"Джеймс Уэбб": главное о самом мощном телескопе NASA за $10 миллиардов

25 декабря в 14:20 по Киеву с космодрома Куру во Французской Гвиане должна взлететь ракета "Ариан-5", которая выведет в космос телескоп "Джеймс Уэбб" (JWST). Ожидается, что через месяц он выйдет на рабочую позицию, а еще через полгода передаст на Землю первые снимки.

Об этом сообщает TJ.

"Джеймса Уэбба" назвали "проектом за гранью здравого смысла". Его неоднократно хотели закрыть за чрезмерные расходы, но реализовали из-за огромного научного значения.

Задание"Джеймса Уэбба"

Телескоп "Джеймс Уэбб "должен заменить" Хаббла", который работает на орбите уже 31 год и все чаще выходит из строя. Предполагается, что в следующие пять-десять лет JWST будет главным двигателем развития мировой астрономии и астрофизики. Только за первый год он должен провести 266 наблюдений общей продолжительностью 6000 часов. Важно, что телескопом смогут воспользоваться ученые из 41 страны.

Как сообщает издание Nature от "Джеймса Уэбба" ждут прорывов по двум главным направлениям: поиски потенциально обитаемых экзопланет и внеземной жизни, а также изучение процессов, которые происходили на раннем этапе жизни Вселенной. Оборудование телескопа дает надежду на эти прорывы, ведь "Уэбб" способен изучать объекты, которые в 10-100 раз более тусклые, чем те, что видит "Хаббл", и делать снимки в 10 раз более четкие.

Уникальность телескопа

JWST-очень большое зеркало диаметром 6,5 метра. Для сравнения, у "Хаббла" — всего 2,4 метра. Поскольку "тарелку" такого размера невозможно уместить в ракету, зеркало "Уэбба" сделали сложенным. Оно состоит из трех секций, которые должны развернуться в точке прибытия. Зеркало в прямом смысле золотое. Инженеры покрыли 18 шестиугольных сегментов слоем золота толщиной 100 нанометров - этот металл хорошо отражает инфракрасные лучи.

"Джеймса Уэбба" хотят нацелить на области, находящиеся за 13,6 миллиарда световых лет от Земли. Ученые надеются получить уникальные данные о зарождении Вселенной.

Астрономы очень ждут, что с помощью "Уэбба" можно будет заглянуть на 13,6 миллиарда световых лет вглубь космоса.

Астрономическое сообщество делает большую ставку на этот телескоп учитывая его научный потенциал. Мы все глубоко переживаем то, что происходит, - заявила астрофизик Йельского университета, один из участников будущей научной программы JWST Приямвада Натараджан.

Из-за расширения Вселенной эти области с огромной скоростью удаляются от Земли - и по мере "растягивания" пространства растягиваются и волны света, идущие из этих областей к Земле. Частота волн падает, видимая картинка галактик, звезд и туманностей смещается по спектру "вниз". Это называют космологическим красным устранением.

Такие дальние области воспринимают только телескопы, работающие глубоко в инфракрасном диапазоне. "Уэбб" - именно такой телескоп. Инфракрасные лучи удобны еще и тем, что проходят сквозь туманности из газа и пыли, в отличие от лучей видимого света.

В то же время кое в чем "Уэбб" проигрывает "Хабблу". Отметим, что "Хаббл" делает красочные фотографии далеких уголков космоса, тогда как "Уэбб" на это неспособен — он не воспринимает видимый свет. Инфракрасную картинку можно лишь приблизительно перевести в видимые цвета, создав визуализацию вместо настоящей фотографии.

"Уэбб" и внеземная жизнь

Телескоп "Джеймс Уэбб" сможет зафиксировать внеземную жизнь, если она существует в радиусе 15 световых лет от Земли. Этот телескоп станет мощнейшим инструментом мировой науки в поиске биосигнатур-сложных органических веществ, которые не могут образоваться на планете без участия живых организмов, даже примитивных.

Ожидается, что телескоп сможет исследовать океаны под слоем льда на Европе (спутник Юпитера) и Энцеладе (спутник Сатурна). JWST сможет точно определить химический состав этих океанов и установить вероятность наличия жизни в них. Ученые проверят данные "Уэбба" через пять-семь лет, отправив туда исследовательские зонды.

Исследователь детства Вселенной

Ученые NASA надеются, что "Джеймс Уэбб" даст информацию о самом интересном периоде истории Вселенной, когда ему было всего 100-250 миллионов лет. Тогда еще стояли Темные века: не было ни галактик, ни звезд - космос был "затянут туманом" из атомов водорода и гелия, рассеянных по всему доступному объему.

Затем этот "туман" как бы конденсировался в некоторых местах — атомы накапливались и сжимались в звезды и квазары, которые озарили Вселенную первым светом. Вследствие этого наступала эпоха реионизации: Вселенная из темного однородного "газового хранилища" превращалась в скопления светящегося вещества, разделенные триллионами километров пустоты.

"Джеймс Уэбб" позволит определить, когда точно появились первые источники света во Вселенной, и что именно это было - звезды или квазары. Также телескоп многое расскажет о формировании первых черных дыр, которые, возможно, стали собирать вокруг себя первые галактики. Вся эта информация поможет астрономам понять, почему Вселенная сейчас выглядит именно так, как она выглядит.

Почему "Уэбба" разрабатывали так долго

Идея создать этот телескоп появилась у астрономов еще в 1996 году, а запустить планировали в 2007-2011 годах. Именно тогда отрасль космоса активно развивалась, ученые открывали первые экзопланеты, поэтому возникла потребность в мощном инструменте.

Однако реализация планов затянулась и превратилась в рекордный долгострой NASA с рекордным бюджетом. Сначала JWST оценивали в 500 миллионов долларов, но с годами его стоимость увеличилась в 20 раз – примерно до 10 миллиардов. 

Инженеры собрали "Джеймса Уэбба" лишь в конце августа 2019 года, но запустить его не удалось. Запуск откладывать 10 раз по разным причинам вплоть до 25 декабря 2021 года.

В процессе реализации проекта США хотели закрыть его из-за чрезмерных затрат. Да и специалисты нередко были виновны в этом. Проектом руководили подрядчики, которые постоянно недооценивали сложность уникального оборудования, из-за чего срывали сроки и бюджеты. Инженеры-сборщики несколько раз по недосмотру ломали и портили компоненты телескопа, забывали затянуть винты и гайки.

Сколько будет "жить" JWST

"Джеймс Уэбб" прослужит от пяти до десяти лет. Вероятнее всего, на этом его "жизнь" закончится. Дело в том, что в конструкции заложен лимит, чтобы обеспечить высокую чувствительность датчика, который глубоко проникает в инфракрасный диапазон, его нужно постоянно охлаждать жидким гелием до -267 °C. "Уэбб" перестанет работать, когда закончится хладагент.

Устранять неполадки с помощью "Шаттла" ученые не смогут, ведь "Уэбб" будет слишком далеко от нашей планеты.

Вас также могут заинтересовать новости:

• Астрономы показали новое яркое фото галактики и рассказали, как телескоп Hubble сделал
• SpaceX запустила космический телескоп для изучения черных дыр и пульсаров
• Человечество впервые "коснулось" Солнца: зонд NASA вошел в атмосферу звезды (видео)