Ten artykuł lub sekcja dotyczy trwającej misji kosmicznej . Wyświetlane informacje mogą się często zmieniać. Nie dodawaj spekulacji ani tekstu bez odwoływania się do wiarygodnych źródeł . Ostatnio edytowane 14 lipca 2022 r.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba
Artystyczna koncepcja teleskopu
Opis
Rodzaj	Teleskop
Operator(y)	NASA ESA CSA STScI [ 1 ]
Stronie internetowej	jwst .nasa .gov sci .esa .int /jwst asc- csa .gc .ca stsci .edu / jwst
czas trwania misji	5 lat z możliwością przedłużenia do 10 lat 6 miesięcy i 19 dni (w trakcie)
nieruchomości
Makaron	6 161,4 kg
Średnica	6,5 metra
Energia elektryczna	2 000 watów
Misja
Wykonawcy)	Northrop Grumman , Piłka Aerospace
Data wydania	25 grudnia 2021 , [ 2 ] 09:20:00 UTC -3
pojazd startowy	Ariana 5
miejsce wydania	Kourou ELA-3
periastro	374 000 km (230 000 mil) [ 3 ]
Apoastro	1 500 000 km (930 000 mil) [ 3 ]
okres orbitalny	6 miesięcy
insygnia misji
Insygnia misji. Logo misji.
Klas
Ten artykuł lub sekcja zawiera materiały dotyczące bieżącej misji kosmicznej, więc informacje mogą ulec zmianie w miarę postępu misji.
Portal astronomiczny

Główne lustro Jamesa Webba w ogromnym pomieszczeniu NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland .

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ( JWST ) to teleskop kosmiczny opracowany wspólnie przez NASA , Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) i Kanadyjską Agencję Kosmiczną (CSA) ^{[ 4 ]} w celu umieszczenia w przestrzeni obserwatorium do przechwytywania promieniowania podczerwonego . Teleskop powinien obserwować powstawanie pierwszych galaktyk i gwiazd , badać ewolucję galaktyk oraz obserwować procesy powstawania gwiazd i planet .^{[ 5 ]} Teleskop był początkowo nazywanyKosmicznym Teleskopem Nowej GeneracjilubNGST. Termin „Next Generation” odnosi się do faktu, że ma on zastąpićKosmiczny Teleskop Hubble'a, ponieważ po jego uruchomieniu opracowano nowe technologie, pozwalające na budowę nowego teleskopu pod nową koncepcją. ^{[ 6 ]} Teleskop został później przemianowany w2002roku , na cześć byłego administratora amerykańskiej agencji kosmicznejJamesa Edwina Webba, który kierowałprogramem Apollo, oprócz wielu innych ważnych misji kosmicznych . ^{[ 7]}

Ten teleskop ma częściowo zastąpić funkcje Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Jego masa jest w przybliżeniu o połowę mniejsza od masy Hubble'a, ale jej zwierciadło główne ma średnicę 2,5 raza większą i powierzchnię lustra sześć razy większą od Hubble'a, co pozwala mu wychwycić znacznie więcej światła. ^{[ 8 ]} Teleskop powinien być również wyposażony w lepszy sprzęt do przechwytywania promieniowania podczerwonego. Oczekuje się również, że będzie działać znacznie dalej od Ziemi, krążąc w halo, które stanowi drugi punkt Lagrange'a L2 . ^{[ 9 ]}

Dotarcie na ostateczną orbitę zajmie teleskopowi około trzech miesięcy. Jego żywotność będzie ograniczona odległością od Lagrange Point L2, poza orbitą Księżyca i poza zasięgiem jakiegokolwiek obecnie dostępnego załogowego statku kosmicznego, co uniemożliwi konserwację teleskopu; ^{[ 10 ] [ 5 ]} a także ze względu na ograniczone zapasy chłodnic ^{[ 11 ]} i paliwa używanego do utrzymywania go na orbicie , które powinny być niewielkie w porównaniu z teleskopem Hubble'a . ^{[ 12 ]}

James Webb został wystrzelony 25 grudnia 2021 roku z Centrum Kosmicznego Kourou w Gujanie Francuskiej . ^{[ 13 ]} 24 stycznia 2022 r . dotarł do miejsca przeznaczenia, Lagrange point L2. ^{[ 14 ]} Jej pierwszym celem była gwiazda HD 84406 , położona około 241 lat świetlnych od Ziemi . ^{[ 15 ]}Jednak otrzymane początkowe obrazy nie zostaną bezpośrednio wykorzystane do badań naukowych, ponieważ będą nieostre i posłużą jedynie do pomocy w ustawieniu 18 sześciokątnych segmentów zwierciadła głównego teleskopu. ^{[ 16 ]} Pierwsze naukowe obrazy barwne i spektroskopowe zostały opublikowane 12 lipca 2022 r. ^{[ 17 ]}

Misja

Podstawową misją JWST będzie badanie promieniowania podczerwonego powstałego w wyniku wielkiej ekspansji ( Wielkiego Wybuchu ) oraz prowadzenie obserwacji dzieciństwa Wszechświata . Aby przeprowadzić takie badania z niespotykaną dotąd czułością, całe Obserwatorium musi być chłodne, a duże źródła zakłóceń w podczerwieni, takie jak Słońce , Ziemia i Księżyc , muszą być zablokowane. ^{[ 11 ]}

Aby to osiągnąć, JWST będzie musiał nosić ze sobą dużą metalową , składaną osłonę słoneczną , która będzie musiała otworzyć się w przestrzeni i zablokować wszystkie te źródła promieniowania podczerwonego; w połączeniu z systemem chłodzenia za pomocą grzejników. ^{[ 11 ]} Nominalny czas misji i obserwacji teleskopu to pięć lat, a celem jest osiągnięcie dziesięciu lat. ^{[ 18 ]} Planowana pięcioletnia misja rozpocznie się po półrocznej fazie rozruchu i dostosowania. ^{[ 19 ]}

Cele

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ma cztery główne cele:

• Poszukiwanie światła pierwszych gwiazd i galaktyk, które powstały we Wszechświecie po Wielkim Wybuchu
• Studiuj powstawanie i ewolucję galaktyk
• Zrozum powstawanie gwiazd i układów planetarnych
• Badanie układów planetarnych i początków życia. ^{[ 20 ]}

Początek

Premiera Jamesa Webba na pokładzie Ariane 5.

Start (oznaczony jako „lot Ariane VA256”) miał miejsce 25 grudnia 2021 r. na rakiecie Ariane 5 w Centrum Kosmicznym Kourou w Gujanie Francuskiej . ^{[ 13 ]} Po sukcesie startu, administrator NASA Bill Nelson stwierdził, że jest to „wspaniały dzień dla planety Ziemia”. ^{[ 21 ]}

31 minut po wystrzeleniu teleskop rozpoczął proces rozkładania paneli słonecznych, anteny, osłony słonecznej, lustra i ramienia, co ma zająć trzynaście dni. ^{[ 22 ]}

astronomia w podczerwieni

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest formalnym następcą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a , a ponieważ koncentruje się głównie na astronomii w podczerwieni , jest również następcą Kosmicznego Teleskopu Spitzera . James Webb przewyższy możliwości obu swoich poprzedników, będąc w stanie zobaczyć więcej i starsze gwiazdy i galaktyki. ^{[ 23 ]} Obserwacje w widmie podczerwieni są kluczową techniką, aby to osiągnąć, ze względu na kosmologiczne przesunięcie ku czerwieni., a także dlatego, że ten rodzaj promieniowania lepiej penetruje pył i gaz. Pozwala to na obserwację ciemniejszych i zimniejszych obiektów. Ponieważ para wodna i dwutlenek węgla w atmosferze ziemskiej pochłaniają większość częstotliwości w tym widmie, naziemna astronomia w podczerwieni ogranicza się do wąskich pasm fal, które atmosfera pochłania najmniej. Dodatkowo sama atmosfera emituje tego typu promieniowanie, często zasłaniając światło obserwowanych obiektów; co sprawia, że ​​teleskop kosmiczny jest preferowany do obserwacji w podczerwieni. ^{[ 24 ]}

Lokalizacja i orbita

JWST działa na orbicie halo, krążąc wokół punktu w przestrzeni zwanego punktem Lagrange'a Słońce-Ziemia , około 1 500 000 km poza orbitą Ziemi wokół Słońca. ^{[ 25 ]} Jego rzeczywista pozycja waha się od około 250 000 km do 832 000 km L2 podczas orbitowania, dzięki czemu pozostaje poza cieniem Ziemi i Księżyca. Taki układ utrzymuje temperaturę statku kosmicznego na stałym poziomie i poniżej 50 K (-223°C) wymaganych do obserwacji w słabej podczerwieni. ^{[ 26 ]}

kontrola termiczna

JWST Sunshield to pasywny system kontroli termicznej wdrażany po wystrzeleniu w celu ochrony teleskopu i oprzyrządowania przed światłem i ciepłem pochodzącym od Słońca, Ziemi i Księżyca. Jego celem jest umożliwienie pracy teleskopu na podczerwień w projektowanej temperaturze 40 kelwinów (-233°C). ^{[ 27 ]} Teleskop wykorzystuje więc dużą osłonę przeciwsłoneczną do blokowania światła i ciepła pochodzącego od Słońca, Ziemi i Księżyca, a jego położenie w pobliżu Słońce-Ziemia L2 utrzymuje wszystkie trzy ciała po tej samej stronie statku kosmicznego przez cały czas. . ^{[ 28 ]} Ochraniacz utrzymuje stabilną temperaturę struktur po ciemnej stronie, co ma kluczowe znaczenie dla zachowania precyzyjnego wyrównania segmentów zwierciadła głównego w przestrzeni. ^{[29 ]}

Instrumenty

Ilustracja Jamesa Webba.

Trzy główne moduły instrumentalne teleskopu to:

• Moduł Zintegrowanego Instrumentu Naukowego - ( ISIM );
• Element Teleskopu Optycznego - ( OTE );
• Moduł Wsparcia Kosmicznego - ( SSM ).

ISIM to w pełni rozproszony system, który składa się z modułu kriogenicznego zintegrowanego z OTE i oprogramowaniem , obwodami procesora i innymi instrumentami elektronicznymi, zlokalizowanymi w gorącej części SSM. ^{[ 30 ]}

ISIM zapewnia strukturę, środowisko i środki transportu danych gromadzonych przez trzy moduły naukowe: NIRCam , NIRSpec i MIRI. Oprócz czujnika precyzyjnego dostrajania (czujnik dostrajania precyzyjnego - FGS):

• Kamera bliskiej podczerwieni (NIRCam) = Kamera na podczerwień; ^{[ 31 ]}
• Mid Infrared Instrument (MIRI) = Instrumenty do podczerwieni; ^{[ 32 ]}
• Spektrograf w bliskiej podczerwieni (NIRSpec) = spektrograf w podczerwieni. ^{[ 33 ]}

Northrop Grumman Space Technology jest głównym wykonawcą odpowiedzialnym za rozwój i integrację Obserwatorium. Są odpowiedzialni za rozwój i budowę statku kosmicznego, który obejmuje zarówno; korpus główny i osłona słoneczna. ^{[ 34 ]} Firma Ball Aerospace otrzymała zlecenie na opracowanie i budowę elementu teleskopu optycznego (OTE) . ^{[ 19 ]} Centrum Lotów Kosmicznych im. Goddarda jest odpowiedzialne za dostarczenie Modułu Zintegrowanego Instrumentu Naukowego (ISIM). ^{[ 35 ]}

Historia

Prace nad projektem rozpoczęły się ponad 30 lat temu w STScI od wyzwania „pomyślenia o kolejnej wielkiej misji poza Hubble'em”. Opracowanie koncepcji misji nastąpiło we wrześniu 1989 roku, podczas warsztatów zorganizowanych w STScI przed wystrzeleniem Hubble'a. Warsztaty obejmowały możliwości naukowe i wyzwania technologiczne takiej misji i opierały się na dotychczasowych badaniach. ^{[ 36 ]}

Historia (rozwój do 2003)

Dyskusje na temat kontynuacji Hubble'a rozpoczęły się w latach 80., ale poważne planowanie rozpoczęto we wczesnych latach 90. ^{[ 38 ]} Panel UV-Optical in Space National Academy z 1990 r. dał impuls do koncepcji, zalecając chłodzony teleskop kosmiczny. Następca Hubble'a. Rozwój koncepcji 8-metrowego Kosmicznego Teleskopu Nowej Generacji (NGST) w ciągu następnych dwóch lat koncentrował się na chłodzonym teleskopie widzialnym i podczerwonym, gdy stało się jasne, że technicznie niepraktyczne jest uwzględnienie możliwości UV.

W 1993 roku Rada Instytutu Kosmicznego Teleskopu (STIC) powołała komisję do zbadania misji astronomii kosmicznej XXI wieku, a dwa lata później komisja zaleciła teleskop o długości 4 m – mniejszy niż początkowo omawiany 8 do 10 m NGST, ale zachowujący wszystkie najważniejsze zdolność widzenia światła podczerwonego. Później NASA przywróciła NGST do 8 metrów. ^{[ 39 ]}

Zasadniczo koncepcja teleskopu Hi-Z została opracowana w latach 1989-1994: ^{[ 40 ]} w pełni odkryty 4-metrowy teleskop na podczerwień z aperturą ^{[ 41 ]} , który chowałby się na orbitę o 3 jednostki astronomiczne . ^{[ 42 ]} Ta odległa orbita skorzystałaby na zmniejszeniu szumu świetlnego z pyłu zodiakalnego. ^{[ 43 ]} Inne wczesne plany przewidywały misję z prekursora teleskopu NEXUS. ^{[ 44 ]}

Naprawa wadliwej optyki Teleskopu Kosmicznego Hubble'a we wczesnych latach odegrała znaczącą rolę w narodzinach JWST. W 1993 roku NASA przygotowała STS-61 , misję promu kosmicznego, która miała zastąpić kamerę HST i adapter do spektrografu obrazowania , aby skompensować aberrację sferyczną w zwierciadle głównym.

W 2002 roku projekt został przemianowany na cześć drugiego administratora NASA (1961-1968) Jamesa E. Webba. Webb kierował agencją podczas programu Apollo i ustanowił badania naukowe jako podstawową działalność NASA. ^{[ 45 ]} W 2003 r. NASA przyznała TRW kontrakt główny na JWST o wartości 824,8 miliona dolarów. JWST to projekt NASA realizowany we współpracy międzynarodowej Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej (CSA), które formalnie dołączyły odpowiednio w 2004 i 2007 roku.

Projekt wymagał zwierciadła głównego o długości 6,1 metra i daty startu w 2010 r. Później w tym samym roku firma TRW została przejęta przez Northrop Grumman i stała się Northrop Grumman Space Technology. ^{[ 46 ]}

Planowanie (2005)

Rozwój był zarządzany przez NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland , z Johnem C. Matherem jako naukowcem. Głównym wykonawcą była firma Northrop Grumman Aerospace Systems , odpowiedzialna za opracowanie i budowę elementu statku kosmicznego, który obejmował autobus satelitarny, osłonę przeciwsłoneczną, zespół rozmieszczanej wieży (DTA), który łączy element teleskopu optycznego z autobusem statku kosmicznego oraz wysięgnik środkowy Zespół (MBA). ), która pomaga rozmieścić duże osłony przeciwsłoneczne na orbicie, ^{[ 47 ]} , podczas gdy Ball Aerospace & Technologieszostała zlecona podwykonawcom w celu opracowania i budowy samego OTE oraz modułu Integrated Science Instrument Module (ISIM). ^{[ 48 ]}

Pierwsze zdjęcie w podczerwieni (sztucznie zabarwione) wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Ten obraz ukazuje nigdy wcześniej nie widziane galaktyki, zniekształcenia grawitacyjne i kilka gwiazd.

Multi-Field Multi-Instrument (MIMF)

Po osiągnięciu ważnego kamienia milowego, jakim było zestrojenie teleskopu z NIRCam w marcu 2022 roku, zespół Webba zaczął rozszerzać ustawienie teleskopu na prowadnicę (czujnik dokładnej orientacji lub FGS) i pozostałe trzy instrumenty naukowe. NASA nazwała to sześciotygodniowym procesem wielopolowym wyrównaniem wielu instrumentów (MIMF). ^{[ 49 ]}

pierwsze obrazy

11 lipca 2022 r. NASA zaprezentowała pierwsze zdjęcie głębokiego pola wykonane przez Jamesa Webba. Prezydent USA Joe Biden ujawnił obraz we wspólnej transmisji Białego Domu i amerykańskiej Agencji Kosmicznej. ^{[ 50 ]}

12 lipca 2022 r. zaprezentowano publiczności to, co NASA nazwała „pakietem” zdjęć wykonanych przez Jamesa Webba. Kilka obiektów zostało sfotografowanych i ujawniono pomiary spektralne. ^{[ 51 ]}

Zdjęcia opublikowane przez NASA 12 lipca 2022 r.

Mgławica Eta Carinae	Kwintet Stephana	NGC 3132	widmo Egzoplaneta WASP 76 b

Zobacz też

• Wielkie Obserwatoria Kosmiczne
• Kosmiczny teleskop Hubble

Bibliografia

Zewnętrzne linki

• «Witryna NASA o sondzie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba » 
• «Po Plutonie 6 projektów, które powinny zrewolucjonizować sposób, w jaki postrzegamy przestrzeń» 

• portal astronomiczny
• portal kosmologiczny
• Portal eksploracji kosmosu