새로운 제임스 웹 망원경이 출시되었습니다. 제임스 웹 망원경의 첫 번째 목표 발표

제임스 웹 우주 망원경. 신용: NASA.

JWST(James Webb Space Telescope)는 아직 임무를 시작하려면 멀었지만 반짝이는 금빛 거울은 이미 상징적인 지위를 얻었습니다. 이 분할 거울은 곤충의 눈을 닮았으며, 미래에 "눈"이 라그랑주점(L2)에서 작업을 시작하면 인류에게 우주에 대한 자세한 데이터를 제공할 것입니다. 망원경의 거울은 이미 조립되어 고다드 우주 비행 센터의 무균실에 보관되어 있어 망원경이 임무를 시작할 때 어떤 모습일지 미리 엿볼 수 있습니다.

JWST나 그 기능, 임무에 대해 아무것도 모르더라도, 보는 것만으로도 감동을 받을 것입니다. 이것이 첨단 기술을 지닌 독특한 장비임이 분명합니다. 사실 예술의 예라고 착각할 수도 있다. 안타깝게도 덜 매력적인 창작물을 본 적이 있습니다. 현대 미술, 당신은요?

물론 JWST가 이전 버전인 허블 우주 망원경을 능가할 것이라는 사실을 많은 분들이 알고 계실 것입니다. 그리고 이것은 허블이 1990년 4월에 발사되었다는 사실을 고려하면 꽤 이해할 수 있습니다. 하지만 JWST는 정확히 어떻게 허블을 이길 수 있으며, 주요 목표는 무엇입니까?

JWST 임무의 주요 목표는 네 가지 영역으로 나눌 수 있습니다.

1. 타임머신에 비유할 수 있는 적외선 관측. 그들은 우리에게 130억 년 이상 전에 우주에서 형성된 최초의 별과 은하를 엿볼 수 있게 해줍니다.
2. 밝은 나선 은하와 타원 은하뿐만 아니라 더 희미한 초기 은하에 대한 비교 연구.
3. 우주 탐사를 통해 가스와 먼지 구름을 뚫고 별과 행성의 형성을 연구할 수 있습니다.
4. 외계 행성과 그 대기에 대한 연구와 그곳의 바이오마커 발견.

즉, 사람들이 기술적, 과학적 진보를 당연한 것으로 여기는 시대에도 이것은 상당히 인상적인 목록입니다. 그러나 이러한 계획된 목표와 함께 의심할 여지 없이 놀라운 일이 있을 것입니다. 이것이 어리석은 일이라고 생각하지만 어쨌든 시도해 봅시다.

우리는 지구상의 생물 발생 과정이 매우 빠르게 일어났다고 믿지만 불행히도 비교할 것이 없습니다. 먼 외계 행성과 그 대기를 연구할 때 비유를 찾을 수 있을까요? 생명체 출현에 필요한 조건을 밝힐 수 있을까요? 믿을 수 없을 것 같지만 누가 알겠습니까?

우리는 우주가 팽창하고 있다고 확신하며 이에 대한 꽤 설득력 있는 증거가 있습니다. 이 과정에 대해 새로운 것을 배울 수 있나요? 아니면 암흑물질이나 암흑에너지, 그리고 그것이 초기 우주의 생명에서 어떤 역할을 했는지 밝혀주는 무언가를 찾을 수 있을까요?

물론, 흥미진진하기 위해 모든 것이 놀랍기만 할 필요는 없습니다. 확인할 수 있는 증거 찾기 현대 이론또한 흥미 롭습니다. 그리고 “제임스 웹”은 우리에게 이러한 증거를 제공해야 합니다.

JWST가 허블 망원경보다 뛰어난 성능을 발휘할 수 있다는 데에는 의심의 여지가 없습니다. 그러나 한두 세대의 사람들에게 허블은 언제나 특별한 자리를 차지하게 될 것입니다. 그는 유명한 Deep Field 임무 동안 그리고 물론 과학 연구를 통해 성운, 은하 및 기타 물체에 대한 숨막히는 이미지로 우리 중 많은 사람들을 놀라게 하고 흥미를 끌었습니다. 허블은 아마도 유명인의 지위를 얻은 최초의 망원경일 것입니다.

James Webb은 아마도 허블이 획득한 특별한 지위를 결코 받지 못할 것입니다. "비틀즈는 오직 하나만 있을 수 있다" 또는 "유일무이한 것"과 같은 것입니다. 그러나 JWST는 훨씬 더 강력한 도구가 될 것이며 허블에서는 볼 수 없었던 많은 것을 우리에게 밝혀줄 것입니다.

모든 것이 계획대로 진행된다면 JWST는 인류 전체를 위한 기념비적인 기술적 성과가 될 것입니다. 가스와 먼지 구름을 뚫고 들여다볼 수 있는 능력, 또는 시간을 거슬러 올라가 우주의 초기 시절을 보여주는 능력은 강력한 과학 도구가 될 것입니다.

제임스 웹 우주 망원경(JWST)은 허블 우주 망원경을 대체할 것으로 예상되는 궤도 적외선 관측소입니다. 망원경은 2014년에 발사될 예정이다.

차세대 우주 망원경(NGST)을 만들겠다는 아이디어는 1996년 여름 미국의 주요 천문학자들과 천체물리학자들이 포함된 미국 항공우주국(NASA) 특별위원회 회의에서 처음 발표되었습니다. 2002년 9월 10일, NASA의 Sean O'Keefe 국장은 새로운 망원경이 미국 망원경의 창시자 중 한 사람의 이름을 따게 될 것이라고 발표했습니다. 달 프로그램 1961년 2월부터 1968년 10월까지 NASA를 이끌었던 제임스 에드윈 웹(James Edwin Webb, 1906~1992)의 '아폴로'.

James Webb 디자인에는 직경 6.5미터(허블 거울 직경 2.4미터)의 거대한 거울과 테니스 코트 크기의 차광막이 포함되어 있습니다. 거울과 방패는 크기 때문에 접혀서 발사체에 전달되며, 망원경이 우주로 발사된 후 펼쳐집니다.

허블과 제임스 웹의 주요 차이점은 작동 범위입니다. 허블의 장비는 적외선, 가시광선, 자외선에서 정보를 수집하는 반면 제임스 웹은 주로 적외선에서 작동합니다. 이런 점에서 이 망원경은 NASA가 2003년 8월 25일 발사한 세계 최대 규모의 우주 기반 적외선 관측소인 스피처(Spitzer)의 후속 제품으로도 볼 수 있다.

망원경은 다음 위치에 위치할 예정입니다. 대기권 밖우리 행성에서 150만km 떨어진 라그랑주 지점 L2에 있습니다. 그 안에서 지구는 조명이 없는 쪽이 L2를 향하고 있기 때문에 관찰을 방해하지 않고 햇빛을 거의 완전히 가립니다. 지구와 태양의 중력은 이 두 천체에 비해 망원경의 상대적인 부동성을 보장합니다. James Webb의 위치를 ​​약간 변경하여 방사선 안전 구역을 벗어나는 것을 방지하는 작업은 수정 엔진을 사용하여 수행됩니다. 지구의 그림자 속에 있으면 인공적인 냉각 없이도 망원경이 작동할 수 있습니다.

제임스 웹의 주요 목적은 빅뱅 이후 형성된 최초의 별과 은하를 발견하고, 은하, 별, 행성계의 형성과 발달, 생명의 기원뿐만 아니라 빅뱅과 우리 우주의 연관성을 연구하는 것입니다. 은하계. 이것이 망원경의 적외선 작동 모드의 이유입니다. 우주에서 가장 먼 고대 물체는 광학 범위에서 감지할 수 없습니다.

망원경에는 중적외선 범위(MIRI) 작업 장치, 근적외선 범위 카메라(NIRCam), 근적외선 범위 분광기(Near-Infrared) 등 우주 탐사를 위한 다양한 장비가 있습니다. 분광기, NIRSpec), 맞춤형 필터(미세 유도 센서/조정 가능한 필터 이미저, FGS/TFI)가 있는 정밀 유도 센서(관측 대상에 대한).

처음에는 제임스 웹의 제작 비용이 5억 달러에 불과할 것으로 추정되었습니다. 이는 허블 제작 비용의 3배에 달하는 비용입니다. 현재 망원경 사업비는 40억~45억 달러에 이른다. NASA 국장 Michael Griffin에 따르면 위기 상황에서 일부 우주 프로그램에 대한 자금이 삭감되었음에도 불구하고 James Webb 프로젝트는 계속해서 미국 항공 우주 행정부의 주요 우선 순위 중 하나입니다.

Webb은 달 뒤의 L2 지점에 있는 자신의 위치와 태양, 지구, 달의 침입광을 차단하여 장치 냉각에 유익한 영향을 미치는 태양광 보호막의 도움을 받아 근적외선 및 중적외선 스펙트럼을 들여다볼 것입니다. 과학자들은 우주의 첫 번째 별, 젊은 은하의 형성과 충돌, 생명의 화학적 구성 요소를 포함할 수 있는 원시 행성계에서 별의 탄생을 보기를 희망합니다.

이 첫 번째 별은 우주의 구조를 이해하는 열쇠를 쥐고 있을 수 있습니다. 이론적으로 이들이 형성되는 장소와 방법은 중력 영향으로 감지되는 보이지 않는 신비한 물질인 암흑 물질의 최초 모델과 직접적인 관련이 있으며, 암흑 물질의 삶과 죽음의 순환은 원인이 됩니다. 피드백, 이는 최초의 은하의 형성에 영향을 미쳤습니다. 그리고 수명이 짧은 초대질량 별은 우리 태양 질량의 약 30~300배(그리고 수백만 배 더 밝음)이기 때문에, 이 첫 번째 별은 초신성으로 폭발한 다음 붕괴하여 블랙홀을 형성했을 수 있으며, 블랙홀은 점차적으로 대부분의 중심을 차지합니다. 거대한 은하.

이 모든 것을 보는 것은 확실히 우리가 지금까지 만든 도구의 위업입니다. 새로운 장비와 우주선 덕분에 우리는 더 많은 것을 볼 수 있게 될 것입니다.

제임스 웹 우주 망원경 투어

Webb는 거대한 베릴륨을 먹는 꿀벌이 만든 경우 두껍고 구부러진 돛대와 돛을 갖춘 다이아몬드 모양의 뗏목처럼 보입니다. 아래 부분이 태양을 향하도록 하는 아래의 "뗏목"은 슬릿으로 분리된 Kapton 층의 방패로 구성됩니다. 각 레이어는 효율적인 냉각을 위해 진공 간격으로 분리되어 있으며, 함께 메인 반사경과 기기를 보호합니다.

Kapton은 DuPont에서 생산한 매우 얇은(사람의 머리카락과 같은) 고분자 필름으로 안정성을 유지할 수 있습니다. 기계적 성질극도의 열과 진동이 있는 환경에서. 원할 경우 쉴드 한쪽에서 물을 끓이고 다른 쪽에서는 질소를 액체 형태로 유지할 수 있습니다. 또한 꽤 잘 접혀서 발사에 중요합니다.

우주선의 "용골"은 발사 중에 태양광 보호막을 저장하는 구조와 차량에 전력을 공급하는 태양광 패널로 구성됩니다. 중앙에는 전력, 자세 제어, 통신, 명령, 데이터 처리 및 열 제어를 포함하여 Webb에 전력을 공급하는 모든 중요한 지원 기능이 포함된 상자가 있습니다. 안테나가 장식한다 모습상자를 통해 모든 것이 올바른 방향으로 향하도록 도와줍니다. 열 차폐 장치의 한쪽 끝에는 직각으로 장치에 광자가 가하는 압력을 보상하는 토크 트리머가 있습니다.

쉴드의 우주 측면에는 "돛", 거대한 Webb 거울, 광학 장비의 일부 및 장비가 들어 있는 상자가 있습니다. 18개의 육각형 베릴륨 섹션은 발사 후 펼쳐져 직경 6.5m의 하나의 대형 주 거울이 됩니다.

세 개의 지지대에 의해 고정된 이 거울 반대편에는 주 거울의 빛을 후방 광학 하위 시스템으로 집중시키는 보조 거울이 있습니다. 이 보조 거울은 주 거울의 중앙에서 튀어나온 쐐기 모양의 상자입니다. 이 구조는 미광을 편향시키고 보조 거울의 빛을 주 거울의 분할된 구조를 지지하는 "마스트" 후면에 있는 기구로 전달합니다.

차량이 6개월의 시운전 기간을 마치면 연료 소비량에 따라 5~10년 동안 작동할 수 있지만 수리하기에는 너무 먼 시간이 소요됩니다. 사실, 허블은 이 점에서 다소 예외적입니다. 그러나 허블 및 기타 공유 관측소와 마찬가지로 Webb의 임무는 전 세계 과학자들이 경쟁적으로 선택한 프로젝트와 협력하는 것입니다. 그 결과는 온라인에서 이용 가능한 연구 및 데이터로 활용될 것입니다.

이 모든 연구를 가능하게 하는 도구에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

악기 : 눈에 띄지 않음

Webb은 시각적 스펙트럼(빨간색과 금색 빛)에서 무언가를 볼 수 있지만 근본적으로 큰 적외선 망원경입니다.

주요 열화상 카메라, 근적외선 카메라 근적외선캠, 0.6-5.0 미크론 범위(적외선 근처)를 봅니다. 최초의 별과 은하의 탄생에서 나오는 적외선을 감지하고 근처 은하계와 카이퍼 벨트(명왕성과 다른 왜성을 포함하는 해왕성 너머 궤도를 도는 얼음 덩어리)를 통해 분주하게 움직이는 지역 물체에 대한 조사를 수행할 수 있습니다. 행성.

NIRCam에는 코로나그래프도 장착되어 있어 카메라가 밝은 별 주위의 얇은 후광을 관찰하여 눈부신 빛을 차단할 수 있습니다. 필요한 도구외계 행성을 식별하기 위해.

근적외선 분광기는 NIRCam과 동일한 파장 범위에서 작동합니다. 다른 분광기와 마찬가지로 분석합니다. 물리적 특성별과 같은 물체는 방출되는 빛을 스펙트럼으로 나누고, 그 구조는 물체의 온도, 질량 및 화학적 구성에 따라 달라집니다.

NIRSpec은 방출이 너무 약해서 분광기 한 대가 작업을 수행하는 데 수백 시간이 필요한 수천 개의 고대 은하를 연구할 것입니다. 이 어려운 작업을 단순화하기 위해 분광기에는 놀라운 장치가 장착되어 있습니다. 62,000개의 개별 블라인드로 구성된 그리드는 각각 크기가 약 100 x 200 마이크론(사람 머리카락 몇 개 너비)이고 각 블라인드를 열고 닫아 차단할 수 있습니다. 더 밝은 별의 빛. 이 배열을 사용하면 NIRSpec은 수백 개의 서로 다른 물체를 동시에 관찰할 수 있는 최초의 공간 분광기가 될 것입니다.

미세 유도 센서무슬릿 분광기(FGS-NIRISS)는 본질적으로 함께 패키지된 두 개의 센서입니다. 니리스 4가지 모드가 포함되어 있으며 각각 다른 파장과 연관되어 있습니다. 여기에는 프리즘과 그리즘이라고 불리는 격자를 사용하여 스펙트럼을 생성하는 무슬릿 분광학이 포함되며, 이는 함께 별의 빛에 대해 외계 행성의 빛을 드러낼 수 있는 간섭 패턴을 생성합니다.

F.G.S.항법 사진을 찍어 망원경이 올바른 방향을 가리키도록 하는 자세 제어 시스템으로 전송하는 민감하고 깜박이지 않는 카메라입니다.

Webb의 최신 장비는 근적외선에서 중적외선 스펙트럼까지 범위를 확장하여 적색편이 물체는 물론 행성, 혜성, 소행성, 태양열 먼지 및 원시 행성 원반을 관찰하는 데 유용합니다. 카메라이자 분광기인 이 기기는 미리 5~28미크론의 가장 넓은 파장 범위를 포괄합니다. 광대역 카메라는 허블에 대해 우리가 좋아하는 이미지를 더 많이 포착할 수 있을 것입니다.

또한 적외선 관측은 우주를 이해하는 데 중요한 의미를 갖습니다. 먼지와 가스는 별의 보육원에 있는 별의 가시광선을 차단할 수 있지만 적외선은 차단할 수 없습니다. 더욱이, 우주가 팽창하고 은하계가 멀어짐에 따라 그 빛은 "늘어지고" 적색편이되어 적외선과 같은 전자기파의 장파장 스펙트럼으로 이동합니다. 은하가 멀리 떨어져 있을수록 더 빠르게 후퇴하고 적색편이가 더 커집니다. 이것이 웹 망원경의 가치입니다.

적외선 스펙트럼은 또한 외계 행성의 대기와 생명체와 관련된 분자 구성 요소가 포함되어 있는지 여부에 대한 풍부한 정보를 제공할 수 있습니다. 지구에서는 수증기, 메탄, 이산화탄소를 부른다. 온실 가스" 열을 흡수하기 때문이죠. 이러한 추세는 모든 곳에서 적용되기 때문에 과학자들은 Webb을 사용하여 분광기를 사용하여 물질의 흡수 패턴을 관찰함으로써 먼 세계의 대기에서 친숙한 물질을 감지할 수 있습니다.

조리개가 1센티미터씩 증가하고 관찰 시간이 1초씩 증가하며 망원경의 시야에서 대기 소음의 원자가 추가로 제거될 때마다 우주는 더 잘, 더 깊고, 더 명확하게 보일 것입니다.

허블의 25년

1990년에 허블 망원경이 작동하게 되었을 때, 그것은 발견했습니다. 새로운 시대천문학에서 - 우주. 더 이상 대기와 싸울 필요가 없고, 구름이나 전자기 깜박임에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 필요한 것은 위성을 목표물쪽으로 돌리고 안정화하고 광자를 수집하는 것뿐이었습니다. 25년 이내에 우주 망원경은 전체 전자기 스펙트럼을 확장하기 시작하여 처음으로 모든 파장의 빛에서 우주를 볼 수 있게 되었습니다.

그러나 우리의 지식이 늘어남에 따라 미지의 것에 대한 이해도 늘어납니다. 우리가 우주를 더 깊이 들여다볼수록 우리는 더 멀리 보게 됩니다. 빅뱅 이후의 유한한 시간과 유한한 빛의 속도가 결합되어 우리가 관찰할 수 있는 것에 한계가 있습니다. 더욱이, 공간의 팽창 자체가 우리에게 불리하게 작용하여 별이 우주를 가로질러 우리 눈을 향해 이동할 때 별이 늘어나게 됩니다. 우리가 지금까지 발견한 우주의 가장 깊고 장엄한 이미지를 제공하는 허블 우주 망원경조차도 이 점에서는 한계가 있습니다.

허블의 단점

허블은 놀라운 망원경이지만 몇 가지 근본적인 한계가 있습니다.

• 직경이 2.4m에 불과해 제한적입니다.
• 반사 소재로 코팅되었음에도 불구하고 지속적으로 직사광선에 노출되어 뜨거워집니다. 이는 열 효과로 인해 1.6미크론 이상의 빛 파장을 관찰할 수 없음을 의미합니다.
• 제한된 조리개와 민감한 파장의 조합으로 인해 망원경은 5억년보다 오래되지 않은 은하계를 볼 수 있습니다.

이 은하들은 아름답고 멀리 떨어져 있으며, 우주 나이가 현재 나이의 약 4%에 불과했을 때 존재했습니다. 그러나 별과 은하계는 훨씬 더 일찍부터 존재했던 것으로 알려져 있습니다.

보려면 감도가 더 높아야 합니다. 이는 더 긴 파장과 더 많은 파장으로 이동하는 것을 의미합니다. 저온허블보다. 이것이 제임스 웹 우주 망원경이 만들어지는 이유입니다.

과학에 대한 전망

제임스 웹 우주 망원경(JWST)은 이러한 한계를 정확하게 극복하도록 설계되었습니다. 직경이 6.5m인 이 망원경은 허블보다 7배 더 많은 빛을 수집할 수 있습니다. 이는 600nm에서 6미크론(허블이 볼 수 있는 파장의 4배)까지 고해상도 초분광법의 가능성을 열어 이전보다 더 높은 감도로 스펙트럼의 중적외선 영역을 관찰할 수 있게 해줍니다. JWST는 명왕성 표면 온도에 대한 수동 냉각을 사용하며 중적외선 장비를 7K까지 능동적으로 냉각할 수 있습니다. James Webb 망원경을 사용하면 이전에 누구도 해본 적이 없는 방식으로 과학을 수행할 수 있습니다.

이는 다음을 허용합니다:

• 지금까지 형성된 최초의 은하계를 관찰하십시오.
• 중성 가스를 통해 관찰하고 최초의 별과 우주의 재이온화를 조사합니다.
• 빅뱅 이후 형성된 최초의 별(인구 III)에 대한 분광 분석을 수행합니다.
• 우주 최초의 퀘이사 발견과 같은 놀라운 놀라움을 경험해 보세요.

JWST의 과학 연구 수준은 과거와 비교할 수 없을 만큼 뛰어나며, 이것이 바로 망원경이 2010년대 NASA의 주력 임무로 선정된 이유입니다.

과학적 걸작

기술적인 관점에서 볼 때 새로운 James Webb 망원경은 진정한 예술 작품입니다. 프로젝트는 큰 진전을 이루었습니다. 예산 초과, 일정 지연 및 프로젝트 취소 위험이 있었습니다. 새로운 경영진이 개입한 후 모든 것이 바뀌었습니다. 프로젝트는 갑자기 시계처럼 진행되었고 자금이 할당되었으며 오류, 실패 및 문제가 고려되었으며 JWST 팀은 모든 마감일, 일정 및 예산 한도를 충족하기 시작했습니다. 이 장치의 발사는 2018년 10월 Ariane 5 로켓을 통해 발사될 예정입니다. 팀은 일정을 따를 뿐만 아니라 모든 우발 상황을 고려하여 해당 날짜까지 모든 것이 조립되고 준비되도록 9개월의 시간을 갖습니다.

제임스 웹 망원경은 4개의 주요 부분으로 구성됩니다.

광학 블록

모든 거울이 포함되어 있으며, 그 중 가장 효과적인 것은 18개의 기본 분할 금도금 거울입니다. 그들은 먼 별빛을 수집하고 분석을 위해 장비에 초점을 맞추는 데 사용됩니다. 이제 이 모든 거울은 완벽하고 완벽하게 일정대로 완료되었습니다. 일단 조립되면 컴팩트한 구조로 접혀 지구에서 L2 라그랑주 지점까지 100만km 이상 떨어진 거리로 발사된 다음 자동으로 펼쳐져 앞으로 수년 동안 초고광도를 수집하는 벌집 구조를 형성하게 됩니다. 이것은 정말 아름다운 일이며 많은 전문가들의 엄청난 노력의 성공적인 결과입니다.

근적외선 카메라

Webb에는 100% 준비된 4가지 과학 장비가 장착되어 있습니다. 망원경의 주 카메라는 가시 주황색 광선부터 심적외선까지의 근적외선 카메라입니다. 이는 가장 초기의 별, 아직 형성 중인 가장 어린 은하, 은하수와 인근 은하의 젊은 별, 카이퍼 벨트에 있는 수백 개의 새로운 물체에 대한 전례 없는 이미지를 제공할 것입니다. 다른 별 주위의 행성을 직접 이미징하는 데 최적화되어 있습니다. 이것은 대부분의 관찰자가 사용하는 기본 카메라가 될 것입니다.

근적외선 분광기

이 도구는 빛을 개별 ​​파장으로 분리할 뿐만 아니라 동시에 100개 이상의 개별 물체에 대해 이 작업을 수행할 수 있습니다! 이 장치는 3가지 다른 분광 모드로 작동할 수 있는 범용 "Webba" 분광기입니다. 제작되었지만 탐지기 및 멀티 게이트 배터리를 포함한 많은 구성 요소는 우주 비행 센터에서 제공되었습니다. 고다드 (NASA). 이 장치는 테스트를 마쳤으며 설치할 준비가 되었습니다.

중적외선 기기

이 장비는 광대역 이미징에 사용되며 이는 Webb의 모든 장비에서 가장 인상적인 이미지를 생성한다는 의미입니다. 와 함께 과학적 요점비전을 갖고 있다면 어린 별 주위의 원시행성 원반을 측정하고, 전례 없는 정밀도로 카이퍼 벨트 물체와 별빛에 의해 가열된 먼지를 측정하고 이미징하는 데 가장 유용할 것입니다. 이는 7K까지 극저온 냉각 기능을 갖춘 유일한 장비가 될 것입니다. 스피처 우주 망원경과 비교하면 결과가 100배 향상됩니다.

근적외선 무슬릿 분광기(NIRISS)

이 장치를 사용하면 다음을 생성할 수 있습니다.

• 근적외선 파장 영역(1.0 - 2.5 µm)의 광각 분광법;
• 가시광선 및 적외선 범위(0.6 - 3.0 미크론)에 있는 한 물체의 그림 분광법;
• 3.8 - 4.8 마이크론 파장(최초의 별과 은하가 예상되는 곳)의 조리개 마스킹 간섭계;
• 전체 시야의 광범위한 사진.

이 도구는 Canadian에 의해 만들어졌습니다. 우주국. 극저온 테스트를 거친 후 망원경의 장비실에 통합할 준비도 완료됩니다.

자외선 차단 장치

우주 망원경에는 아직 장착되지 않았습니다. 출시할 때마다 가장 어려운 측면 중 하나는 완전히 새로운 소재를 사용한다는 것입니다. 일회용 소모성 냉각수를 사용하여 전체 우주선을 적극적으로 냉각하는 대신 James Webb 망원경은 완전히 새로운 기술, 즉 반사를 위해 배치되는 5층 태양 보호막을 사용합니다. 태양 복사망원경에서. 25미터 길이의 시트 5개를 티타늄 막대로 연결하고 망원경을 배치한 후 설치합니다. 이 보호 기능은 2008년과 2009년에 테스트되었습니다. 실험실에서 테스트된 실물 크기 모델은 여기 지구에서 해야 할 모든 작업을 수행했습니다. 이것은 아름다운 혁신입니다.

이는 또한 놀라운 개념입니다. 태양에서 나오는 빛을 차단하고 망원경을 그림자에 놓을 뿐만 아니라 모든 열이 망원경 방향의 반대 방향으로 방출되도록 하는 것입니다. 진공 상태의 우주에 있는 5개 층 각각은 외부 층에서 멀어짐에 따라 차가워지며, 이는 지구 표면 온도보다 약간 더 따뜻해집니다(약 350-360K). 마지막 층의 온도는 37-37°C로 떨어져야 합니다. 40K는 명왕성 표면의 밤보다 더 차갑습니다.

또한 깊은 우주의 가혹한 환경으로부터 보호하기 위해 상당한 예방 조치가 취해졌습니다. 여기서 걱정해야 할 것 중 하나는 작은 자갈, 자갈 크기, 모래 알갱이, 먼지 얼룩, 심지어 더 작은 것인데, 수십 또는 수십만 km/h의 속도로 행성 간 공간을 날아갑니다. 이 미세 운석은 우주선, 우주복, 망원경 거울 등 만나는 모든 것에 작고 미세한 구멍을 만들 수 있습니다. 거울에 움푹 들어간 부분이나 구멍만 생겨서 사용 가능한 "좋은 빛"의 양이 약간 줄어들면 태양광 차단막이 가장자리에서 가장자리로 찢어져 전체 레이어가 쓸모 없게 될 수 있습니다. 이 현상을 해결하기 위해 기발한 아이디어가 사용되었습니다.

전체 태양 보호막은 한 개, 두 개 또는 세 개에 작은 균열이 있어도 균열처럼 더 이상 찢어지지 않도록 여러 섹션으로 나누어져 있습니다. 바람막이 유리자동차. 단면화는 전체 구조를 그대로 유지하므로 품질 저하를 방지하는 데 중요합니다.

우주선: 조립 및 제어 시스템

이것은 모든 우주 망원경이 가지고 있는 가장 일반적인 구성 요소입니다. 과학적인 임무. JWST는 독특하면서도 완벽하게 준비되어 있습니다. 프로젝트의 총 계약자인 Northrop Grumman이 해야 할 일은 방패를 완성하고 망원경을 조립하고 테스트하는 것입니다. 이 장치는 2년 안에 출시될 준비가 될 것입니다.

발견의 10년

모든 것이 올바르게 진행된다면 인류는 위대한 위기에 직면하게 될 것입니다 과학적 발견. 지금까지 초기 별과 은하의 시야를 가리고 있던 중성 가스의 장막은 Webb의 적외선 기능과 엄청난 개구율 덕분에 제거될 것입니다. 이 망원경은 지금까지 제작된 0.6~28미크론(사람의 눈은 0.4~0.7미크론)의 넓은 파장 범위를 갖춘 가장 크고 가장 민감한 망원경이 될 것입니다. 이는 10년간의 관찰을 제공할 것으로 예상됩니다.

NASA에 따르면 웹 임무는 5.5~10년 동안 지속될 예정이다. 이는 가혹한 우주 환경에서 궤도를 유지하는 데 필요한 연료의 양과 전자 장치 및 장비의 수명에 의해 제한됩니다. 제임스 웹 궤도 망원경은 전체 10년 동안 연료를 공급할 것이며, 발사 후 6개월 후에 비행 지원 테스트가 수행되어 5년간의 과학 작업이 보장됩니다.

무엇이 잘못될 수 있나요?

주요 제한 요인은 탑승 연료의 양입니다. 그것이 끝나면 위성은 L2에서 멀어져 지구에 가까운 혼란스러운 궤도에 들어갈 것입니다.

이 외에도 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

• 수집된 빛의 양에 영향을 미치고 이미지 아티팩트를 생성하는 거울의 성능 저하. 하지만 망원경의 추가 작동에는 해를 끼치지 않습니다.
• 태양광 스크린의 일부 또는 전부가 고장나면 온도가 상승합니다. 우주선매우 가까운 적외선 영역(2-3 마이크론)에 사용되는 파장 범위를 좁힐 것입니다.
• Mid-IR 기기의 냉각 시스템이 고장나서 사용할 수 없게 되지만 다른 기기(0.6~6μm)에는 영향을 미치지 않습니다.

최대 지독한 시련, James Webb 망원경의 발사와 주어진 궤도로의 삽입을 기다립니다. 테스트를 거쳐 성공적으로 완료된 상황입니다.

과학의 혁명

웹 망원경이 정상적으로 작동한다면 2018년부터 2028년까지 계속 작동할 수 있는 연료가 충분할 것입니다. 또한, 재급유를 통해 망원경의 수명을 10년 더 연장할 수 있는 가능성도 있습니다. 허블이 25년 동안 작동했던 것처럼 JWST는 혁명적인 과학 세대를 제공할 수 있었습니다. 2018년 10월 아리안 5호 발사체는 천문학의 미래 궤도로 발사될 예정이며, 10년 이상의 노력 끝에 이제 결실을 맺을 준비가 되었습니다. 우주 망원경의 미래가 거의 여기에 있습니다.

제임스 웹 망원경의 주 거울

NASA와 ESA는 2018년 발사 예정인 제임스 웹 우주 망원경의 첫 번째 목표 목록을 발표했습니다. 이 장치는 광학, 근적외선 및 중적외선 범위에서 작동하는 가장 큰 우주 망원경이 될 것입니다. 주 거울의 직경은 허블의 직경(6.5미터)보다 거의 3배 더 큽니다. 대상에는 행성과 작은 몸체가 포함됩니다. 태양계, 외행성 및 원시행성 원반, 은하 및 은하단, 먼 퀘이사. 이는 NASA의 보도자료에 보고되었으며, 목록은 망원경 웹사이트에 게시되어 있습니다.

제임스 웹 망원경은 1996년부터 개발 중입니다. 어떤 의미에서는 허블을 대체해야 하며 지구 및 우주 기반 적외선 망원경보다 훨씬 더 높은 해상도와 감도를 제공해야 합니다. 망원경의 작업은 초기 은하(빅뱅 이후 5억 2천 7백만~9억 8천만 년 후) 연구에 대한 희망과 관련이 있습니다. 그 순간 우주에는 별의 자외선을 흡수하는 중성수소가 많이 있었습니다.

망원경의 계측 시간은 과학 단체의 요청에 따라 배포됩니다. 응용 분야의 우선순위와 약 10%의 시간이 망원경 개발에 도움을 준 과학 그룹에 할당됩니다. 이러한 과학 그룹의 요청이 최근에 발표되었습니다. 주제별로는 태양계 물체, 외계 행성, 갈색 왜성, 원시성, 조각 원반, 성단 및 별 형성 영역, 은하, 은하단 및 퀘이사, 심우주 조사로 분류됩니다.

작은 천체 중에서 세레스, 팔라스, 소행성 류구(하야부사 2호는 1년 안에 도달할 예정), 해왕성 횡단 물체, 여러 혜성에 대한 관측이 계획되어 있습니다. 외계 행성 중에서 HD189733b(소유자), HAT-P-26b(위), TRAPPIST-1e(최근 7개 외계 행성 시스템의 거주 가능 구역에 위치), HD131399(이것은 세 개의 별 시스템임)를 구별할 수 있습니다. 어느 것). 전체적으로 대기를 포함하여 수십 개의 외계 행성에 대한 연구가 계획되어 있습니다. 다른 물체로는 잔해 원반이 있는 유명한 픽토리스 베타 시스템, 말머리 성운, 초신성 잔해 SN 1987A, 빅뱅 이후 10억 년 정도 지난 것으로 보이는 여러 퀘이사 등이 있습니다. 전체적으로 2,100개 이상의 관측이 이미 계획되었습니다.

Webb은 현재 기본 시스템의 테스트 단계에 있습니다. 18개의 육각형 세그먼트로 구성된 주 거울은 2016년 2월에 완성되었습니다. 총 면적은 25 평방 미터, 무게는 705 킬로그램입니다. 무게가 20.1kg인 각 세그먼트는 베릴륨으로 만들어졌으며 100나노미터 두께의 금층으로 코팅되었습니다.

블라디미르 코롤레프