Den här artikeln eller avsnittet handlar om ett pågående rymduppdrag . Informationen som visas kan ändras ofta. Lägg inte till spekulationer eller text utan att hänvisa till tillförlitliga källor . Senast redigerad 14 juli 2022.

James Webb rymdteleskop
Konstnärens uppfattning om teleskopet
Beskrivning
Typ	Teleskop
Operatör(er)	NASA ESA CSA STScI [ 1 ]
Hemsida	jwst .nasa .gov sci .esa .int /jwst asc-csa .gc .ca stsci .edu /jwst
uppdragets varaktighet	5 år, förlängningsbar till 10 år 6 månader och 19 dagar (pågår)
egenskaper
Pasta	6 161,4 kg
Diameter	6,5 meter
Elkraft	2 000 watt
Uppdrag
Entreprenör(er)	Northrop Grumman , Ball Aerospace
Releasedatum för	25 december 2021 , [ 2 ] 09:20:00 UTC −3
bärraket	ariane 5
släppplats	Kourou ELA-3
periastro	374 000 km (230 000 mi) [ 3 ]
Apoastro	1 500 000 km (930 000 mi) [ 3 ]
omloppsperiod	6 månader
uppdragsbeteckning
Missionsbeteckning. Missions logotyp.
Betyg
Den här artikeln eller avsnittet innehåller material om ett aktuellt rymduppdrag, så informationen kan ändras när uppdraget fortskrider.
Astronomiportal

James Webbs huvudspegel i det enorma rummet på NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt , Maryland .

James Webb Space Telescope ( JWST ) är ett rymdteleskop som utvecklats gemensamt av NASA , European Space Agency (ESA) och Canadian Space Agency (CSA), ^{[ 4 ]} i syfte att placera ett observatorium i rymden för att fånga infraröd strålning . Teleskopet ska observera bildandet av de första galaxerna och stjärnorna , studera galaxernas utveckling och se processerna för bildandet av stjärnor och planeter .^{[ 5 ]} Teleskopet kallades ursprungligenNext Generation Space TelescopeellerNGST. Termen "Nästa generation" hänvisar till det faktum att det är tänkt att ersättaHubble Space Telescope, för efter dess lansering utvecklades ny teknik, vilket gör att det nya teleskopet kan byggas under ett nytt koncept. ^{[ 6 ]} Teleskopet döptes senare om2002, för att hedra en tidigare administratör för amerikansk rymdorganisation,James Edwin Webb, som leddeApollo-programmet, förutom ett antal andra viktiga rymduppdrag. ^{[ 7]}

Detta teleskop är avsett att delvis ersätta funktionerna i rymdteleskopet Hubble. Dess massa är ungefär hälften av Hubble, men dess primära spegel har en diameter som är 2,5 gånger större och en spegelarea sex gånger så stor som Hubble, vilket gör att den kan fånga mycket mer ljus. ^{[ 8 ]} Teleskopet borde också ha bättre utrustning för att fånga infraröd strålning. Den förväntas också fungera mycket längre från jorden och kretsar runt i den halo som utgör den andra Lagrange L2-punkten . ^{[ 9 ]}

Teleskopet kommer att ta ungefär tre månader att nå sin slutliga bana. Dess livslängd kommer att begränsas av avståndet från Lagrange Point L2, bortom månens omloppsbana och utanför räckvidd för alla tillgängliga bemannade rymdfarkoster, vilket kommer att förhindra att teleskopet genomgår underhåll; ^{[ 10 ] [ 5 ]} och även på grund av det begränsade lagret av kylare ^{[ 11 ]} och bränsle som används för att hålla det i omloppsbana, vilket borde vara litet jämfört med Hubble- teleskopet . ^{[ 12 ]}

James Webb sköts upp den 25 december 2021 från Kourou Space Center i Franska Guyana . ^{[ 13 ]} Den 24 januari 2022 anlände den till sin destination, Lagrange-punkten L2. ^{[ 14 ]} Dess första mål var stjärnan HD 84406 , belägen cirka 241 ljusår från jorden . ^{[ 15 ]}De första bilderna som produceras kommer dock inte att användas direkt för vetenskapliga studier, eftersom de kommer att vara ur fokus och endast kommer att tjäna till att hjälpa till med inriktningen av de 18 sexkantiga segmenten av teleskopets primära spegel. ^{[ 16 ]} De första vetenskapliga färg- och spektroskopibilderna publicerades den 12 juli 2022. ^{[ 17 ]}

Uppdrag

JWST:s primära uppdrag kommer att vara att undersöka den infraröda strålningen som härrör från den stora expansionen ( Big Bang ) och göra observationer av universums barndom . För att utföra sådana studier med oöverträffad känslighet måste hela observatoriet hållas svalt och stora källor för infraröd interferens som solen , jorden och månen måste blockeras. ^{[ 11 ]}

För att uppnå detta måste JWST bära med sig en stor metalliserad hopfällbar solsköld , som måste öppnas i rymden och blockera alla dessa källor för infraröd strålning; kombinerat med ett kylsystem som använder radiatorer. ^{[ 11 ]} Den nominella tiden för teleskopets uppdrag och observationer är fem år, med målet att nå tio år. ^{[ 18 ]} Det planerade femåriga uppdraget kommer att påbörjas efter en sexmånaders idrifttagnings- och anpassningsfas. ^{[ 19 ]}

Mål

James Webb rymdteleskop har fyra huvudmål:

• Söker efter ljuset från de första stjärnorna och galaxerna som bildades i universum efter Big Bang
• Studera bildandet och utvecklingen av galaxer
• Förstå bildandet av stjärnor och planetsystem
• Studera planetsystem och livets ursprung. ^{[ 20 ]}

Lansera

Lansering av James Webb ombord på Ariane 5.

Uppskjutningen (betecknad "Ariane flight VA256") ägde rum den 25 december 2021 på en Ariane 5 -raket vid Kourou Space Center i Franska Guyana . ^{[ 13 ]} Efter framgången med uppskjutningen, sade NASA-administratören Bill Nelson att detta är "en stor dag för planeten Jorden". ^{[ 21 ]}

31 minuter efter lanseringen påbörjade teleskopet processen att placera ut sina solpaneler, antenn, solskydd, spegel och arm, vilket förväntas ta tretton dagar. ^{[ 22 ]}

infraröd astronomi

Rymdteleskopet James Webb är den formella efterträdaren till rymdteleskopet Hubble , och eftersom dess primära fokus ligger på infraröd astronomi , är det också en efterföljare till rymdteleskopet Spitzer . James Webb kommer att överträffa kapaciteten hos båda sina föregångare, att kunna se fler och äldre stjärnor och galaxer. ^{[ 23 ]} Observation i det infraröda spektrumet är en nyckelteknik för att uppnå detta, på grund av den kosmologiska rödförskjutningen., och för att denna typ av strålning tränger in i damm och gas bättre. Detta möjliggör observation av mörkare och kallare föremål. Eftersom vattenånga och koldioxid i jordens atmosfär absorberar de flesta frekvenser i detta spektrum är markbaserad infraröd astronomi begränsad till smala vågband som atmosfären absorberar minst. Dessutom avger atmosfären själv denna typ av strålning, som ofta täcker ljuset från föremål som observeras; vilket gör ett rymdteleskop att föredra för infraröda observationer. ^{[ 24 ]}

Läge och omloppsbana

JWST fungerar i en gloriabana, som cirkulerar runt en punkt i rymden som kallas Sun-Earth L2 Lagrange-punkten , cirka 1 500 000 km bortom jordens omloppsbana runt solen. ^{[ 25 ]} Dess faktiska position varierar mellan cirka 250 000 km och 832 000 km L2 när den kretsar, vilket håller den borta från jordens och månens skugga. Detta arrangemang håller rymdfarkostens temperatur konstant och under de 50 K (-223 °C) som krävs för svaga infraröda observationer. ^{[ 26 ]}

termisk kontroll

JWST Sunshield är ett passivt termiskt kontrollsystem som används efter uppskjutning för att skydda teleskopet och instrumenteringen från ljus och värme från solen, jorden och månen. Dess syfte är att låta det infraröda teleskopet fungera vid eller under dess designtemperatur på 40 kelvin (-233 °C). ^{[ 27 ]} Teleskopet använder därför ett stort solskyddsmedel för att blockera ljus och värme från solen, jorden och månen, och dess position nära solen-jorden L2 håller alla tre kropparna på samma sida av rymdfarkosten hela tiden. alla . ^{[ 28 ]} Skyddet upprätthåller en stabil temperatur för strukturerna på den mörka sidan, vilket är avgörande för att upprätthålla den exakta inriktningen av de primära spegelsegmenten i rymden. ^{[29 ]}

Instrument

Illustration av James Webb.

Teleskopets tre huvudinstrumentmoduler är:

• Integrated Science Instrument Module - ( ISIM );
• Optiskt teleskopelement - ( OTE );
• Space Support Module - ( SSM ).

ISIM är ett fullt distribuerat system som består av en kryogen modul som är integrerad med OTE och med mjukvaran , processorkretsar och andra elektroniska instrument, placerade i den heta delen av SSM. ^{[ 30 ]}

ISIM tillhandahåller struktur, miljö och transportmedel för data som samlas in av de tre vetenskapliga modulerna: NIRCam , NIRSpec och MIRI. Förutom finjusteringssensorn (Fine Guidance Sensor - FGS):

• Nära infraröd kamera (NIRCam) = Infraröd kamera; ^{[ 31 ]}
• Mid Infrared Instrument (MIRI) = Instrument för infraröd; ^{[ 32 ]}
• Nära infraröd spektrograf (NIRSpec) = Infraröd spektrograf. ^{[ 33 ]}

Northrop Grumman Space Technology är huvudentreprenören som ansvarar för utvecklingen och integrationen av observatoriet. De ansvarar för utvecklingen och konstruktionen av rymdfarkosten, som inkluderar både; huvudkroppen och solskyddet. ^{[ 34 ]} Ball Aerospace lades ut på entreprenad för att utveckla och bygga det optiska teleskopelementet (OTE) . ^{[ 19 ]} Goddard Space Flight Center ansvarar för att tillhandahålla den integrerade vetenskapsinstrumentmodulen (ISIM). ^{[ 35 ]}

Historia

Arbetet med projektet började för mer än 30 år sedan på STScI med utmaningen att "tänka på nästa stora uppdrag bortom Hubble". Utvecklingen av ett uppdragskoncept kom i september 1989, med en workshop som hölls på STScI, före lanseringen av Hubble. Workshopen behandlade de vetenskapliga möjligheterna och tekniska utmaningarna med ett sådant uppdrag och byggde på tidigare forskning hittills. ^{[ 36 ]}

Historia (utveckling fram till 2003)

Diskussioner om en fortsättning av Hubble började på 1980-talet, men seriös planering började i början av 1990. ^{[ 38 ]} National Academies UV-Optical in Space panel från 1990 gav impulser till konceptet genom att rekommendera ett kylt rymdteleskop. Hubbles efterträdare. Utvecklingen av ett 8-meters Next Generation Space Telescope (NGST)-koncept under de kommande två åren fokuserade på ett kylt synligt och infrarött teleskop när det stod klart att det var tekniskt opraktiskt att inkludera UV-kapaciteten.

1993 utsåg Space Telescope Institute Council (STIC) en kommitté för att studera 2000-talets rymdastronomiuppdrag och två år senare rekommenderade kommittén ett 4m teleskop – mindre än det 8 till 10m NGST som diskuterades från början. , men med bibehållande av det allra viktigaste. förmåga att se infrarött ljus. Senare återställde NASA NGST till 8 meter. ^{[ 39 ]}

I grund och botten utvecklades Hi-Z-teleskopkonceptet mellan 1989 och 1994: ^{[ 40 ]} ett helt avtäckt 4-meters infrarött teleskop ^{[ 41 ]} som skulle dras in i en omloppsbana med 3 astronomiska enheter . ^{[ 42 ]} Denna avlägsna omloppsbana skulle ha gynnats av minskat ljusbrus från zodiakaldamm. ^{[ 43 ]} Andra tidiga planer krävde ett uppdrag från NEXUS prekursorteleskop. ^{[ 44 ]}

Korrigering av Hubble-rymdteleskopets felaktiga optik under dess tidiga år spelade en betydande roll i födelsen av JWST. 1993 förberedde NASA STS-61 , rymdfärjans uppdrag som skulle bära en ersättning för HST:s kamera och en adapter för dess bildspektrograf för att kompensera för sfärisk aberration i dess primära spegel.

2002 döptes projektet om för att hedra NASA:s andra administratör (1961–1968) James E. Webb. Webb ledde byrån under Apollo-programmet och etablerade vetenskaplig forskning som en kärnverksamhet för NASA. ^{[ 45 ]} År 2003 tilldelade NASA TRW masterkontraktet på 824,8 miljoner dollar för JWST. JWST är ett NASA-projekt, med internationellt samarbete från European Space Agency (ESA) och Canadian Space Agency (CSA), som formellt gick med 2004 respektive 2007.

Projektet krävde en 6,1 meter primär spegel och ett lanseringsdatum 2010. Senare samma år förvärvades TRW av Northrop Grumman och blev Northrop Grumman Space Technology. ^{[ 46 ]}

Omplanering (2005)

Utvecklingen sköttes av NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt , Maryland , med John C. Mather som projektforskare. Huvudentreprenören var Northrop Grumman Aerospace Systems , ansvarig för utvecklingen och konstruktionen av rymdfarkostelementet, som inkluderade satellitbussen, solskyddet, Deployable Tower Assembly (DTA) som förbinder det optiska teleskopelementet med rymdfarkostbussen, och Mid Boom Montering (MBA). ) som hjälper till att placera ut de stora solskydden i omloppsbana, ^{[ 47 ]} medan Ball Aerospace & Technologieslades ut på underleverantörer för att utveckla och bygga själva OTE och ISIM ( Integrated Science Instrument Module ). ^{[ 48 ]}

Den första infraröda (artificiellt färgade) bilden tagen av rymdteleskopet James Webb. Den här bilden avslöjar aldrig tidigare sett galaxer, gravitationsförvrängningar och några stjärnor.

Multi-Field Multi-Instrument (MIMF)

Efter att ha uppnått den stora milstolpen med att rikta in teleskopet till NIRCam i mars 2022, började Webb-teamet utöka teleskopets inriktning till guiden (Fine Orientation Sensor, eller FGS) och de andra tre vetenskapliga instrumenten. NASA kallade denna sexveckorsprocess multi-field multi-instrument alignment (MIMF). ^{[ 49 ]}

första bilderna

Den 11 juli 2022 presenterade NASA den första djupfältsbilden tagen av James Webb. USA:s president Joe Biden avslöjade bilden genom en gemensam sändning mellan Vita huset och US Space Agency. ^{[ 50 ]}

Den 12 juli 2022 presenterades vad NASA kallade ett "paket" med bilder tagna av James Webb för allmänheten. Flera föremål fotograferades och fick spektrala mätningar avslöjade. ^{[ 51 ]}

Bilder släpptes av NASA den 12 juli 2022

Eta Carinae Nebula	Stephans kvintett	NGC 3132	spektrum av Exoplanet WASP 76 b

Se även

• Stora rymdobservatorier
• Hubble rymdteleskop

Referenser

externa länkar

• "NASAs webbplats om James Webb Space Telescope-sonden " 
• "Efter Pluto, 6 projekt som borde revolutionera hur vi ser rymden" 

• astronomi portal
• kosmologi portal
• Utforskning av rymden portal