Космический телескоп; Хаббл; сделал уникальные снимки города Богов в космосе

Представители космического ведомства NASA сообщили, что теперь они наконец могут обнародовать фотографии, которые были сделаны еще в конце прошлого века. Известно, что фото были сделаны телескопом «Хаббл». Аппарат заснял гигантский объект, который выглядит, как нечто очень странное. Внешне он напоминает остров, но NASA окрестили его городом Бога. Объект выглядит очень необычно. Руководство Соединенных Штатов приняло решение сохранить проект «город Бога» в тайне, но позже «НАСА» все же раскрыло все секреты.

Специалисты «НАСА» получили снимки, на которых видно небольшое пятно. Оно действительно напоминает остров, который светится. Его появление невозможно объяснить помехами при передаче сигнала на планету Земля, а также какими-либо оптическими эффектами. Этот участок звездного неба пришлось переснять всё с того же телескопа, чтобы убедиться в том, что он соответствует действительности.

Эксперты с помощью своих технологий решили построить 3D-модель этой части Вселенной, где их и ожидал «сюрприз». Как оказалось, все галактики могут перемещаться относительно так называемой «обители Бога», однако сам город не плывет. Он стоит в точке, от которой все остальное начинает двигаться по своему пути. Город находится в самом центре Вселенной.

$10 млрд и 14 лет задержки: почему все так ждали запуска телескопа «Уэбб»

На этой неделе НАСА в последний раз перенесло запуск космического телескопа «Уэбб», новая дата запуска намечена на 25 декабря. Этот момента ждал весь мир последние 14 лет. «Хайтек» рассказывает обсерватория отличается от «Хаббла» и почему проект столько задерживали.

Читайте «Хайтек» в

«Уэбб» (James Webb Space Telescope, JWST) станет преемником телескопа-ветерана «Хаббл». Обсерватории предстоит выполнять широчайший спектр задач: от изучения объектов в Солнечной системе до поиска возможных следов жизни во Вселенной. Ориентировочная стоимость проекта составляет $10 млрд. При этом, изначально старт нового телескопа намечался еще на 2007 год. Затем последовательно назывались 2014, 2015, 2018, 2019 года и март 2021-го. Почему телескоп пришлось ждать так долго и этот проект не забросили?

В чем миссия телескопа?

«Уэбб» разработали, чтобы «увидеть» первые звезды и галактики, которые когда-либо формировались в ранней Вселенной. Он может обнаруживать объекты в 10 миллиардов раз слабее, чем самые тусклые звезды, видимые без телескопа, или в 10–100 раз слабее, чем те, что может наблюдать «Хаббл».

Телескоп будет выполнять две основные задачи. Его первая миссия — исследовать ранние фазы мироздания, собирая инфракрасный свет из космоса, чтобы больше узнать о происхождении Вселенной. Вторая миссия — обнаруживать планеты, которые находятся за пределами Солнечной системы, и исследовать их атмосферы на наличие признаков жизни.

Почему проект столько задерживали?

Стоимость проекта неоднократно увеличивалась, а дата запуска — постоянно откладывалась. В июне 2011 года стало известно, что стоимость телескопа превысила изначальные расчеты по меньшей мере в четыре раза. В бюджете НАСА на 2011 год предполагалось прекращение финансирования строительства телескопа из-за плохого управления и превышения бюджета программы, но после его пересмотрели, и проект сохранил финансирование. В 2013 году на постройку телескопа было выделено $626,7 млн. К весне 2018 года стоимость проекта возросла до $9,66 млрд.

Читать еще:  Эктоморф, мезоморф, эндоморф: как определить свой тип. Эктоморф, мезоморф, эндоморф как определить тип телосложения, стратегии тренировок

Возможно, проект реализовывали очень долго из-за сложного оборудования «Уэбба». Чувствительность телескопа и его разрешающая способность напрямую связаны с размером площади зеркала, которое собирает свет от объектов. Оказалось, что размер зеркала должен быть не меньше 6,5 метра, чтобы измерить свет от самых далеких галактик. Работать «по лекалам» предшественника JWST — телескопа «Хаббла» было нельзя. Иначе он был бы слишком тяжелым для запуска в космос.

Для решения проблемы в США создали программу Advanced Mirror System Demonstrator (AMSD). Четыре года НАСА, Национальное управление военно-космической разведки США и Военно-воздушные силы США проводили исследования, в итоге, инженеры построили и проверили два зеркала. Эксперты выбрали то, которое состоит из бериллия. Одна из причин выбора заключается в том, что этот материал сохраняет свою форму при криогенных температурах.

Также ученые приняли решение сделать зеркало не цельным, а из сегментов, которые будут раздвинуты на орбите, так как габариты цельного зеркала не позволили бы его разместить в ракете-носителе «Ариан-5». Размер каждого из 18 шестиугольных сегментов зеркала составляет 1,32 метра — от ребра до ребра, масса непосредственно самого зеркала в каждом сегменте — 20 кг, а масса всего сегмента в сборке (вместе с приводами точного позиционирования и т. д.) — 40 кг. Также много времени заняли все проверки и настройка 132 приводов, которые отвечают за развертывание 18 сегментов.

