Dikush dikur tha: krijuesit e Hubble duhet të ngrenë një monument në çdo qytet të madh në Tokë. Ai ka shumë merita. Për shembull, me ndihmën e këtij teleskopi, astronomët kanë bërë një fotografi të galaktikës shumë të largët UDFj-39546284. Në Janar 2011, shkencëtarët zbuluan se ajo ndodhet më larg se mbajtësi i rekordit të mëparshëm - UDFy -38135539 - me rreth 150 milion vjet dritë. Galaxy UDFj-39546284 është 13.4 miliardë vite dritë larg nga ne. Kjo do të thotë, Hubble pa yje që ekzistonin më shumë se 13 miliardë vjet më parë, 380 milion vjet pas Big Bang. Këto objekte ndoshta nuk janë "të gjalla" për një kohë të gjatë: ne shohim vetëm dritën e yjeve dhe galaktikave të vdekura prej kohësh.
Por për të gjitha meritat e tij, Teleskopi Hapësinor Hubble është teknologjia e mijëvjeçarit të kaluar: u lëshua në 1990. Sigurisht, teknologjia ka bërë hapa të mëdhenj ndër vite. Nëse teleskopi Hubble do të shfaqej në kohën tonë, aftësitë e tij do të kishin tejkaluar versionin origjinal në një mënyrë kolosale. Kështu lindi James Webb.
Pse "James Webb" është i dobishëm
Teleskopi i ri, si paraardhësi i tij, është gjithashtu një vëzhgues infra të kuqe në orbitë. Kjo do të thotë që detyra e tij kryesore do të jetë studimi i rrezatimit termik. Kujtoni që objektet e nxehta në një temperaturë të caktuar lëshojnë energji në spektrin infra të kuqe. Gjatësia e valës varet nga temperatura e ngrohjes: sa më e lartë të jetë, aq më e shkurtër është gjatësia e valës dhe aq më intensiv rrezatimi.
Sidoqoftë, ekziston një ndryshim konceptual midis teleskopëve. Hubble është në orbitë të ulët të Tokës, domethënë, orbiton Tokën në një lartësi prej rreth 570 km. James Webb do të lëshohet në një orbitë halo në pikën L2 Lagrange të sistemit Diell-Tokë. Ajo do të rrotullohet rreth Diellit, dhe, ndryshe nga situata me Hubble, Toka nuk do të ndërhyjë me të. Problemi lind menjëherë: sa më larg që një objekt të jetë nga Toka, aq më e vështirë është të kontaktosh me të, prandaj, aq më i lartë është rreziku për ta humbur atë. Prandaj, "James Webb" do të lëvizë rreth yllit në sinkron me planetin tonë. Në këtë rast, distanca e teleskopit nga Toka do të jetë 1.5 milion km në drejtim të kundërt nga Dielli. Për krahasim, distanca nga Toka në Hënë është 384,403 km. Kjo do të thotë, nëse pajisjet James Webb dështojnë, ka shumë të ngjarë të mos riparohen (përveç nga distanca, gjë që imponon kufizime serioze teknike). Prandaj, një teleskop premtues është bërë jo vetëm i besueshëm, por super i besueshëm. Kjo është pjesërisht për shkak të shtyrjes së vazhdueshme të datës së nisjes.
James Webb ka një ndryshim tjetër të rëndësishëm. Pajisjet do t'i lejojnë atij të përqëndrohet në objekte shumë të lashta dhe të ftohta që Hubble nuk mund t'i shihte. Në këtë mënyrë do të zbulojmë se kur dhe ku u shfaqën yjet e parë, kuazarët, galaktikat, grumbujt dhe super grupimet e galaktikave.
Gjetjet më interesante që mund të bëjë teleskopi i ri janë ekzoplanetet. Për të qenë më të saktë, ne po flasim për përcaktimin e densitetit të tyre, i cili do të na lejojë të kuptojmë se çfarë lloj objekti është para nesh dhe nëse një planet i tillë mund të jetë potencialisht i banueshëm. Me ndihmën e James Webb, shkencëtarët gjithashtu shpresojnë të mbledhin të dhëna mbi masat dhe diametrat e planetëve të largët, dhe kjo do të hapë të dhëna të reja rreth galaktikës së shtëpisë.
