Наверх
17 комментариев 15/01/2014

Космоddrом. JWST

Космоddrом. JWST

Вот и закончились праздники: и те, что для простых смертных (Рождество, Новый год, Старый Новый год), и те, что только для нас с вами (CES 2014). Значит, самое время возобновлять познавательно-развлекательную часть рубрики “Космоddrом”, в которой я рассказываю о различных интересностях в космосе. Как я и обещал в прошлой статье про космический телескоп Хаббл, сегодня я поведаю о его наследнике, James Webb Space Telescope. Так что устраивайтесь поудобнее и жмите “под кат”!

Пролог

James Webb Space Telescope (JWST) — наиболее приоритетный проект NASA на данный момент. Выделяться из общего ряда исследовательских миссий он начинает еще собственным названием. “Кассини”, “Хаббл”, “Кеплер”, “Галилео” — почти все аппараты, названные в честь людей, использовали имена великих ученых, внесших большой вклад в развитие астрономии и других наук. Но я почти уверен, что никто или почти никто не слышал ни о каких открытиях господина Джеймса Уебба. И это не мудрено, потому что он был клерком, который стоял во главе NASA в 1961-1968 гг. Я ни в коем случае не хочу умалять заслуги этого, несомненно, замечательного человека, но, думаю, многие согласятся, что ставить его в один ряд с теми же Хабблом или Кеплером грешновато.

jwst_poster01

Надо отдать должное NASA, что назвали миссию так, как мы ее знаем сегодня, только в 2002 году, через десять лет после смерти Уебба. Раньше же называлась она весьма прозаично — NGST (Next Generation Space Telesope).

Финансы

Будучи приоритетной миссией NASA, ESA, CSA и других космических агентств, JWST является уже на протяжении многих лет настоящим финансовым вампиром. Изначально старт миссии был запланирован на 2007 год, но затем переносился на 2011, 2014, 2015 и сейчас точно можно сказать, что запущена она будет не раньше 2018 года (текущий прогноз). Первоначальные $1,6 млрд. бюджета плавно преобразовались в $6,8 млрд., а затем и в $8,835 млрд. Естественно, такие расходы пагубно сказались на остальных миссиях, причем как NASA, так и ESA. Многим менее важным проектам (т. е. абсолютно всем остальным) было полностью отказано в финансировании или оно было сильно урезано в угоду JWST, что сказалось либо на сроках их выполнения, либо вообще на существовании проектов как таковых. Например, весьма перспективный проект LISA, заведовало которым ESA, был сначала несколько раз отложен, а потом вошел в состав проекта NGO. Все это благодаря тому, что из-за JWST у космических агентств не хватало денег на другие цели, и этот пример — далеко не единственный. Так что Джеймсу Уеббу придется изрядно постараться и открыть что-то действительно важное, чтобы оправдать все те потенциальные возможности, которые из-за него загубили.

Конструкция

Чтобы воплотить в жизнь то, для чего строится JWST, — способность наблюдать даже самые далекие и тусклые объекты — по подсчетам необходимо зеркало диаметром 6,5 м (для сравнения — у телескопа Хаббл диаметр зеркала составляет 2,6 м). Сделать зеркало настолько больше, чем у предшественника, по той же технологии было просто невозможно. Во-первых, это довольно сложно — даже самая маленькая погрешность может привести к серьезным последствиям, которые могут поставить под угрозу существование всей многолетней миссии (как, например, это было у Хаббла), во-вторых, зеркало таких размеров было бы очень большим и тяжелым, что сильно осложнило бы его вывод в космос.

1000px-JWST-HST-primary-mirrors.svg

Учитывая все вышеупомянутое, было найдено решение сделать зеркало из восемнадцати шестиугольных сегментов, которые вместе сформируют одно единое зеркало. Такой подход, в первую очередь, помог бы разместить всю конструкцию в ракетоносителе, т. к. зеркало умеет складываться и раскладываться.

JWST_Mirror_Gold_black

Сегменты зеркала выполнены из бериллия с нанесением золота. Такие материалы были выбраны из-за их устойчивости к агрессивным средам и малой восприимчивости к криогенным температурам. Каждый сегмент составляет 1,3 метра в диагонали.

jwst41211_lg

Чтобы защитить телескоп от помех, создаваемых солнечным светом и радиацией, JWST оснастят солнечным щитом. Он будет состоять из пяти слоев полиимидной пленки и мембран, покрытых алюминием с одной стороны и кремнием — с другой. Размер щита будет составлять 12,2 х 18 метров, т. е. примерно с теннисный корт.

750px-James_Webb_Space_Telescope_2009_bottom

Чтобы щит все время защищал телескоп от Солнца, необходимо, чтобы оно все время было с одной и той же стороны, а значит, орбита вокруг Земли, на которой обитает Хаббл, не подойдет. Поэтому было принято решение отправить JWST в точку Лагранжа L2 в системе Земля-Солнце. Туда же, куда совсем недавно был успешно отправлен телескоп Gaia.

lagrange

Напомню, что точки Лагранжа — точки в системе двух массивных тел (Солнце и Земля в нашем случае), в которых гравитационное воздействие этих тел взаимно компенсируется. Т. е. в точке L2 JWST будет вращаться вокруг Солнца, с той же угловой скоростью, что и Земля, оставаясь с ними на одной линии.

