У астрономов большие планы на космический телескоп James Webb (JWST) за 10 миллиардов долларов. Его запуск назначен на март 2021 года. Телескоп будет выяснять происхождение Вселенной, искать свет первых галактик и изучать экзопланеты.
Высокая разрешающая способность JWST обеспечивается его главным зеркалом диаметром 6,5 метров. Это почти в три раза больше диаметра телескопа Hubble. Внешне оно похоже на соты и состоит из 18 лёгких бериллиевых шестиугольников. Для фокусировки зеркала используются 108 небольших двигателей, которые поворачивают сегменты с шагом около 10 нанометров (толщина человеческого волоса примерно 80 000 нанометров). Зеркало будет собирать в 50 раз больше света, чем способен нынешний инфракрасный космический телескоп NASA Spitzer. Благодаря внушительному общему размеру главного зеркала и золотому покрытию сегментов, которое лучше отражает инфракрасное излучение, James Webb сможет заглянуть дальше, чем любой его предшественник. «Телескоп — это машина времени», — говорит нобелевский лауреат и ведущий учёный проекта Джон Мазер (John Mather).
Над созданием телескопа работали около десяти тысяч астрофизиков, инженеров и химиков. Джон Мазер занимался этим дольше всех, с 1996 года. Он возглавлял группу учёных в Центре Космических Полётов NASA имени Годдарда (Мэриленд), которая определила десять технологий, которые в то время ещё не существовали, но были необходимы для создания телескопа.
Специально для James Webb инженеры сконструировали теплозащитный экран размером с теннисный корт, который защитит зеркала и научные приборы от перегрева. Больше всего тепла телескоп будет получать в виде инфракрасного излучения в основном от Солнца. Рабочая температура некоторых научных приборов и оптики телескопа составляет 7 кельвин (это всего семь градусов выше абсолютного нуля).Теплозащитный экран — ключевой элемент в системе охлаждения. Он будет отделять ту сторону обсерватории, которая всегда обращена к Солнцу (её температура будет около 110 градусов Цельсия) от стороны, направленной в глубокий космос, на которой расположены научные приборы (её минимальная температура будет приблизительно -237 градусов Цельсия).
Это создаст пассивное охлаждение, благодаря чему приборы ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam, NIRSpec, FGS/NIRISS) будут стабильно работать — для их работы достаточно -234 градусов Цельсия, а вот прибору MIRI требуется -266 градусов Цельсия, и поддерживать эту температуру поможет собственная система охлаждения, основанная на криогенном гелиевом оборудовании. Сам теплозащитный экран состоит из пяти тонких слоёв каптона (прочного и гибкого пластика) с покрытием из металла и, как и вся конструкция телескопа, будет запущен в сложенном виде. Поэтому очень важно, чтобы теплозащитный экран правильно развернулся в космосе.
Первоначально на JWST было выделено финансирование в размере 500 миллионов долларов, а запуск был назначен на 2007 год. В процессе создания телескопа проект столкнулся с техническими проблемами, необходимостью в дополнительном финансировании и многократным переносом сроков. В конце августа 2019 года инженеры завершили сборку телескопа, а в октябре провели успешные испытания развёртывания теплозащитного экрана.
Теперь телескоп находится на финишной прямой, его ждут заключительные вибрационные испытания, имитирующие запуск в космос, и последний цикл развёртывания и сложения. Ввиду того, что диаметр главного зеркала James Webb значительно шире, чем ракета, на которой он будет запущен, инженерам нужно будет провести последнее испытание сложения и развёртывания всей конструкции телескопа. Запуск James Webb назначен на 2021 год, в космос его выведет европейская ракета-носитель Ariane 5 с космодрома во Французской Гвиане.
James Webb будет работать на гало-орбите вокруг точки Лагранжа L2 системы Солнце — Земля, в 1 500 000 километров от Земли, в дальней стороне от Солнца. Он будет передавать до 57 гигабайт данных в день в течение десяти лет и искать ответы на многие вопросы астрономов.
Источник: wired.com
nasa.gov
wired.com
Перевод: Black Sahara