Инженерни истории

Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ – дългочаканият наследник на „Хъбъл“

16.02.2019 г.

Благодарение на стремителното развитие на космическата техника успяхме да научим много за Слънчевата система, но въпреки забележителните открития, направени през годините, Вселената е все така пълна с мистерии. „Джеймс Уеб“ е следващият мащабен телескоп, който ще ни помогне да надникнем и достигнем още по-далеч в открития космос. 



Сред основните задачи на бъдещия телескоп е идентифицирането на светлината на първите звезди и галактики след Големия взрив. „Уеб“ ще може да вижда не само самите планети, но и техните спътници, т.е. можем да очакваме революция в изучаването на екзопланетите. Новият телескоп носи името на втория ръководител на НАСА, който е начело на американската космическа агенция от 1961 до 1968 г.



Телескопът се разработва със съвместните усилия на НАСА, ESA и Канадската космическа агенция, а в програмата взимат участие експерти от 17 страни. Срокът за неговата експлоатация е разчетен на 10 години. Апаратът ще бъде инсталиран в точка L2 – точка на Лагранж, в която гравитацията на Слънцето и Земята балансира орбиталното движение на спътника. Това ще му позволи да остане в една фиксирана позиция с минимално количество енергия, необходима за корекция на курса. 


Теглото му е почти два пъти по-малко от това на „Хъбъл”, сравним е по дължина с тенис корт и на височина с триетажна къща. Най-голямата част от телескопа е слънчевият щит, дълъг 20 m и широк 7 m. За производството на щита се използва специален полимерен филм, покрит с тънък слой алуминий от едната страна и силиций от другата. Празнините между отделните слоеве на термичния щит ще бъдат изпълнени с вакуум. 


Чувствителността на телескопа зависи от площта на огледалото – в случая 25 m2. Огледалото е с диаметър 6.5 m, като всеки панел се движи самостоятелно. За направата му се използва специален вид берилий – лек и сравнително твърд метал, който запазва формата си при криогенни температури, но е много скъп. После се нанася златно покритие. Всеки от 18-те сегмента тежи по 40 kg. Диаметърът създава трудности, защото няма толкова голяма ракета, която би могла да побере цялото огледалото и затова то ще лети сгънато и ще се разгърне, подобно на цвете, след като „Уеб“ бъде позициониран на 1.6 млн. км. от Земята. Понеже ще се намира толкова далече, основният проблем пред инженерите е, че телескопът на практика няма да може да бъде физически ремонтиран, ако даде дефекти. Вторичното огледало е много по-малко от основното и има изпъкнала форма. 


NIRCam е основен научен инструмент и камера, която обхваща инфрачервения диапазон. Тя действа и като основен датчик за подравняване на огледалата на телескопа и затова е незаменима. С нейна помощ учените се надяват да видят светлината от най-ранните обекти на Вселената и да проучат млади звезди. Важна особеност на NIRCam е наличието на коронограф, което позволява да се наблюдават планетите около далечни звезди.



На Интегрирания научен инструментален модул ще бъде инсталиран и спектрографа NIRSpec, с чиято помощ ще бъде възможно да се събере информация за физичните свойства на обектите и техния химичен състав. Спектрографът е с тегло 195 kg и е инструмент за едновременно наблюдение на голям брой обекти в Kосмоса. 


Устройството MIRI е най-чувствителното устройство на телескопа „Уеб“ и работи в диапазона от 5 до 28 µm. Включва камера със сензор с разделителна способност 1024×1024 пиксела, както и спектрограф. 



Космическият апарат, в който се помещават телескопа и инструментите, е друго инженерно предизвикателство. Защитният кожух на апарата е предвиден да не допуска прегряване на работните повърхнини на обсерваторията като поддържа изключително ниска температура.


„Джеймс Уеб“ трябваше да излети с „Ариана 5“ от космодрума Куру във Френска Гвиана през 2007 г. През юни 2018 г. беше оповестено, че изстрелването му се отлага за 2021 г. Поредното отлагане се случи само три месеца след предишното, когато датата за старта бе изместена от 2019 за 2020 г. При това НАСА съобщи, че общата цена на телескопа се очертава да достигне 9.9 млрд. долара. 



Дългоочакваният научен апарат е в окончателна фаза на сглобяване и тестване, но то ще изисква повече време, за да се гарантира успеха на мисията. Дали науката и съвременните технологии ще ни разкрият интересни факти за космически обекти и началото на Вселената, само времето ще покаже. 


За да подготвим този материал, използвахме информация от: NASA, National Geographic, Астрономическа Асоциация София, БТА, Франс прес


Текста състави: Ирина Яблина от редакционния отдел на Инженер.БГ


Източник на снимковия материал: NASA

ПРОМО.bg

  • Потопяеми помпи за сондажи и сондажни кладенци Lowara

    Потопяеми помпи за сондажи и сондажни кладенци Lowara

    Снабди се с чиста вода директно от земните недра с потомяемите помпи за сондажи и сондажни кладенци Lowara. А още по-хубавото е, че от Аквастарт имат страхотна специална оферта. Грабни я още сега!

  • Комплект за спояване Super Fire Hot Box

    Комплект за спояване Super Fire Hot Box

    Юроком сбъдва твоите мечти по-бързо и лесно отколкото да преброиш до три. От фирмата предлагат комплект за спояване Super Fire Hot Box на Rothenberger само сега на специална цена.