Цели

Основной целью JWST является стать самой крутой после небезызвестного “Делориена” машиной времени. Ученые надеются, что с его помощью мы сможем увидеть свет от самых старых и далеких галактик, образованных сразу после Большого Взрыва. Подобные наблюдения смогут ответить на многие вопросы космологии, которые накопились в избытке.

Помимо расширения видимой Вселенной, естественно, JWST сможет улучшить уже существующие наблюдения, например, точность его инструментов позволит находить экзопланеты в близлежащих к Земле звездных системах и очень подробно их изучать, включая даже спутники этих самых планет. Также немаловажной задачей будет составление карты темной материи во Вселенной с помощью эффекта гравитационного линзирования.

Инструменты

В отличие от “Хаббла”, JWST будет работать в инфракрасном диапазоне (~0.6-28 мкм). На его борту будут находиться следующие иснтрументы:

  • Камера ближнего инфракрасного диапазона  (NIRCam) — основной инструмент, формирующий изображения в диапазоне 0,6-5  мкм.
  • Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) — позволит получать информацию как о физических свойствах исследуемых объектов, так и о химическом составе.
  • Прибор для работы в среднем диапазоне инфракрасного излучения (MIRI) — камера и спектрограф, работающие в диапазоне 5-28 мкм.
  • Датчик точного наведения (FGS).

jwst2_large (1)

Запуск

На сегодняшний день планируется, что миссия стартует с космодрома Куру на ракетоносителе “Ариан-5” в 2018 году. Хотя, учитывая все предыдущие проблемы и переносы даты запуска, вполне вероятно, что все будет отложено до 2020 года или даже позже.

А пока до запуска остается еще довольно много времени и телескоп еще не построен, можно наблюдать его полноразмерную копию, которая находится в Национальном музее авиации и космонавтики США. Модель имеет размеры примерно 24×12×12 м и весит 5,5 тонн. С 2005 года, когда ее показали впервые, модель успела побывать на множестве выставок в США, а также в Париже, Мюнхене, Дублине, Монреале etc.

JWST_people

Бонус

К сожалению, никаких изображений JWST пока не сделал, поэтому подборку, аналогичную той, что была в статье про “Хаббл”, мне сделать не удалось. Зато в качестве бонуса вы можете понаблюдать за ходом строительства через Интернет, зайдя на официальный сайт. У NASA получился довольно веселый каламбур, ведь следить за ходом проекта James Webb можно через две web-камеры в режиме реального времени.

Эпилог

На этом на сегодня все. Надеюсь, вам было интересно. В следующем выпуске познавательно-развлекательного раздела “Космоддрома” по просьбам читателей я расскажу об освоении Марса, в частности про роверы (марсоходы), бороздящие его просторы.

Не забывайте помогать рубрике, распространяя ее в соцсетях, высказывайте свои отзывы в комментариях и предлагайте темы для следующих выпусков, которые вы бы хотели увидеть у нас на сайте. Самые интересные и востребованные я постараюсь максимально детально и интересно раскрыть уже совсем скоро. До новых встреч!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

17 комментариев

сначала новые
по рейтингу сначала новые по хронологии
1

больше всего смущает фамилия Джеймса Уебба.

2

Вспомнился рекламный бюджет Samsung в 2013 году в размере 13 млрд долларов...

Антон, осветите, пожалуйста так же тему нахождения следов жизни на Марсе. А то я скептически отношусь к словам знакомых об этом, но сам тему не изучал.

3
Eugene Kravec

С той скоростью, что полируют поверхность этого телескопа и тем временем запуска, что постоянно его переносят, свободно можно называть его (телескоп) James MAY Space Telescope (Капитан Улитка :))

Антон, красавчик. Очень интересно читать, на самом деле. Зачет!

Автор4
Антон Поздняков

Captain Slooooooow))))

5
Василий

Эх, научиться бы такие проекты удешевлять...

Видимо, при нынешнем состоянии общества, даже там, это невозможно ((

P.S. Очень интересная рубрика получается, с нетерпением буду ждать следующих статей.

Автор6
Антон Поздняков
Видимо, при нынешнем состоянии общества, даже там, это невозможно

"Там", как и везде, тоже умеют пилить бюджет)) Просто не так открыто и нагло, как к этому привыкли мы.

7
Дмитрий Костин

Внушительный проект, хочется верить, что уж в 2018 году его запустят. Задачи перед ним стоят уж очень перспективные - если дело выгорит, ученых-космологов телескоп обеспечит работой надолго.

А с финансовой дисциплиной, не только у нас проблемы - на Западе тоже хороши. Какой крупный проект ни возьми, что космос, что армия (например, истребители F22, а теперь F35) - бюджет растет "на дрожжах".

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.

Modal box

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: