Siedem pytań dotyczących nowego teleskopu Jamesa Webba, które możesz mieć i nie wiedzieć

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Zdjęcie: NASA.

Uruchomiono największy teleskop kosmiczny w historii ludzkości. Naukowy następca Hubble’a ma możliwość obserwowania odległych obiektów, takich jak pierwsze galaktyki, które powstały we wszechświecie. Ale dlaczego jest tak uformowany? Dlaczego jest tak rewolucyjny? Te i inne wątpliwości wyjaśniamy tutaj.

W sobotę 25 grudnia Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) został pomyślnie wystrzelony na pokładzie rakiety Ariane 5 z Gujany Francuskiej. W przeciwieństwie do teleskopu Hubble’a, nie będzie on znajdował się na orbicie okołoziemskiej, lecz będzie krążył wokół Słońca.

Jednak ich naukowe cele były motywowane odkryciami Hubble’a, które skłoniły naukowców do poszukiwania dłuższych długości fal, które przewyższałyby te osiągnięte przez Hubble’a.

Dlaczego twoje lustro składa się z małych sześciokątów, a nie kółek?

Hexagon w naturze to najlepsze połączenie przestrzeni, oszczędności materiałów i stabilności. Można go znaleźć w konstrukcji plastrów miodu, płatków śniegu, a także w oczach owadów, takich jak pszczoły, ważki, muchy, osy itp.

W przypadku teleskopu sześciokątna konstrukcja ogranicza utratę informacji przez promienie świetlne. Ponadto umożliwia potrojenie zwierciadła o średnicy 6,5 metra, dzięki czemu może wejść w kształt pocisku, w którym miał zostać przeniesiony, który miał średnicę 5,4 metra.

Dlaczego nie jest chroniony przed warunkami zewnętrznymi, jak zwykłe teleskopy w tubusie?

Wewnętrzny układ słoneczny, w którym krąży japońska planeta, jest prawie pusty. Istnieją jednak pewne zanieczyszczenia, takie jak kurz i bardzo małe cząstki, z których większość jest słabo rozmieszczona i jest mniejsza niż ziarna piasku.

„Wiemy, że uderzy w małe meteoryty podczas swojego życia i wzięliśmy to pod uwagę przy jego projektowaniu i konstrukcji. Zmieniliśmy rozmiar zwierciadła głównego, aby nawet po latach niewielkich uderzeń nadal miało powierzchnię odbijającą i jakość” powiedział zastępca dyrektora projektu Paul Geithner.niezbędny do uprawiania nauki.

Zauważył również, że jednym z powodów, dla których osłona przeciwsłoneczna obiektywu ma pięć warstw, jest to, że może wytrzymać więcej oczekiwanych małych otworów, a nawet rozdarcia podczas pracy. „Prawie wszystkie wrażliwe elementy są chronione za osłoną mikrometeorytów, a większość z nich jest tak mała, że ​​całkowicie rozpadają się po uderzeniu” – dodał Geithner.

Dlaczego wybrali właśnie złoto na powłokę?

Osiemnaście sześciokątów zwierciadła głównego jest wykonanych z berylu, lekkiego i mocnego metalu, który wytrzymuje ekstremalne temperatury, które musi wytrzymać optyka teleskopu. Jednak ten materiał nie jest w stanie odbijać niezbędnych promieni podczerwonych. W tym celu nałożono złotą powłokę o promieniowaniu do 98%.

Dlaczego testy naziemne teleskopu trwały 5 lat?

Projekt rozpoczął się w 1996 roku i był wielokrotnie opóźniany i wymagał wygórowanych nakładów. Dopiero w grudniu 2016 roku NASA ogłosiła, że ​​jego budowa została zakończona i rozpocznie się faza testów. Jednak w marcu 2018 r. jego start został opóźniony o kolejny rok ze względu na pęknięcie maski teleskopu podczas szkolenia i nieodpowiednie zabezpieczenie kabli maski. W czerwcu 2018 roku, po wykryciu kilku problemów (zarówno technicznych, jak i ludzkich) podczas testów, NASA zdecydowała się przełożyć wystrzelenie teleskopu na 30 marca 2021 roku. Później przesunięto go ponownie ze względu na epidemię COVID-19, która ją spowodowała działać w wolniejszym tempie.

Wszystkie te testy i opóźnienia mają wyjaśnienie, które polega na tym, że w przeciwieństwie do teleskopu Hubble’a, Jamesa Webba nie można ustalić w kosmosie, gdzie będzie znajdował się 1,5 miliona kilometrów od Ziemi (znany jako drugi punkt Lagrange’a lub L2), a misje serwisowe nie mogą być wysłane.

Innymi słowy, naukowcy mają jednorazową szansę, aby wszystko zadziałało poprawnie. „Dlatego przeprowadzamy wiele testów i testów wstępnych” – powiedział Thomas Zurbuchen, zastępca administratora w NASA Science Mission Directorate.

Dlaczego potrzebujesz tarczy?

Pole magnetyczne Ziemi chroni satelity, działając jako tarcza odbijająca protony i elektrony, które cały czas opuszczają Słońce. W przeciwieństwie do nich, JWST znajduje się poza ochroną planety i będzie bombardowany naładowanymi cząstkami napływającymi ze Słońca. Słońce, więc potrzebujesz dodatkowej ochrony.

Cząsteczki te są szkodliwe dla elektroniki, ponieważ mogą gromadzić się na powierzchniach, powodować gromadzenie się ładunków elektrostatycznych i powodować szkodliwe wyładowania.

Innym powodem jest temperatura: ponieważ JWST działa w zakresie podczerwieni i jest bardzo czuły, musi działać w temperaturach bliskich zeru bezwzględnemu.

Osłona ochronna teleskopu składa się z pięciu nakładających się na siebie warstw, wykonanych z kaptonu, materiału wysoce odpornego na ekstremalne temperatury. Ponadto dzięki kilku warstwom ciepło jest rozpraszane bardziej efektywnie. Tak więc, mimo że jest grubości ludzkiego włosa, bok lunety będzie utrzymywał temperaturę pracy -235°C, podczas gdy po stronie Słońca temperatura może osiągnąć 110°C. Warstwy te mają powierzchnię odpowiadającą kortowi tenisowemu.

Dlaczego miałby być 100 razy silniejszy niż teleskop Hubble’a?

Hubble zmienił sposób, w jaki postrzegamy wszechświat. Uchwyć oszałamiające obrazy galaktyk i kosmicznej materii, których nigdy wcześniej nie widziano. Jednak w porównaniu z jego następcą jest kilka różnic, które możemy podkreślić.

Teleskop Hubble’a ma 13 metrów długości, a teleskop Hubble’a ma ponad 20 metrów. Waży 6,1 tony, odpowiednik autobusu szkolnego i połowę jego poprzednika. Kolejną różnicą między dwoma teleskopami jest odległość między nimi od Ziemi, przy czym pierwszy wynosi około 600 km od atmosfery, a drugi ponad 1,5 miliona km.

James Webb będzie miał zdolność widzenia wykraczającą poza możliwości swojego poprzednika, ponieważ został zaprojektowany z myślą o dostrzeżeniu pierwszego światła we wszechświecie emitowanego przez gwiazdy ponad 13 000 milionów lat temu.

Inne są też jego lustra, Hubble ma 2,4 metra średnicy, a JWST ma kryształ o długości 6,5 metra i składa się z 18 kawałków berylu.

Hubble nie wykorzystywał całego promieniowania podczerwonego, a jedynie niewielką jego część od 0,8 do 2,5 mikrona. Logiczne jest więc założenie, że straciłeś część informacji. Jednak jego główne możliwości znajdują się w widzialnej i ultrafioletowej części widma od 0,1 do 0,8 mikrona. Zamiast tego JWST użyje dłuższych fal, co pozwoli na obserwację ze 100-krotnie większą dokładnością, nawet patrząc poza pył.

Ile czasu zajmie JWST osiągnięcie poziomu L2?

Nowy teleskop zajmie około 30 dni, aby osiągnąć początek swojej orbity na L2, ale dzięki dużej prędkości początkowej pokona pierwszą czwartą ścieżkę, do orbity Księżyca, w zaledwie trzy dni.

Krótki harmonogram wydarzeń po uruchomieniu

  • W ciągu pierwszej godziny: uruchom, rozłóż panele słoneczne, aby jak najszybciej zacząć generować własną energię i przestać zużywać baterię. Gdy to zrobisz, zorientowanie się w kosmosie nie zajmie Ci dużo czasu.
  • Pierwszego dnia: Korekta kursu do drugiego punktu Lagrange’a. Ariane popchnęła JWST na bezpośrednią ścieżkę do L2, bez wcześniejszego okrążenia Ziemi.
  • Pierwszy tydzień: Otwórz spadochron.
  • Pierwszy miesiąc: Teleskop rozłożony, schłodzony, instrument włączony i umieszczony na orbicie wokół L2.
  • W drugim, trzecim i czwartym miesiącu: wstępne badania optyki i ustawienia teleskopu.
  • W piątym i szóstym miesiącu: kalibracja i zakończenie operacji.
  • Sześć miesięcy później: JWST rozpocznie swoją misję naukową i rozpocznie rutynowe operacje naukowe.

(pochodzi z Sputnik)

Zobacz też:

Historyczny: NASA umieszcza na orbicie najpotężniejszy teleskop na świecie (+ wideo)

You May Also Like

About the Author: Randolph Feron

„Amatorski praktykujący muzykę. Wieloletni przedsiębiorca. Odkrywca. Miłośnik podróży. Nieskrępowany badacz telewizji”.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *