"Джеймс Вебб": головне про найпотужніший телескоп NASA за $10 мільярдів

Телескоп Джеймс Вебб / фото NASA

25 грудня о 14:20 за Києвом з космодрому Куру у Французькій Гвіані повинна злетіти ракета "Аріан-5", яка виведе в космос телескоп "Джеймс Вебб" (JWST). Очікується, що через місяць він вийде на робочу позицію, а ще через півроку передасть на Землю перші знімки.

Про це повідомляє TJ.

"Джеймса Вебба" назвали "проектом за межею здорового глузду". Його неодноразово хотіли закрити за непомірні витрати, але реалізували через величезне наукове значення.

Завдання "Джеймса Вебба"

Телескоп "Джеймс Вебб" повинен замінити "Хаббла", який працює на орбіті вже 31 рік і все частіше виходить з ладу. Передбачається, що у наступні п'ять-десять років JWST буде головним двигуном розвитку світової астрономії та астрофізики. Лише за перший рік він має провести 266 спостережень загальною тривалістю 6000 годин. Важливо, що телескопом зможуть скористатися вчені з 41 країни.

Як повідомляє видання Nature, від "Джеймса Вебба" чекають проривів за двома головними напрямками: пошуки потенційно населених екзопланет та позаземного життя, а також вивчення процесів, що відбувалися на ранньому етапі життя Всесвіту. Обладнання телескопа дає надію на ці прориви, адже "Вебб" здатен вивчати об'єкти, які в 10-100 разів тьмяніші за ті, що бачить "Хаббл", і робити знімки в 10 разів чіткіші.

Унікальність телескопа

JWST - це дуже велике дзеркало 6,5 метрів у діаметрі. Для порівняння, у "Хаббла" — лише 2,4 метра. Оскільки "тарілку" такого розміру неможливо умістити в ракету, дзеркало "Вебба" зробили складним. Воно складається з трьох секцій, які мають розгорнутися у точці прибуття. Дзеркало в прямому сенсі золоте. Інженери покрили 18 шестикутних сегментів шаром золота завтовшки 100 нанометрів - цей метал добре відбиває інфрачервоні промені.

Конструкція Джеймса Вебба / фото NASA

"Джеймса Вебба" хочуть націлити на області, що знаходяться за 13,6 мільярда світлових років від Землі. Вчені сподіваються отримати унікальні дані про зародження Всесвіту.

Астрономи дуже чекають, що за допомогою "Вебба" можна буде зазирнути на 13,6 мільярда світлових років углиб космосу.

Астрономічна спільнота робить велику ставку на цей телескоп з огляду на його науковий потенціал. Ми всі глибоко переживаємо те, що відбувається, - заявила астрофізик Єльського університету, один із учасників майбутньої наукової програми JWST Приямвада Натараджан.

Через розширення Всесвіту ці області з величезною швидкістю віддаляються від Землі - і в міру "розтягування" простору розтягуються і хвилі світла, що йдуть із цих областей до Землі. Частота хвиль падає, видима картинка галактик, зірок і туманностей зміщується по спектру "вниз". Це називають космологічним червоним усуненням.

Такі далекі області сприймають тільки телескопи, що працюють глибоко в інфрачервоному діапазоні. "Вебб" - саме такий телескоп. Інфрачервоні промені зручні ще й тим, що проходять крізь туманності з газу та пилу, на відміну від променів видимого світла.

Водночас у дечому "Вебб" програє "Хабблу". Зазначимо, що "Хаббл" робить барвисті фотографії далеких куточків космосу, тоді як "Вебб" на це нездатний — він не сприймає видиме світло. Інфрачервону картинку можна лише приблизно перевести у видимі кольори, створивши візуалізацію замість справжньої фотографії.

Принцип роботи оптичних потужностей телескопа / фото NASA

"Вебб" та позаземне життя

Телескоп "Джеймс Вебб" зможе зафіксувати позаземне життя, якщо воно існує в радіусі 15 світлових років від Землі. Цей телескоп стане найпотужнішим інструментом світової науки у пошуку біосигнатур — складних органічних речовин, які не можуть утворитися на планеті без участі живих організмів, навіть примітивних.

Очікується, що телескоп зможе дослідити океани під шаром льоду на Європі (супутник Юпітера) та Енцеладі (супутник Сатурна). JWST зможе точно визначити хімічний склад цих океанів та встановити ймовірність наявності життя в них. Вчені перевірять дані "Вебба" через п'ять-сім років, відправивши туди дослідницькі зонди.

Дослідник дитинства Всесвіту

Вчені NASA сподіваються, що "Джеймс Вебб" дасть інформацію про найцікавіший період історії Всесвіту, коли йому було всього 100-250 мільйонів років. Тоді ще стояли Темні віки: не було ні галактик, ні зірок - космос був "затягнутий туманом" з атомів водню та гелію, розсіяних по всьому доступному об'єму.

Потім цей "туман" ніби конденсувався в деяких місцях — атоми накопичувалися і стискалися у зірки та квазари, які осяяли Всесвіт першим світлом. Внаслідок цього наставала епоха реіонізації: Всесвіт з темного однорідного "газового сховища" перетворювалася на скупчення речовини, що світилася, розділені трильйонами кілометрів порожнечі.

"Джеймс Вебб" дозволить визначити, коли точно з'явилися перші джерела світла у Всесвіті, і що саме це було - зірки чи квазари. Також телескоп багато розповість про формування перших чорних дірок, які, можливо, стали збирати навколо себе перші галактики. Вся ця інформація допоможе астрономам зрозуміти, чому Всесвіт зараз виглядає саме так, як він виглядає.

Чому "Вебба" розробляли так довго

Ідея створити цей телескоп з’явилася в астрономів ще 1996 року, а запустити планували у 2007-2011 роках. Саме тоді галузь космосу активно розвивалася, вчені відкривали перші екзопланети, тому виникла потреба в потужному інструменті.

Однак реалізація планів затягнулася і перетворилася на рекордний довгобуд NASA із рекордним бюджетом. Спочатку JWST оцінювали у 500 мільйонів доларів, але з роками його вартість збільшилася у 20 разів – приблизно до 10 мільярдів.

Інженери зібрали "Джеймса Вебба" лише наприкінці серпня 2019 року, але запустити його не вдалося. Запуск відкладати 10 разів з різних причин аж до 25 грудня 2021 року.

У процесі реалізації проекту США хотіли закрити його через надмірні витрати. Та й фахівці нерідко були винними у цьому. Проектом керували підрядники, які постійно недооцінювали складність унікального обладнання, через що зривали терміни та бюджети. Інженери-збирачі кілька разів з недогляду ламали та псували компоненти телескопа, забували затягнути гвинти та гайки.

Скільки "житиме" JWST

"Джеймс Вебб" прослужить від п'яти до десяти років. Ймовірніше за все, на цьому його "життя" закінчиться. Річ у тім, що у конструкції закладено ліміт, щоб забезпечити високу чутливість датчика, який найглибше проникає в інфрачервоний діапазон, його потрібно постійно охолоджувати рідким гелієм до -267 °C. "Вебб" перестане працювати, коли закінчиться холодоагент.

Усувати неполадки за допомогою "Шаттла" вчені не зможуть, адже "Вебб" буде занадто далеко від нашої планети.