI till det mest känsliga instrumentet i James Webb-teleskopets arsenal. Det förväntas att det mellaninfraröda instrumentet kommer att kunna skilja mellan nya stjärnor, många tidigare okända Kuiperbält-objekt, rödförskjutningen av mycket avlägsna galaxer och den mystiska hypotetiska planeten X (även känd som den nionde planeten i solsystemet) . Den nominella drifttemperaturen för MIRI är 7 K. Det passiva kylsystemet kan inte ensamt tillhandahålla detta: två nivåer används för detta. Först kyls teleskopet till 18 K med hjälp av ett pulsationsrör, och sedan sänks temperaturen till 7 K med hjälp av en adiabatisk strypvärmeväxlare.

FGS/NIRISS

FGS/NIRISS består av två instrument - en precisionspekande sensor och en nära-infraröd avbildare och en slitsfri spektrograf. Faktum är att NIRISS duplicerar funktionerna i NIRCam och NIRSpec. Enheten fungerar inom intervallet 0,8–5,0 mikrometer och kommer att upptäcka det "första ljuset" från avlägsna föremål genom att rikta utrustning mot dem. NIRISS kommer också att vara användbart för att upptäcka och studera exoplaneter. När det gäller FGS precisionspekningssensor kommer denna utrustning att användas för att rikta själva teleskopet för att kunna få bättre bilder. FGS-kameran låter dig skapa en bild från två angränsande områden på himlen, vars storlek är 2,4 × 2,4 bågminuter vardera. Den läser också information 16 gånger per sekund från små grupper på 8x8 pixlar: detta räcker för att identifiera motsvarande referensstjärna med 95 % sannolikhet var som helst på himlen, inklusive höga latituder.

Utrustningen som är installerad på teleskopet kommer att möjliggöra kommunikation av hög kvalitet med jorden och överföra vetenskapliga data med en hastighet av 28 Mbit/s. Som vi vet kan inte alla forskningsfordon skryta med denna förmåga. Den amerikanska Galileo-sonden överförde till exempel information med en hastighet av endast 160 bps. Detta hindrade dock inte forskare från att skaffa en enorm mängd information om Jupiter och dess satelliter.

Den nya rymdfarkosten lovar att bli en värdig efterträdare till Hubble och kommer att tillåta oss att svara på frågor som förblir ett förseglat mysterium än i dag. Bland de möjliga upptäckterna av "James Webb" är upptäckten av världar som liknar jorden och lämpar sig för boende. Data som erhållits av teleskopet kan vara användbara för projekt som överväger möjligheten av att det finns främmande civilisationer.

Idén om att bygga ett nytt kraftfullt rymdteleskop uppstod för nästan 20 år sedan, 1996, när amerikanska astronomer släppte HST and Beyond-rapporten, som diskuterade frågan om var astronomi skulle gå härnäst. Inte långt innan detta, 1995, upptäcktes den första exoplaneten nära en stjärna som liknar vår sol. Detta gjorde forskarvärlden upphetsad – det fanns trots allt en chans att en värld som liknar jorden kunde existera någonstans – så forskarna bad NASA att bygga ett teleskop som skulle vara lämpligt bland annat för att söka och studera exoplaneter. Det är här historien om "James Webb" börjar. Uppskjutningen av det här teleskopet har ständigt försenats (det var ursprungligen planerat att skicka det ut i rymden 2011), men nu verkar det nå hemsträckan. Redaktionell N+1 försökte ta reda på vad astronomer hoppas kunna lära sig med hjälp av Webb, och pratade med dem som skapar detta instrument.

Namnet James Webb gavs till teleskopet 2002, innan det kallades Next Generation Space Telescope, eller förkortat NGST, eftersom det nya instrumentet kommer att fortsätta forskningen som påbörjats av Hubble. Om "" utforskar universum främst i det optiska området och bara fångar de nära-infraröda och ultravioletta områdena, som gränsar till synlig strålning, kommer "James Webb" att koncentrera sig på den infraröda delen av spektrumet, där äldre och kallare objekt är synliga . Dessutom syftar uttrycket "nästa generation" på de avancerade teknologier och tekniska lösningar som kommer att användas i teleskopet.

Processen att göra en teleskopspegel

Fragment av en teleskopspegel

Processen att göra en teleskopspegel

Fragment av en teleskopspegel

Fragment av en teleskopspegel

Fragment av en teleskopspegel

Den kanske mest icke-standardiserade och komplexa av dem är James Webb huvudspegel med en diameter på 6,5 meter. Forskare bestämde sig för att inte bygga en större version av Hubble-spegeln eftersom den skulle väga för mycket, så de kom på en elegant lösning på situationen: de bestämde sig för att montera spegeln från 18 separata segment. Till dem användes den lätta och slitstarka metallen beryllium, på vilken ett tunt lager guld applicerades. Som ett resultat väger spegeln 705 kilo, medan dess yta är 25 kvadratmeter. Hubble-spegeln väger 828 kilo med en yta på 4,5 kvadratmeter.

En annan viktig komponent i teleskopet som har gett ingenjörer mycket problem på sistone är den utplacerbara värmeskölden som behövs för att skydda James Webb-instrumenten från överhettning. I låg omloppsbana om jorden, under solens direkta strålar, kan föremål värmas upp till 121 grader Celsius. James Webb-instrumenten är designade för att fungera vid ganska låga temperaturer, varför en värmesköld behövdes för att skydda dem från solen.

Det är i storlek jämförbart med en tennisbana, 21 x 14 meter, så det är omöjligt att skicka det till L2 Lagrange-punkten (som är där teleskopet kommer att fungera) i sin utvikta form. Det är här de största svårigheterna börjar - hur levererar man skölden till sin destination utan att skada den? Den mest logiska lösningen visade sig vara hopfälld under flygningens varaktighet och sedan utplacerad när James Webb var i driftpunkten.

Den yttre sidan av skölden, där antennen, omborddatorn, gyroskopen och solpanelen finns, kommer att värmas upp, som forskarna förväntar sig, till 85 grader Celsius. Men på "nattsidan", där de viktigaste vetenskapliga instrumenten finns, kommer det att vara frostigt: cirka 233 minusgrader. Fem lager av skölden kommer att ge värmeisolering - var och en är kallare än den föregående.

James Webb utplacerbar sköld

Vilka vetenskapliga instrument behöver skyddas så noggrant från solen? Det finns fyra av dem: den nära-infraröda kameran NIRCam, det mellaninfraröda instrumentet MIRI, den nära-infraröda spektrografen NIRSpec och FGS/NIRISS-systemet. På bilden nedan kan du tydligt se i vilket "ljus" de kommer att se universum:

Bilden visar räckvidden som teleskopets instrument kommer att fånga

Med hjälp av vetenskapliga instrument hoppas forskarna kunna svara på många grundläggande frågor. Först och främst rör de exoplaneter.

Även om Kepler-teleskopet hittills har upptäckt mer än 2 500 exoplaneter, finns densitetsuppskattningar för bara några hundra. Under tiden tillåter dessa uppskattningar oss att förstå vilken typ av planeten tillhör. Om den har låg densitet är det uppenbart att vi tittar på en gasjätte. Om himlakroppen har en hög densitet, är det troligtvis en stenig planet, som påminner om jorden eller Mars. Astronomer hoppas att James Webb kommer att hjälpa till att samla in mer data om planeternas massor och diametrar, vilket kommer att hjälpa till att beräkna deras densitet och bestämma deras typ.

NASA/Goddard Space Flight Center och Advanced Visualization Laboratory vid National Center for Supercomputing Applications

En annan viktig fråga gäller exoplaneternas atmosfärer. Hubble och Spitzer samlade in data om de gasformiga höljena på cirka hundra planeter. James Webbs verktyg kommer att öka detta antal minst tre gånger. Tack vare vetenskapliga instrument och olika observationslägen kommer astronomer att kunna bestämma närvaron av ett stort antal ämnen, inklusive vatten, metan och koldioxid - inte bara på stora planeter, utan också på jordiska planeter. Ett av observationsmålen kommer att vara där sju jordliknande planeter finns.

De största resultaten förväntas för unga, nybildade Jupiters, som fortfarande avger i infrarött ljus. I synnerhet i solsystemet, när massan av gasjättar minskar, ökar deras innehåll av metaller (grundämnen tyngre än väte och helium). Hubble visade en gång att inte alla planetsystem lyder denna lag, men det finns inget statistiskt tillförlitligt prov än - James Webb kommer att få det. Dessutom förväntas teleskopet också studera sub-Neptunes och super-jordar.

Ett annat viktigt mål för teleskopet kommer att vara antika galaxer. Idag vet vi redan ganska mycket om närliggande galaxer, men vi vet fortfarande väldigt lite om de som dök upp i det mycket unga universum. Hubble kan se universum som det var 400 miljoner år efter Big Bang, och Planck Observatory observerade kosmisk mikrovågsstrålning som dök upp 400 tusen år efter Big Bang. "James Webb" måste fylla gapet mellan dem och ta reda på hur galaxer såg ut under de första 3 procenten av den kosmiska historien.

Nu observerar astronomer ett direkt samband mellan storleken på en galax och dess ålder - ju äldre universum är, desto fler små galaxer innehåller det. Det är dock osannolikt att denna trend kommer att fortsätta, och forskare hoppas kunna fastställa någon form av "vändpunkt", för att hitta en nedre gräns för storleken på galaxer. Således vill astronomer svara på frågan om när de första galaxerna dök upp.

En separat punkt är studiet av molekylära moln och protoplanetära skivor. Tidigare kunde Spitzer bara titta in i solsystemets omedelbara närhet. Webb är mycket känsligare och kommer faktiskt att kunna se den andra kanten av Vintergatan, såväl som dess mitt.

James Webb kommer också att leta efter hypotetiska Population III-stjärnor - det här är mycket tunga föremål där det nästan inte finns några grundämnen som är tyngre än helium, väte och litium. Det antas att stjärnor av denna typ ska bildas efter Big Bang.

Ett par interagerande galaxer som kallas "antenner"

Idag är James Webb planerad att lanseras i juni 2019. Teleskopet förväntades till en början lanseras i rymden tidigt på våren, men uppdraget försenades flera månader på grund av tekniska problem. Christine Pulliam, biträdande vetenskaplig chef för projektet, svarade på frågor N+1 om själva teleskopet och svårigheterna i dess konstruktion.

Jag ställer förmodligen den självklara frågan, men vad gör James Webb unik?

Webb kommer att tillåta oss att se universum som vi aldrig har sett det förut. Den kommer att utföra observationer i det infraröda området, det vill säga vid andra våglängder än Hubble, och kommer att kunna se längre än Spitzer, och in i andra områden än Herschel. Det kommer att fylla i luckorna och hjälpa till att skapa en helhetsbild av universum. Omfattande observationer i det infraröda området kommer att hjälpa oss att se begynnande stjärnor och planeter. De första galaxerna kommer äntligen att avslöjas för oss, och detta kommer att hjälpa till att sammanfoga hela den kosmologiska historien. Vissa tycker om att säga att teleskop är tidsmaskiner, och det är ett väldigt bra uttryck. När vi tittar ut i rymden ser vi det förflutna eftersom ljuset tar tid att nå jorden. Vi kommer att se universum när det var extremt ungt - och detta kommer att hjälpa oss att förstå hur vi kom till och hur universum fungerar. Om vi ​​pratar om något som ligger närmare mänskligheten kommer vi att se hur stjärnor uppstod, hur exoplaneter bildades och vi kommer till och med att kunna karakterisera deras atmosfärer.

Ja, frågan om atmosfären på avlägsna planeter oroar många människor. Vilka resultat förväntar du dig att få?

Vi hade uppdrag som Kepler som letade efter kandidater. Tack vare dem känner vi idag till tusentals exoplaneter. Nu ska James Webb titta på redan kända föremål och utforska deras atmosfärer. I synnerhet gäller detta jätteplaneter – himlakroppar i storlek mellan Neptunus och super-Jupiters. Det är oerhört viktigt för oss att förstå hur sådana objekt bildas, hur de utvecklas och hur systemen de ingår i är. Om vi ​​till exempel ser ett system med flera planeter är det viktigt för oss att avgöra om det kan finnas vatten där och var vi ska leta efter det.

Egentligen definiera den beboeliga zonen?

Exakt. Det kommer att vara annorlunda för olika stjärnor. James Webb kommer att hjälpa oss karakterisera avlägsna planeter och förstå hur unikt vårt hem är.

Teleskopets uppdrag förväntas pågå i cirka tio år. Men vilka är de verkliga prognoserna? Vi minns alla Voyagers, som fortfarande är i drift och skickar data till jorden, även om ingen planerade detta.

Verktyget har en beräknad livslängd på fem år, och vi hoppas att det kan hålla så länge. Om vi ​​ger mer vågade uppskattningar så är det här tio år. Vi är begränsade av mängden kylvätska vi har för att hålla teleskopsystemen igång. Jag tror inte att James Webb kommer att kunna överleva 29 år som Hubble.

Ja, James Webb kommer att vara för långt från jorden, vid den andra Lagrange-punkten. Tror du att tekniken i framtiden gör att vi kan flyga till ett teleskop och reparera det om det går sönder?

Denna möjlighet kan inte uteslutas. I det här fallet har teleskopet ett fäste för en robotarm som kan installeras på Webb. Underhåll av teleskopet var dock inte planerat från första början, så du ska inte sätta alltför stora förhoppningar på detta. Med tanke på att instrumentet bara kommer att fungera i 5-10 år är det osannolikt att vi hinner kliva tillräckligt fram för att skicka en rymdfarkost till den.

Kommer James Webb att kunna arbeta tillsammans med andra rymdfarkoster? Till exempel föreslår Space and Astronomy Center vid University of Colorado att skapa en extern koronagraf för det. 2013 pratade man om eventuellt samarbete med teleskopet – finns det några sådana planer i verkligheten?

Jag skulle inte säga att vi för närvarande överväger en sådan möjlighet. Om jag inte har fel så är Webb Cash ansvarig för detta projekt, men det finns även ett annat stjärnsköldsprojekt, samt flera andra grupper som skapar liknande verktyg. Det finns för närvarande inga konkreta planer på att länka James Webb till ett annat instrument, även om det hypotetiskt skulle kunna fungera tillsammans med vilket rymdobservatorium som helst.

Hur planerar du att fördela observationstiden?

Nu skickar astronomer från hela världen sina förslag till oss och efter att de har granskats får vi en grov plan. Det finns en "garanterad observationstid" reserverad för forskarna som hjälper till att designa och bygga James Webb idag, ett slags tack för deras arbete. Dessa forskare kommer att studera galaxer och exoplaneter, till exempel planeterna i TRAPPIST-systemet. Dels väljer vi våra mål själva för att testa funktionerna hos James Web. När vi byggde teleskopet började vi precis tänka på exoplaneter, men nu är detta ett mycket lovande område inom astronomi, och vi måste ta reda på hur vi kan använda James Webb för att studera planeter utanför solsystemet. Det är precis vad de team som ska genomföra observationer under det första året kommer att göra. Till hösten kommer det att bli känt vad vi kommer att "se" det första året.

Hubble Ultra Deep Field

Varför skjuts lanseringsdatumen tillbaka igen? Det ryktas om ekonomiska problem och problem med spegelsystemet.

Faktum är att Webb är ett mycket svårt teleskop, och det är första gången vi löser ett så komplext problem. Enheten har flera huvudkomponenter: speglar, instrument, en enorm sköld och kylmekanismer. Alla dessa element måste byggas och testas, kombineras, testas igen - det tar naturligtvis tid. Vi måste också se till att vi gjorde allt korrekt, att alla delar passar ihop, att lanseringen kommer att bli framgångsrik och att alla delar kommer att distribueras korrekt. Förseningar uppstår på grund av det stora antalet steg och behovet av noggrann verifiering.

Det vill säga, nu genomförde du tester, och insåg att du inte passade in i det ursprungliga schemat?

Ja. Faktum är att vi fortfarande har mycket reservtid. Vi visste först att allt skulle bli bra, men vi erkände att förberedelserna av någon anledning kan bli försenade. När vi är redo att skjuta upp fordonet måste vi dessutom komma överens om ett specifikt datum med ESA, som äger Ariane-raketen. Så vi tänkte - vad är det för bråttom?

Berätta för oss vilka tester teleskopet måste och klarar?

OTISS-systemet (Optical Telescope and Instrument Assembly) testades nyligen vid Lyndon Johnson Space Center. Den kyldes till extremt låga driftstemperaturer och all optik och själva teleskopet testades. Forskare tog nyligen bort systemet från dess kylkammare, värmde upp det igen, och nu kommer OTISS att resa till Kaliforniens Redando Beach Space Park, där det kommer att anslutas till en solskärm. Dessutom pågår nu arbetet med själva skölden, specialister genomför många kontroller. När alla element är fästa på skölden kommer den att vikas och vikas upp för att säkerställa att den fungerar felfritt, och sedan kommer andra tester att utföras, inklusive ett test av vibrationen som teleskopet kommer att stöta på när det flyger på en raket. Att sjösätta i rymden är ett stort test för ett fordon, så ingenjörer vill vara säkra på att alla dess komponenter kommer att överleva flygningen. Forskare kommer sedan att förbereda James Webb för uppskjutning, lasta den på en pråm och flyga den till en rymdhamn i Franska Guyana någon gång i början av 2019.

Hur är det med resten av verktygen? Så vitt jag vet har du inte nämnt allt. Har de redan förkontrollerats?

Ja, de har redan klarat alla tester och är nu installerade på teleskopet. Dessa är separata instrument som kommer att genomföra många vetenskapliga studier - en spektrograf som studerar himlen i mitten av IR-området, en kamera. Dessutom har alla verktyg olika lägen, så vi måste kolla om de verkligen fungerar som vi tänkt. Detta är mycket viktigt - du måste "skaka" enheten och se till att betraktningsvinkeln förblir densamma.

När ska vi förvänta oss de första resultaten?

Troligtvis kommer de första uppgifterna först i slutet av nästa år eller i början av 2020. Mellan lanseringen och mottagandet av den första informationen kommer cirka sex månader att gå. Under denna tid kommer teleskopet att fällas ut och vi ser till att det har öppnats och fungerar normalt. Sedan kommer enheterna att behöva kylas ner, detta kommer att ta ganska lång tid. På jorden har James Webb rumstemperatur, men när vi skjuter upp den i rymden måste vi vänta tills dess instrument når driftstemperaturer. Sedan kommer vi att sätta dem i drift: ett antal "träningsövningar" har nu planerats - flera rutinobservationer och kontroller av olika driftlägen, som kommer att se till att allt fungerar som det ska. Eftersom vi inte har något lanseringsdatum och som ett resultat av det inte vet vad som kommer att falla in i teleskopets synfält, har ett specifikt objekt inte valts ut för observation. Troligtvis kommer vi att kalibrera teleskopinstrumenten på någon avlägsen stjärna. Allt detta är interna processer – först måste vi se till att vi kan se vad som helst.

Men efter att vi har försäkrat oss om att alla instrument fungerar, kommer vi att fortsätta direkt till de vetenskapliga experimenten. Ett team av forskare som är specialiserade på bildspråk kommer att avgöra vilka mål som kommer att se riktigt fängslande ut och fängsla publiken. Arbetet kommer att utföras av samma konstnärer som arbetat med Hubblebilderna – personer med många års erfarenhet av att bearbeta astronomiska bilder. Dessutom kommer ytterligare utrustningstester att genomföras.

Efter att de första bilderna släppts kommer vi att ha lite över ett år på oss för vetenskapliga observationer. De inkluderar redan kända program för att studera mycket avlägsna galaxer, kvasarer, exoplaneter och Jupiter. Sammantaget kommer astronomer att observera allt de kan, från områden med aktiv stjärnbildning till is i protoplanetära skivor. Dessa studier är viktiga för oss alla: resten av forskarsamhället kommer att kunna se resultaten från andra team och förstå vart de ska gå härnäst.

Kristina Ulasovich

James Webb-teleskopet är ett orbitalt infrarött observatorium som ska ersätta det berömda rymdteleskopet Hubble.

Detta är en mycket komplex mekanism. Arbetet med det har pågått i cirka 20 år! James Webb kommer att ha en kompositspegel på 6,5 meter i diameter och kosta cirka 6,8 miljarder dollar. Som jämförelse är diametern på Hubble-spegeln "bara" 2,4 meter.

Låt oss se?

1. James Webb-teleskopet bör placeras i en gloriabana vid Lagrange-punkten L2 i Sun-Earth-systemet. Och det är kallt i rymden. Här visas tester utförda den 30 mars 2012 för att undersöka förmågan att motstå de kalla temperaturerna i utrymmet. (Foto av Chris Gunn | NASA):

2. James Webb kommer att ha en kompositspegel 6,5 meter i diameter med en samlingsyta på 25 m². Är detta mycket eller lite? (Foto av Chris Gunn):

3. Jämför med Hubble. Hubble (vänster) och Webb (höger) speglar i samma skala:

4. Fullskalig modell av rymdteleskopet James Webb i Austin, Texas, 8 mars 2013. (Foto av Chris Gunn):

5. Teleskopprojektet är ett internationellt samarbete mellan 17 länder, ledd av NASA, med betydande bidrag från de europeiska och kanadensiska rymdorganisationerna. (Foto av Chris Gunn):

6. Inledningsvis var lanseringen planerad till 2007, men sköts senare upp till 2014 och 2015. Det första segmentet av spegeln installerades dock på teleskopet först i slutet av 2015, och den huvudsakliga kompositspegeln var inte färdigmonterad förrän i februari 2016. (Foto av Chris Gunn):

7. Ett teleskops känslighet och dess upplösning är direkt relaterad till storleken på spegelområdet som samlar upp ljus från föremål. Forskare och ingenjörer har bestämt att primärspegelns minsta diameter måste vara 6,5 ​​meter för att kunna mäta ljus från de mest avlägsna galaxerna.

Att helt enkelt göra en spegel som liknar Hubble-teleskopets, men större, var oacceptabelt, eftersom dess massa skulle vara för stor för att skjuta upp teleskopet i rymden. Teamet av forskare och ingenjörer behövde hitta en lösning så att den nya spegeln skulle ha 1/10 av massan av Hubble-teleskopspegeln per ytenhet. (Foto av Chris Gunn):

8. Inte bara här blir allt dyrare från den första uppskattningen. Således översteg kostnaden för James Webb-teleskopet de ursprungliga uppskattningarna med minst 4 gånger. Teleskopet var planerat att kosta 1,6 miljarder dollar och lanseras 2011, men enligt nya uppskattningar kan kostnaden bli 6,8 miljarder dollar, med uppskjutningen inte ske tidigare än 2018. (Foto av Chris Gunn):

9. Detta är en nära-infraröd spektrograf. Den kommer att analysera en rad källor, som kommer att ge information om både de fysikaliska egenskaperna hos de föremål som studeras (till exempel temperatur och massa) och deras kemiska sammansättning. (Foto av Chris Gunn):

Teleskopet kommer att göra det möjligt att upptäcka relativt kalla exoplaneter med en yttemperatur på upp till 300 K (vilket är nästan lika med temperaturen på jordens yta), belägna längre än 12 AU. det vill säga från deras stjärnor, och långt från jorden på ett avstånd av upp till 15 ljusår. Mer än två dussin stjärnor närmast solen kommer att falla in i den detaljerade observationszonen. Tack vare James Webb förväntas ett verkligt genombrott inom exoplanetologi - teleskopets kapacitet kommer att vara tillräcklig inte bara för att upptäcka själva exoplaneterna, utan även satelliterna och spektrallinjerna på dessa planeter.

11. Ingenjörsprov i kammaren. teleskoplyftssystem, 9 september 2014. (Foto av Chris Gunn):

12. Research of mirrors, 29 september 2014. Segmentens hexagonala form valdes inte av en slump. Den har en hög fyllningsfaktor och har sjätte ordningens symmetri. En hög fyllnadsfaktor gör att segmenten passar ihop utan mellanrum. Tack vare symmetri kan de 18 spegelsegmenten delas in i tre grupper, i var och en av dem är segmentinställningarna identiska. Slutligen är det önskvärt att spegeln har en form nära cirkulär - för att fokusera ljuset på detektorerna så kompakt som möjligt. En oval spegel skulle till exempel ge en långsträckt bild, medan en fyrkantig spegel skulle skicka mycket ljus från det centrala området. (Foto av Chris Gunn):

13. Rengöring av spegeln med koldioxidtorris. Ingen gnuggar med trasor här. (Foto av Chris Gunn):

14. Kammare A är en gigantisk vakuumtestkammare som kommer att simulera yttre rymden under testning av James Webb-teleskopet, 20 maj 2015. (Foto av Chris Gunn):

17. Storleken på vart och ett av spegelns 18 sexkantiga segment är 1,32 meter från kant till kant. (Foto av Chris Gunn):

18. Själva spegelns massa i varje segment är 20 kg, och massan för hela det sammansatta segmentet är 40 kg. (Foto av Chris Gunn):

19. En speciell typ av beryllium används för spegeln i James Webb-teleskopet. Det är ett fint pulver. Pulvret placeras i en behållare av rostfritt stål och pressas till en platt form. När stålbehållaren har tagits bort, skärs berylliumbiten på mitten för att göra två spegelämnen med en diameter på cirka 1,3 meter. Varje spegelblank används för att skapa ett segment. (Foto av Chris Gunn):

20. Sedan slipas ytan på varje spegel ner för att ge den en form nära den beräknade. Efter detta jämnas och poleras spegeln noggrant. Denna process upprepas tills formen på spegelsegmentet är nära ideal. Därefter kyls segmentet till en temperatur av -240 °C, och segmentets dimensioner mäts med en laserinterferometer. Sedan genomgår spegeln, med hänsyn till den mottagna informationen, slutlig polering. (Foto av Chris Gunn):

21. När segmentet har bearbetats beläggs spegelns framsida med ett tunt lager av guld för att bättre reflektera infraröd strålning i intervallet 0,6-29 mikron, och det färdiga segmentet testas igen vid kryogena temperaturer. (Foto av Chris Gunn):

22. Arbete med teleskopet i november 2016. (Foto av Chris Gunn):

23. NASA slutförde monteringen av rymdteleskopet James Webb 2016 och började testa det. Detta är ett foto från 5 mars 2017. Vid långa exponeringar ser teknikerna ut som spöken. (Foto av Chris Gunn):

26. Dörren till samma kammare A från det 14:e fotografiet, där yttre rymden simuleras. (Foto av Chris Gunn):

28. De nuvarande planerna kräver att teleskopet ska skjutas upp på en Ariane 5-raket våren 2019. På frågan om vad forskare förväntar sig att lära av det nya teleskopet, sa projektledaren John Mather: "Förhoppningsvis hittar vi något som ingen vet något om." UPD. James Webb-teleskopets uppskjutning har skjutits upp till 2020.(Foto av Chris Gunn).

Webb kommer att titta in i det nära- och mellaninfraröda spektrumet, med hjälp av sin position vid L2-punkten bakom månen och solsköldar som blockerar solens, jordens och månens påträngande ljus, vilket gynnsamt påverkar kylningen av enheten. Forskare hoppas kunna se universums allra första stjärnor, bildandet och kollisionen av unga galaxer och födelsen av stjärnor i protoplanetära system - som kan innehålla livets kemiska komponenter.

Dessa första stjärnor kan ha nyckeln till att förstå universums struktur. Teoretiskt sett är var och hur de bildas direkt relaterat till de första mönstren av mörk materia - ett osynligt, mystiskt ämne som upptäcks av gravitationspåverkan - och deras cykler av liv och död orsakar återkoppling som påverkade bildandet av de första galaxerna. Och eftersom kortlivade supermassiva stjärnor är ungefär 30 till 300 gånger massan av vår sol (och miljoner gånger ljusare), kunde dessa första stjärnor ha exploderat som supernovor och sedan kollapsat och bildat svarta hål, som gradvis ockuperade centra för de flesta massiva galaxer.

Att se allt detta är verkligen en bedrift för de verktyg vi har gjort hittills. Tack vare nya instrument och rymdfarkoster kommer vi att kunna se ännu mer.

Rundtur på rymdteleskopet James Webb

Webb ser ut som en diamantformad flotte, utrustad med en tjock, böjd mast och segel – om den byggts av gigantiska berylliumätande bin. Riktad med sin nedre del mot solen, består "flotten" underifrån av en sköld - lager av Kapton, åtskilda av slitsar. Varje lager separeras av ett vakuumgap för effektiv kylning och tillsammans skyddar de huvudreflektorn och instrumenten.

Kapton är en mycket tunn (tänk människohår) polymerfilm tillverkad av DuPont som kan bibehålla stabila mekaniska egenskaper under förhållanden med extrem värme och vibrationer. Om du vill kan du koka upp vatten på ena sidan av skölden och hålla kvävet i flytande form på den andra. Den fälls också ihop ganska bra, vilket är viktigt för sjösättning.

Fartygets "köl" består av en struktur som lagrar solskyddet under sjösättning och solpaneler för att driva fordonet. I mitten finns en låda som innehåller alla viktiga stödfunktioner som driver Webb, inklusive kraft, attitydkontroll, kommunikation, kommando, databehandling och termisk kontroll. Antennen lyser upp lådans utseende och hjälper till att se till att allt är orienterat i rätt riktning. I ena änden av värmeskölden, vinkelrätt mot den, finns en vridmomenttrimmer, som kompenserar för trycket som utövas av fotoner på enheten.

På rymdsidan av skölden finns ett "segel", en gigantisk Webb-spegel, en del av den optiska utrustningen och en låda med utrustning. De 18 sexkantiga berylliumsektionerna kommer att vecklas ut efter lanseringen för att bli en stor primär spegel, 6,5 meter i diameter.

Mittemot denna spegel, som hålls på plats av tre stöd, finns en sekundär spegel som fokuserar ljuset från den primära spegeln in i det bakre optiska subsystemet, en kilformad låda som sticker ut från den primära spegelns mitt. Denna struktur avleder ströljus och riktar ljus från den sekundära spegeln till instrument placerade på baksidan av "masten", som också stöder den segmenterade strukturen av den primära spegeln.

När fordonet har avslutat sin sex månader långa driftsättningsperiod kommer det att fungera i 5-10 år, kanske längre, beroende på bränsleförbrukning, men kommer att vara för långt borta för att kunna repareras. Faktum är att Hubble är något av ett undantag i detta avseende. Men precis som Hubble och andra delade observatorier kommer Webbs uppdrag att vara att arbeta med konkurrenskraftigt utvalda projekt från forskare runt om i världen. Resultaten kommer sedan att leta sig in i forskningen och data som finns tillgängliga online.

Låt oss ta en närmare titt på verktygen som gör all denna forskning möjlig.

Instrument: utom synhåll

Även om den ser något i det visuella spektrumet (rött och guldljus), är Webb ett fundamentalt stort infrarött teleskop.

Dess huvudsakliga värmekamera, nära-infraröd kamera NIRCam, ser i intervallet 0,6-5,0 mikron (nära infraröd). Den kommer att kunna upptäcka det infraröda ljuset från födelsen av de allra första stjärnorna och galaxerna, genomföra undersökningar av närliggande galaxer och lokala objekt som susar genom Kuiperbältet - en vidd av isiga kroppar som kretsar bortom Neptunus, som också innehåller Pluto och andra dvärgar. planeter.

NIRCam är också utrustad med en koronagraf som gör att kameran kan observera den tunna gloria som omger ljusa stjärnor och blockerar deras bländande ljus - ett viktigt verktyg för att identifiera exoplaneter.

Den nära-infraröda spektrografen arbetar i samma våglängdsområde som NIRCam. Liksom andra spektrografer analyserar den de fysikaliska egenskaperna hos objekt som stjärnor, och separerar ljuset de avger i spektra, vars struktur förändras beroende på objektets temperatur, massa och kemiska sammansättning.

NIRSpec kommer att studera tusentals forntida galaxer med emission så svag att en enda spektrograf kommer att behöva hundratals timmar för att göra jobbet. För att förenkla denna skrämmande uppgift är spektrografen utrustad med en anmärkningsvärd anordning: ett rutnät med 62 000 individuella persienner, var och en cirka 100 gånger 200 mikron i storlek (bredden på några människohår) och som var och en kan öppnas och stängas för att blockera ljuset från ljusare stjärnor. Med denna array kommer NIRSpec att vara den första rymdspektrografen som kan observera hundratals olika objekt samtidigt.

Fin guidningssensor och en slitslös spektrograf (FGS-NIRISS) är i huvudsak två sensorer förpackade tillsammans. NIRISS inkluderar fyra moder, var och en associerad med olika våglängder. Dessa sträcker sig från slitsfri spektroskopi, som skapar ett spektrum med hjälp av ett prisma och ett gitter som kallas grism, som tillsammans skapar interferensmönster som kan avslöja exoplanetärt ljus mot stjärnans bakgrundsljus.

FGSär en känslig och oblinkande kamera som tar navigeringsbilder och överför dem till attitydkontrollsystem som håller teleskopet i rätt riktning.

Webbs senaste instrument utökar sitt intervall från det nära-infraröda till mittinfraröda spektrumet, vilket är användbart för att observera rödförskjutningsobjekt såväl som planeter, kometer, asteroider, soluppvärmt damm och protoplanetära skivor. Detta instrument är både en kamera och en spektrograf MIRI täcker det bredaste intervallet av våglängder, 5-28 mikron. Dess bredbandskamera kommer att kunna ta fler av de typer av bilder vi älskar med Hubble.

Dessutom har infraröda observationer viktiga implikationer för att förstå universum. Damm och gas kan blockera synligt ljus från stjärnor i en stellar barnkammare, men infrarött ljus kan inte. Dessutom, när universum expanderar och galaxer flyttas isär, "sträcks" deras ljus och blir rödförskjutet, och rör sig in i det långvågiga spektrumet av elektromagnetiska vågor som infrarött. Ju längre bort en galax är, desto snabbare drar den sig tillbaka och desto större blir dess rödförskjutning - det är värdet på Webb-teleskopet.

Det infraröda spektrumet kan också ge en mängd information om exoplaneternas atmosfärer och om de innehåller molekylära komponenter som är associerade med liv. På jorden kallar vi vattenånga, metan och koldioxid för "växthusgaser" eftersom de absorberar värme. Eftersom denna trend gäller överallt kan forskare använda Webb för att upptäcka välbekanta ämnen i atmosfären i avlägsna världar genom att observera ämnenas absorptionsmönster med hjälp av spektrografer.