Что особенного в телескопе «Уэбб»?

Телескоп, оснащенный самым сложным оборудованием, сможет заглядывать в самые далекие уголки космоса на расстояние до 13,8 млрд световых лет. Собранные данные позволят ученым лучше понять процессы формирования звезд и галактик сразу после Большого взрыва. По сути, телескоп позволит ученым заглядывать «назад во времени» на Вселенную на миллиарды лет назад.

«Уэбб» попробует увидеть, как загорелся первый свет во Вселенной

Пол Гейтнер, руководитель проекта НАСА,
работал над телескопом в интервью для Los Angeles Times

JWST оснащен четырьмя научными приборами, которые помогают ему проводить наблюдения:

— камера ближнего инфракрасного диапазона (англ. Near-Infrared Camera);
— прибор для работы в среднем диапазоне инфракрасного излучения (англ. Mid-Infrared Instrument, MIRI);
— спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (англ. Near-Infrared Spectrograph, NIRSpec;
— датчик точного наведения (англ. Fine Guidance Sensor, FGS) и устройство формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевой спектрограф (англ. Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph, NIRISS).

Космический телескоп предназначен для улавливания самого далекого света, чтобы ученые изучили первые звезды во Вселенной. На это не был способен ни один из его предшественников. Уникальность «Уэбба» не только в его размере, но и в его способности воспринимать инфракрасный свет. И вот почему это важно.

Когда Вселенная расширяется, световые волны от самых ранних звезд и галактик растягиваются. К тому времени, когда эти волны достигают нас, они становятся слишком длинными, чтобы их воспринять как видимый свет. Вместо этого они выглядят как инфракрасные. Они легко проходят через облака, состоящие из газа и пыли. Принимая ИК-свет, телескоп может видеть сквозь объекты, которые в противном случае блокировали бы его обзор. Похожим образом работают рентгеновские лучи для создания изображений структур внутри человеческого тела.

Да, прошлые телескопы могли улавливать ИК-свет, но только в более ограниченном диапазоне длин волн. «Уэбб» заполнит большой пробел, обнаружив световые волны от самых первых звезд и галактик во Вселенной.

«Уэбб» увидит то, что не смогли сделать другие телескопы

Благодаря «Уэббу» ученые смогут получить изображения с более высоким разрешением, чем это было возможно с любым другим инфракрасным телескопом до этого. Ключ к успеху — большое зеркало, 18 шестиугольных частей которого помогут ему поглощать как можно больше инфракрасного света.

Читать еще:  Окситоцин после выкидыша на раннем сроке. Препарат окситоцин для прерывания беременности, доза для инъекции на раннем сроке

Поскольку ИК-свет имеет длину волны в 10 раз шире видимого света, «Уэббу» требовалось зеркало значительно большего размера, чем у «Хаббла». В результате получилось позолоченное зеркало, которое в 2,7 раза больше, чем у предшественника. Хотя в более старых телескопах, таких как Herschel и Spitzer, использовались инфракрасные датчики, они не могли обеспечить такое же качество изображений из-за небольшого размера зеркала.

Непростой запуск

Такое оборудование усложняет обслуживание телескопа. После запуска произвести физический ремонт «Уэбба» будет невозможно. Таким образом, каждый шаг в его развертывании должен проходить идеально, чтобы миссия увенчалась успехом. Из-за своего размера телескоп придется сложить перед загрузкой в ​​ракету. В таком компактном состоянии он будет защищен от тряски при выходе из атмосферы Земли.

Ветеран астрономии «Хаббл» находится довольно близко к низкой околоземной орбите, но «Уэбб» улетит гораздо дальше, в гравитационно стабильную точку в 1,5 млн км от Земли, известную как точка Лагранжа 2 (L2). Когда он достигнет этого места, операторы JWST в НАСА развернут солнцезащитный экран. В течение двух недель сложная система штифтов, шестерен и кабелей затянет пять тонких, как мешок для мусора, листов изоляционного материала Kapton. Через несколько недель в космосе распахнется и само огромное зеркало «Уэбба».

Что будет дальше?

По плану, обсерватория начнет отправлять научные данные на Землю примерно через шесть месяцев после развертывания. Первоначальная миссия «Уэбба» по исследованию моментов после Большого взрыва продлится от 5 до 10 лет, хотя, если все пойдет хорошо, ее можно будет продлить. Некоторые из величайших открытий JWST, вероятно, станут ответами на вопросы, которые еще никто не задавал, уверены ученые.