Pajisja e teleskopit do të lejojë zbulimin e ekzoplanetëve të ftohtë me temperatura sipërfaqësore deri në 27 ° C (temperatura mesatare në sipërfaqen e planetit tonë është 15 ° C)."James Webb" do të jetë në gjendje të gjejë objekte të tilla të vendosura në një distancë prej më shumë se 12 njësive astronomike (domethënë distanca nga Toka në Diell) nga yjet e tyre dhe larg Tokës në një distancë deri në 15 dritë vjet. Planet serioze kanë të bëjnë me atmosferën e planetëve. Teleskopët Spitzer dhe Hubble ishin në gjendje të mblidhnin informacione për rreth njëqind zarfa gazi. Sipas ekspertëve, teleskopi i ri do të jetë në gjendje të eksplorojë të paktën treqind atmosfera të ekzoplanetëve të ndryshëm.
Një pikë e veçantë që vlen të theksohet është kërkimi i popullatave yjore hipotetike të tipit III, të cilat duhet të përbëjnë brezin e parë të yjeve që u shfaqën pas Big Bang. Sipas shkencëtarëve, këto janë ndriçues shumë të rëndë me një jetë të shkurtër, të cilat, natyrisht, nuk ekzistojnë më. Këto objekte kishin një masë të madhe për shkak të mungesës së karbonit të kërkuar për reaksionin klasik termonuklear, në të cilin hidrogjeni i rëndë shndërrohet në helium të lehtë, dhe masa e tepërt shndërrohet në energji. Përveç gjithë kësaj, teleskopi i ri do të jetë në gjendje të studiojë në detaje vendet e pashkelura më parë ku lindin yjet, gjë që është gjithashtu shumë e rëndësishme për astronominë.
- Kërkimi dhe studimi i galaktikave më të lashta;
- Kërkoni për ekzoplanetë të ngjashëm me tokën;
- Zbulimi i popullatave yjore të tipit të tretë;
- Eksplorimi i "djepave të yjeve"
Karakteristikat e projektimit
Pajisja u zhvillua nga dy kompani amerikane - Northrop Grumman dhe Bell Aerospace. Teleskopi hapësinor James Webb është një kryevepër inxhinierike. Teleskopi i ri peshon 6, 2 ton - për krahasim, Hubble ka një masë prej 11 ton. Por nëse teleskopi i vjetër mund të krahasohet në madhësi me një kamion, atëherë ai i ri është i krahasueshëm me një fushë tenisi. Gjatësia e saj arrin 20 m, dhe lartësia e saj është e njëjtë me atë të një ndërtese trekatëshe. Pjesa më e madhe e teleskopit hapësinor James Webb është një mburojë e madhe dielli. Kjo është baza e të gjithë strukturës, e krijuar nga një film polimer. Nga njëra anë është e mbuluar me një shtresë të hollë alumini, dhe nga ana tjetër - silikoni metalik.
Mburoja e diellit ka disa shtresa. Boshllëqet midis tyre janë të mbushura me vakum. Kjo është e nevojshme për të mbrojtur pajisjet nga "goditja e nxehtësisë". Kjo qasje ju lejon të ftoni matricat tejndjeshme deri në –220 ° C, gjë që është shumë e rëndësishme kur bëhet fjalë për vëzhgimin e objekteve të largëta. Fakti është se, përkundër sensorëve të përsosur, ata nuk mund të shihnin objekte për shkak të detajeve të tjera "të nxehta" të "James Webb".
Në qendër të strukturës është një pasqyrë e madhe. Kjo është një "superstrukturë" që nevojitet për të përqendruar rrezet e dritës - pasqyra i drejton ato, duke krijuar një pamje të qartë. Diametri i pasqyrës kryesore të teleskopit James Webb është 6.5 m. Ai përfshin 18 blloqe: gjatë lëshimit të mjetit lëshues, këto segmente do të jenë në një formë kompakte dhe do të hapen vetëm pasi anija kozmike të ketë hyrë në orbitë. Çdo segment ka gjashtë qoshe për të shfrytëzuar sa më mirë hapësirën në dispozicion. Dhe forma e rrumbullakosur e pasqyrës lejon përqendrimin më të mirë të dritës në detektorë.
Për prodhimin e pasqyrës, u zgjodh berili - një metal relativisht i fortë me ngjyrë gri të lehtë, i cili, ndër të tjera, karakterizohet nga një kosto e lartë. Ndër avantazhet e kësaj zgjedhjeje është fakti që berili ruan formën e tij edhe në temperatura shumë të ulëta, gjë që është shumë e rëndësishme për mbledhjen e saktë të informacionit.
Instrumentet shkencore
Rishikimi i një teleskopi premtues do të ishte i paplotë nëse nuk përqendroheshim në instrumentet kryesore të tij:
MIRI. Kjo është një pajisje me rreze infra të kuqe. Ai përfshin një aparat fotografik dhe një spektograf. MIRI përfshin disa grupe detektorësh arsenik-silic. Falë sensorëve të kësaj pajisje, astronomët shpresojnë të marrin parasysh zhvendosjen në të kuqe të objekteve të largëta: yjet, galaktikat dhe madje edhe kometat e vogla. Zhvendosja e kuqe kozmologjike quhet një rënie në frekuencat e rrezatimit, e cila shpjegohet me distancën dinamike të burimeve nga njëri -tjetri për shkak të zgjerimit të Universit. Ajo që është më interesante është se nuk ka të bëjë vetëm me rregullimin e këtij apo atij objekti të largët, por me marrjen e një sasie të madhe të të dhënave në lidhje me vetitë e tij.
NIRCam, ose pranë kamerës infra të kuqe, është njësia kryesore e imazhit të teleskopit. NIRCam është një kompleks i sensorëve të merkurit-kadmium-Tellurium. Gama e punës e pajisjes NIRCam është 0.6-5 mikron. It'sshtë e vështirë të imagjinohet se cilat sekrete do të ndihmojë zbulimi i NIRCam. Shkencëtarët, për shembull, duan ta përdorin atë për të krijuar një hartë të materies së errët duke përdorur të ashtuquajturën metodë të lenteve gravitacionale, d.m.th. gjetja e mpiksjeve të lëndës së errët sipas fushës së tyre gravitacionale, të dukshme nga lakimi i trajektores së rrezatimit elektromagnetik aty pranë.
NIRSpec. Pa një spektograf të afërt me infra të kuqe, do të ishte e pamundur të përcaktoheshin vetitë fizike të objekteve astronomike, të tilla si masa ose përbërja kimike. NIRSpec mund të sigurojë spektroskopi me rezolucion të mesëm në rangun e gjatësisë së valës 1-5 μm dhe spektroskopi me rezolucion të ulët me gjatësi vale 0.6-5 μm. Pajisja përbëhet nga shumë qeliza me kontroll individual, i cili ju lejon të përqendroheni në objekte të veçanta, duke "filtruar" rrezatimin e panevojshëm.
FGS / NIRISS. Shtë një palë e përbërë nga një sensor i synimit të saktë dhe një pajisje imazhi me rreze infra të kuqe pranë me një spektograf të çarë. Falë sensorit të udhëzimit të saktë (FGS), teleskopi do të jetë në gjendje të përqëndrohet sa më saktë që të jetë e mundur, dhe falë NIRISS, shkencëtarët synojnë të kryejnë testet e para orbitale të teleskopit, të cilat do të japin një ide të përgjithshme të gjendjes së tij Me Besohet gjithashtu se pajisja e imazhit do të luajë një rol të rëndësishëm në vëzhgimin e planetëve të largët.
Formalisht, ata synojnë të përdorin teleskopin për pesë deri në dhjetë vjet. Sidoqoftë, siç tregon praktika, kjo periudhë mund të zgjatet pafundësisht. Dhe "James Webb" mund të na japë informacione shumë më të dobishme dhe thjesht interesante nga sa mund ta imagjinonte dikush. Për më tepër, tani është e pamundur të imagjinohet se çfarë lloj "përbindëshi" do të zëvendësojë "James Webb", dhe sa do të kushtojë ndërtimi i tij.
Në pranverën e vitit 2018, çmimi i projektit u rrit në një 9.66 miliardë dollarë të paimagjinueshëm. Për krahasim, buxheti vjetor i NASA -s është afërsisht 20 miliardë dollarë, dhe Hubble në kohën e ndërtimit ishte me vlerë 2.5 miliardë dollarë. Me fjalë të tjera, James Webb tashmë ka hyrë në histori si teleskopi më i shtrenjtë dhe një nga projektet më të shtrenjta në historinë e eksplorimit të hapësirës. Vetëm programi hënor, Stacioni Hapësinor Ndërkombëtar, anijet dhe sistemi global i pozicionimit GPS kushtojnë më shumë. Sidoqoftë, "James Webb" ka gjithçka përpara: çmimi i tij mund të rritet edhe më shumë. Dhe megjithëse ekspertë nga 17 vende morën pjesë në ndërtimin e tij, pjesa më e madhe e financimit ende qëndron mbi supet e Shteteve të Bashkuara. Me sa duket, kjo do të vazhdojë të jetë kështu.
