Как формировалась Вселенная: что может показать новый телескоп «Джеймс Уэбб»
Буквально пару дней назад «Джеймс Уэбб» был развернут из транспортного состояния в рабочее, и теперь ему предстоит преодолеть расстояние в 1,5 миллиона километров к точке Лагранжа до конца января 2022 года.
Точка Лагранжа — это такое место в космосе, где телескоп «Джеймс Уэбб» сможет находиться неподвижно относительно Солнца и Земли, и откуда он будет изучать дальний космос, при этом Земля (и частично Луна) своей тенью будет защищать его от лучей Солнца.
Идея о создании телескопа такого типа возникла в 1966 году, в 1990 году NASA отправил в космос телескоп «Хаббл», но на тот момент человечество не обладало достаточными технологиями и материалами, чтобы полностью воплотить задуманное.
Новый телескоп, который будет присылать данные одновременно с «Хабблом», сможет фиксировать объекты в видимом спектре, а также в инфракрасном диапазоне. Главные объекты его изучения — это и планеты и малые тела Солнечной системы, экзопланеты и протопланетные диски, скопления галактик и квазары. «Джеймс Уэбб» сможет буквально увидеть свет самых первых галактик, которые возникли в результате Большого взрыва, а также разложить его с помощью спектрографа и узнать, какие химические элементы встретились ему на пути. Еще одной из задач телескопа станет поиск планетных систем земного тип и поиск жизни. Возможно, ему удастся найти воду в какой-то форме на небольших космических телах в Солнечной системе или на планетах в дальнем космосе. Он сможет заглянуть на расстояние до 15 световых лет от Земли и буквально увидеть прошлое вселенной.
Сам телескоп представляет собой огромное идеально отполированное зеркало диаметром 6,5 метра, составленное из отдельных фрагментов в виде сот. Они выполнены из бериллия и покрыты тонким слоем золота. На трех композитных штангах перед зеркалом закреплен отражатель, который будет принимать сфокусированные зеркалом сигналы в приемник внутри телескопа, где сложнейшая аппаратура будет фиксировать и анализировать полученную информацию:
- MIRI — камера среднего инфракрасного диапазона;
- NIRCAM — камера ближнего инфракрасного диапазона;
- NIRSpec — спектрограф ближнего инфракрасного диапазона;
- FGS/NIRISS — датчик точного наведения с устройством формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевым спектрографом.
Для защиты от солнечного излучения «Джеймс Уэбб» будет развернут в сторону Солнца специальным защитным экраном, который состоит из пяти растянутых слоев полиамидной ткани, покрытой алюминием. Между ними будет зазор, который позволит снизить нагрев от звездного света. Также внутри телескопа устроена сложная система охлаждения с циркуляцией охлаждающей жидкости в замкнутом режиме. Все приборы телескопа будут находиться в тени и окажутся направленными в сторону, противоположную Земле и Солнцу.
«Уэбб» должен был полететь к звездам еще в 2007 году, но запуск несколько раз откладывался. Первый вариант матриц не выдержал испытаний в вакуумной криокамере — из примерно 250 тысяч датчиков почти 1000 не смогли закрыться после имитации создания серии снимков, и вся съемочная аппаратура была забракована. Также создателям пришлось переделать и другую технику по мере того, как новые технологии становились более доступными.
Примерная стоимость «Джеймса Уэбба» составляет 10 миллиардов долларов, он должен стабильно проработать как минимум пять лет, а максимальный срок его работоспособности ограничен 11 годами.