Tento článek nebo sekce je o probíhající vesmírné misi . Zobrazené informace se mohou často měnit. Nepřidávejte spekulace nebo text bez odkazu na spolehlivé zdroje . Naposledy upraveno 14. července 2022.

Vesmírný dalekohled Jamese Webba
Umělcova koncepce dalekohledu
Popis
Typ	Dalekohled
Operátoři	NASA ESA CSA STScI [ 1 ]
Webová stránka	jwst .nasa .gov sci .esa .int /jwst asc-csa .gc .ca stsci .edu /jwst
trvání mise	5 let s možností prodloužení na 10 let 6 měsíců a 19 dní (probíhá)
vlastnosti
Těstoviny	6 161,4 kg
Průměr	6,5 metru
Elektrická energie	2 000 wattů
Mise
Dodavatel(é)	Northrop Grumman , Ball Aerospace
Datum vydání	25. prosince 2021 , [ 2 ] 09:20:00 UTC −3
nosná raketa	arián 5
místo vydání	Kourou ELA-3
periastro	374 000 km (230 000 mi) [ 3 ]
Apoastro	1 500 000 km (930 000 mi) [ 3 ]
orbitální období	6 měsíců
misijní insignie
Odznaky mise. Logo mise.
Známky
Tento článek nebo sekce obsahuje materiál o aktuální vesmírné misi, takže informace se mohou v průběhu mise měnit.
Astronomický portál

Hlavní zrcadlo Jamese Webba v obrovské místnosti Goddard Space Flight Center NASA v Greenbelt , Maryland .

Vesmírný dalekohled Jamese Webba ( JWST ) je vesmírný dalekohled vyvinutý společně NASA , Evropskou kosmickou agenturou (ESA) a Kanadskou vesmírnou agenturou (CSA), ^{[ 4 ]} za účelem umístění do vesmíru observatoře pro zachycování infračerveného záření. . Dalekohled by měl pozorovat vznik prvních galaxií a hvězd , studovat vývoj galaxií a vidět procesy vzniku hvězd a planet .^{[ 5 ]} Dalekohled byl zpočátku nazývánvesmírným dalekohledem nové generaceneboNGST. Termín "příští generace" odkazuje na skutečnost, že má nahraditHubbleův vesmírný dalekohled, protože po jeho startu byly vyvinuty nové technologie, které umožnily postavit nový dalekohled podle nové koncepce. ^{[ 6 ]} Dalekohled byl později přejmenován v roce2002na počest bývalého administrátora americké vesmírné agenturyJamese Edwina Webba, který vedlprogram Apollo, kromě řady dalších důležitých vesmírných misí. ^{[ 7]}

Tento dalekohled má částečně nahradit funkce Hubbleova vesmírného dalekohledu. Jeho hmotnost je přibližně poloviční než hmotnost HST, ale jeho primární zrcadlo má průměr 2,5krát větší a plochu zrcadla šestkrát větší než HST, což mu umožňuje zachytit mnohem více světla. ^{[ 8 ]} Dalekohled by měl mít také lepší vybavení pro zachycení infračerveného záření. Očekává se také, že bude operovat mnohem dále od Země a bude obíhat v halu, které tvoří druhý bod Lagrange L2 . ^{[ 9 ]}

Dalekohledu bude trvat asi tři měsíce, než dosáhne své konečné oběžné dráhy. Jeho životnost bude omezena vzdáleností od Lagrangeova bodu L2, za oběžnou dráhou Měsíce a mimo dosah jakékoli aktuálně dostupné pilotované kosmické lodi, což zabrání údržbě dalekohledu; ^{[ 10 ] [ 5 ]} a také kvůli omezeným zásobám chladičů ^{[ 11 ]} a paliva používaného k udržení na oběžné dráze, které by měly být ve srovnání s Hubbleovým teleskopem malé . ^{[ 12 ]}

James Webb byl vypuštěn 25. prosince 2021 z vesmírného střediska Kourou ve Francouzské Guyaně . ^{[ 13 ]} 24. ledna 2022 dorazila do svého cíle, do Lagrangeova bodu L2. ^{[ 14 ]} Jejím prvním cílem byla hvězda HD 84406 , která se nachází přibližně 241 světelných let od Země . ^{[ 15 ]}Počáteční snímky však nebudou přímo použity pro vědecké studie, protože budou neostré a budou sloužit pouze jako pomoc při zarovnání 18 šestiúhelníkových segmentů primárního zrcadla dalekohledu. ^{[ 16 ]} První vědecké barevné a spektroskopické snímky byly zveřejněny 12. července 2022. ^{[ 17 ]}

Mise

Primárním posláním JWST bude zkoumat infračervené záření vyplývající z velké expanze ( velkého třesku ) a provádět pozorování dětství vesmíru . Aby bylo možné provádět takové studie s nebývalou citlivostí, musí být celá observatoř udržována v chladu a velké zdroje infračerveného rušení, jako je Slunce , Země a Měsíc , musí být blokovány. ^{[ 11 ]}

Aby toho bylo dosaženo, bude muset JWST nést s sebou velký metalizovaný skládací sluneční štít , který se bude muset otevřít ve vesmíru a zablokovat všechny tyto zdroje infračerveného záření; v kombinaci s chladicím systémem využívajícím radiátory. ^{[ 11 ]} Nominální doba mise a pozorování dalekohledu je pět let, s cílem dosáhnout deseti let. ^{[ 18 ]} Plánovaná pětiletá mise začne po šestiměsíční fázi uvedení do provozu a úpravě. ^{[ 19 ]}

Cíle

Vesmírný dalekohled Jamese Webba má čtyři hlavní cíle:

• Hledání světla prvních hvězd a galaxií, které vznikly ve vesmíru po velkém třesku
• Studujte vznik a vývoj galaxií
• Porozumět vzniku hvězd a planetárních soustav
• Studujte planetární systémy a původ života. ^{[ 20 ]}

Zahájení

Start Jamese Webba na palubě Ariane 5.

Start (označený jako „Ariane flight VA256“) se uskutečnil 25. prosince 2021 na raketě Ariane 5 ve vesmírném středisku Kourou ve Francouzské Guyaně . ^{[ 13 ]} Po úspěchu startu prohlásil administrátor NASA Bill Nelson , že toto je „skvělý den pro planetu Zemi“. ^{[ 21 ]}

31 minut po startu teleskop zahájil proces rozmístění svých solárních panelů, antény, slunečního štítu, zrcadla a ramene, což má trvat třináct dní. ^{[ 22 ]}

infračervená astronomie

Vesmírný dalekohled Jamese Webba je formálním nástupcem Hubbleova vesmírného dalekohledu , a protože se primárně zaměřuje na infračervenou astronomii , je také nástupcem Spitzerova vesmírného dalekohledu . James Webb překoná schopnosti obou svých předchůdců a bude schopen vidět více a starší hvězdy a galaxie. ^{[ 23 ]} Pozorování v infračerveném spektru je klíčovou technikou, jak toho dosáhnout, kvůli kosmologickému rudému posuvu.a protože tento typ záření lépe proniká prachem a plynem. To umožňuje pozorování tmavších a chladnějších objektů. Protože vodní pára a oxid uhličitý v zemské atmosféře absorbují většinu frekvencí v tomto spektru, pozemní infračervená astronomie je omezena na úzká vlnová pásma, která atmosféra pohlcuje nejméně. Navíc, atmosféra sama vydává tento typ záření, často pokrývající světlo pozorovaných objektů; což činí vesmírný dalekohled výhodnějším pro infračervená pozorování. ^{[ 24 ]}

Umístění a oběžná dráha

JWST operuje na oběžné dráze halo a obíhá kolem bodu ve vesmíru známého jako Lagrangeův bod Slunce-Země L2 , přibližně 1 500 000 km za oběžnou dráhou Země kolem Slunce. ^{[ 25 ]} Jeho skutečná poloha kolísá mezi asi 250 000 km a 832 000 km L2, jak obíhá, a udržuje jej mimo stín Země a Měsíce. Toto uspořádání udržuje teplotu kosmické lodi konstantní a pod 50 K (-223 °C) potřebných pro slabá infračervená pozorování. ^{[ 26 ]}

termoregulace

JWST Sunshield je pasivní tepelný řídicí systém nasazený po startu k ochraně dalekohledu a přístrojového vybavení před světlem a teplem ze Slunce, Země a Měsíce. Jeho účelem je umožnit infračervenému dalekohledu pracovat při nebo nižší než jeho návrhové teplotě 40 kelvinů (-233 °C). ^{[ 27 ]} Dalekohled proto používá velkou sluneční clonu k blokování světla a tepla ze Slunce, Země a Měsíce a jeho poloha blízko Slunce-Země L2 udržuje všechna tři tělesa na stejné straně kosmické lodi po celou dobu. . ^{[ 28 ]} Chránič udržuje stabilní teplotu pro struktury na temné straně, což je kritické pro udržení přesného vyrovnání primárních zrcadlových segmentů v prostoru. ^{[29 ]}

Nástroje

Ilustrace James Webb.

Tři hlavní přístrojové moduly dalekohledu jsou:

• Modul integrovaného vědeckého nástroje - ( ISIM );
• Element optického dalekohledu - ( OTE );
• Modul podpory vesmíru - ( SSM ).

ISIM je plně distribuovaný systém, který se skládá z kryogenního modulu , který je integrován s OTE a se softwarem , obvody procesoru a dalšími elektronickými nástroji, umístěnými v horké části SSM. ^{[ 30 ]}

ISIM poskytuje strukturu, prostředí a dopravní prostředky pro data, která shromažďují tři vědecké moduly: NIRCam, NIRSpec a MIRI. Kromě jemného ladění senzoru (Fine Guidance Sensor - FGS):

• Near Infrared Camera (NIRCam) = Infračervená kamera; ^{[ 31 ]}
• Mid Infrared Instrument (MIRI) = přístroje pro infračervené záření; ^{[ 32 ]}
• Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) = infračervený spektrograf. ^{[ 33 ]}

Northrop Grumman Space Technology je hlavním dodavatelem odpovědným za vývoj a integraci observatoře. Jsou zodpovědní za vývoj a konstrukci kosmické lodi, která zahrnuje obojí; hlavní tělo a sluneční štít. ^{[ 34 ]} Společnost Ball Aerospace byla subdodávkou na vývoj a stavbu optického teleskopu (OTE) . ^{[ 19 ]} Goddard Space Flight Center je odpovědný za poskytování modulu Integrated Science Instrument Module (ISIM). ^{[ 35 ]}

Dějiny

Práce na projektu začala před více než 30 lety na STScI s výzvou „přemýšlet o další velké misi mimo HST“. Vývoj konceptu mise přišel v září 1989 s workshopem pořádaným v STScI před vypuštěním HST. Workshop se zabýval vědeckými příležitostmi a technologickými výzvami takové mise a navazoval na předchozí dosavadní výzkum. ^{[ 36 ]}

Historie (vývoj do roku 2003)

Diskuse o pokračování HST začaly v 80. letech 20. století, ale seriózní plánování začalo počátkem 90. ^{[ 38 ]} Panel UV-Optical in Space National Academies z roku 1990 dal impuls koncepci tím, že doporučil chlazený vesmírný dalekohled. Hubblův nástupce. Vývoj 8metrového konceptu vesmírného dalekohledu nové generace (NGST) v průběhu příštích dvou let se zaměřil na chlazený viditelný a infračervený dalekohled, jakmile se ukázalo, že je technicky nepraktické zahrnout schopnosti UV záření.

V roce 1993 Rada institutu vesmírných teleskopů (STIC) jmenovala výbor pro studium vesmírných astronomických misí 21. století a o dva roky později výbor doporučil 4m dalekohled – menší než původně diskutovaný 8 až 10m NGST. schopnost vidět infračervené světlo. Později NASA obnovila NGST na 8 metrů. ^{[ 39 ]}

V zásadě byl koncept Hi-Z dalekohledu vyvinut v letech 1989 až 1994: ^{[ 40 ]} zcela odkrytý infračervený dalekohled s aperturou 4 metry ^{[ 41 ]} , který by se zasunul na oběžnou dráhu o 3 astronomické jednotky . ^{[ 42 ]} Této vzdálené oběžné dráze by prospělo snížení světelného šumu zvířetníkového prachu. ^{[ 43 ]} Jiné rané plány počítaly s misí z prekurzorového dalekohledu NEXUS. ^{[ 44 ]}

Oprava vadné optiky Hubbleova vesmírného dalekohledu v prvních letech sehrála významnou roli při zrodu JWST. V roce 1993 NASA připravila STS-61 , misi raketoplánu, která měla nést náhradu za kameru HST a adaptér pro jeho zobrazovací spektrograf pro kompenzaci sférické aberace v jeho primárním zrcadle.

V roce 2002 byl projekt přejmenován na počest druhého administrátora NASA (1961–1968) Jamese E. Webba. Webb vedl agenturu během programu Apollo a založil vědecký výzkum jako hlavní činnost NASA. ^{[ 45 ]} V roce 2003 NASA udělila TRW hlavní kontrakt na JWST v hodnotě 824,8 milionů dolarů. JWST je projekt NASA s mezinárodní spoluprací Evropské vesmírné agentury (ESA) a Kanadské vesmírné agentury (CSA), které se formálně připojily v roce 2004 a 2007.

Projekt požadoval primární zrcadlo o průměru 6,1 metru a datum startu v roce 2010. Později toho roku TRW získala společnost Northrop Grumman a stala se z ní Northrop Grumman Space Technology. ^{[ 46 ]}

Přeplánování (2005)

Vývoj byl řízen Goddard Space Flight Center NASA v Greenbelt , Maryland , s Johnem C. Matherem jako projektovým vědcem. Hlavním dodavatelem byla společnost Northrop Grumman Aerospace Systems , zodpovědná za vývoj a konstrukci prvku kosmické lodi, který zahrnoval satelitní sběrnici, sluneční clonu, sestavu Deployable Tower (DTA), která spojuje prvek optického teleskopu se sběrnicí kosmické lodi, a střední výložník . shromáždění (MBA). ), která pomáhá rozmístit velké sluneční clony na oběžnou dráhu ^{[ 47 ]} , zatímco Ball Aerospace & Technologiesbyl subdodavatelsky zadán vývoj a vybudování samotného OTE a modulu Integrated Science Instrument Module (ISIM). ^{[ 48 ]}

První infračervený (uměle zbarvený) snímek pořízený vesmírným dalekohledem Jamese Webba. Tento snímek odhaluje dosud neviděné galaxie, gravitační deformace a několik hvězd.

Multi-Field Multi-Instrument (MIMF)

Po splnění hlavního milníku zarovnání dalekohledu k NIRCam v březnu 2022 začal tým Webb rozšiřovat zarovnání dalekohledu na průvodce (FGS či Fine Orientation Sensor) a další tři vědecké přístroje. NASA nazvala tento šestitýdenní proces multi-field multi-instrument alignment (MIMF). ^{[ 49 ]}

první obrázky

11. července 2022 NASA představila první snímek z hlubokého pole pořízený Jamesem Webbem. Americký prezident Joe Biden snímek odhalil prostřednictvím společného vysílání Bílého domu a americké vesmírné agentury. ^{[ 50 ]}

12. července 2022 bylo veřejnosti představeno to, co NASA nazývala „balíček“ snímků pořízených Jamesem Webbem. Několik objektů bylo vyfotografováno a byla odhalena spektrální měření. ^{[ 51 ]}

Snímky zveřejněné NASA 12. července 2022

Mlhovina Eta Carinae	Stephanův kvintet	NGC 3132	spektrum Exoplaneta WASP 76b

Viz také

• Velké vesmírné observatoře
• Hubbleův vesmírný dalekohled

Reference

externí odkazy

• „Web NASA o sondě Jamese Webba Space Telescope “ 
• „Po Plutu 6 projektů, které by měly změnit způsob, jakým vidíme vesmír“ 

• astronomický portál
• kosmologický portál
• Portál pro průzkum vesmíru