Больше, мощнее, дальше, холоднее

Конструкция «Уэбба» значительно отличается от конструкции «Хаббла», и эти особенности делают его невероятно мощным. Старший научный сотрудник проекта Джон Мазер так выразился в журнале Astronomy: «Если бы в космосе на расстоянии как от Земли до Луны парил шмель, «Уэбб» мог бы видеть как солнечный свет, который он отражает, так и тепло, которое он излучает». Одним из ключевых отличий является главное зеркало. При диаметре 6,5 метров площадь зеркала «Уэбба» более чем в шесть раз превышает площадь зеркала «Хаббла». Зеркало нового телескопа покрыто золотом, поскольку оно отражает красный свет лучше, чем другие материалы. Оно состоит из 18 гексагонов, расположенных в виде сот, и может складываться внутри ракеты. Это самое большое зеркало, когда-либо запускаемое в космос, и ни одна ракета, находящаяся в настоящее время в эксплуатации, не имеет достаточного грузового пространства для его транспортировки в полностью развернутом виде.

Как только телескоп окажется в космосе, он примерно в течение трех недель будет медленно разворачивать свой солнцезащитный экран и главное зеркало. Каждый из шестиугольников закреплён на нескольких сервоприводах, которые могут производить чрезвычайно тонкую настройку индивидуального угла и положения. Весь период ввода в эксплуатацию займет около шести месяцев и будет включать развертывание системы, охлаждение до рабочих температур, юстировку зеркала и калибровку приборов.

реклама

На телескопе Уэбба установлены четыре прибора, которые анализируют свет, собранный и сфокусированный зеркалом. Три из них регистрируют излучение с длиной волны от 0,6 до 5 микрон в ближайшем инфракрасном спектре. С помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) Уэбб будет формировать изображения. Телескоп оснащён несколькими коронографами, устройствами которые позволяют камере получать изображение тусклых объектов, блокируя свет от ярких источников. Благодаря физике ближнего инфракрасного диапазона NIRCam сможет ввести наблюдение сквозь некоторые частицы и обнаруживать объекты, которые были скрыты облаками космической пыли. Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона будет анализировать спектр источников, что позволит получить информацию, как о химическом составе изучаемых объектов, так и об их физических характеристиках (например, массе и температуре). Хотя спектрографы являются далеко не новой технологией, NIRSpec оснащен специально разработанным «матрицей микрозатворов», которая позволяет ему анализировать до 100 объектов одновременно. Бесщелевой спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRISS) — это специализированное устройство, предназначенное для получения особенно четких снимков очень ярких объектов. Он оснащен апертурной решёткой, что дает ему возможность получать изображения ярких объектов с разрешением гораздо большими, чем у других приборов.

Читать еще:  Корень облепихи полезные свойства. Полезные свойства облепихи и противопоказания к применению. Химический состав и распространение облепихи

Для того чтобы заглянуть глубоко в прошлое Вселенной, новый телескоп будет использовать прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI). MIRI предназначен для получения спектрограмм и изображений в диапазоне длин волн — от 5 до 28 микрон. MIRI будет наблюдать красное смещение света от формирующихся звезд, далекие галактики и объекты, слишком тусклые для наблюдения с помощью других инструментов.

Точка Лагранжа-2 (L2) — будущий центр орбиты телескопа Джеймс Уэбб

По мнению специалистов из Университета Аризоны, первые данные о формировании первых звезд в первых галактиках — «или первый свет» во Вселенной, как они это называют — будут получены в результате исследований с помощью инструмента NIRCam.

Одна из причин, по которой инфракрасный телескоп так необходим, заключается в том, что практически всё во Вселенной излучает инфракрасный свет. И чтобы работы телескопа не была нарушена теплом от других источников очень важно, чтобы «Уэбб» оставался холодным. Первая линия защиты — это его орбита. Вместо того чтобы кружить вокруг Землю как «Хаббл», «Уэбб» будет вращаться вокруг точки, расположенной на расстоянии около миллиона миль от Земли, держась как можно дальше от Солнца.

Орбита Уэбба проходит по специальной траектории вокруг второй точки Лагранжа, которая удерживает ее на ночной стороне Земли и движется вместе с Землей во время движения вокруг Солнца. Благодаря такой орбите самые крупные источники инфракрасного излучения — Солнце, Земля и Луна — находятся с одной и той же стороны и не попадают в тень Земли и Луны. Эта орбита также позволит «Уэббу» постоянно находиться под солнечными лучами и вырабатывать энергию с помощью солнечных батарей.

Во время путешествия к своей орбите «Уэбб» развернет теплозащитный экран размером с теннисный корт (21,1 на 14,5 метров), предназначенный для защиты «главного зеркала и научных приборов» от солнечного тепла и космического излучения. Пять слоев каптона позволят поддерживать температуру «холодной стороны» телескопа в районе 36 кельвинов (-394 °F, -237° С).

У этого космического аппарата нет собственной двигательной установки. И поэтому космический телескоп Хаббл фактически постоянно падает на Землю. Но это происходит очень медленно. Отчет за сентябрь 2018 года предсказывает, что он войдет в атмосферу Земли не ранее 2027 года. А наиболее вероятно — около 2038 года.

Однако его преемник, космический телескоп имени Джеймса Уэбба, уже почти готов к запуску. Он будет гораздо мощнее своего предшественника. Диаметр линзы инструмента — 6,5 метров!. Представляете, что можно увидеть в космосе с такой линзой!

Запуск в космос нового телескопа планируется на 2021 год.

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

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector