Телескоп Джеймса Уэбба! Начало истории.

25.01.2022

Космический телескоп «Джеймс Уэбб»

25 декабря 2021 года с космодрома Куру, который находится в Гвианском космическом центре (Южная Америка), состоялся очередной запуск ракеты «Ариан-5». Этот запуск был необычным. На этот раз данный космический корабль открывал новый проект, который представляет собой результат международного сотрудничества целых 17 стран, во главе которых стоит NASA. Этим проектом стал вывод в космос совершенно нового телескопа "Джеймс Уэбб". Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (англ. James Webb Space Telescope, JWST) — это самая крупная орбитальная инфракрасная обсерватория. По сравнению с прочими орбитальными телескопами космический телескоп «Джеймс Уэбб» в настоящее время является самым большим космическим телескопом. Более того, космический телескоп «Джеймс Уэбб» имеет самое большое главное зеркало по сравнению с прочими орбитальными телескопами. Ориентировочная стоимость проекта составляет 10 миллиардов долларов.

Желание получить максимально возможный размер главного зеркала при работе в космосе привело к тому, что учеными еще на стадии зарождения проекта было принято решение использовать не цельное главное зеркало, а сегментированное, то есть зеркало, состоящее из отдельных шестиугольных элементов. Конструкторы предусмотрели возможность сложения некоторых сегментов при полете внутри ракеты "Ариан-5" и выводе в космос, что позволило в итоге получить при окончательном развороте всех сегментов общий диаметр главного зеркала в 6,5 метра.

Главное зеркало космического телескопа «Джеймс Уэбб». Фото: NASA

К слову, у знаменитого космического телескопа имени "Хаббла" диаметр главного зеркала составлял 2,4 метра. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» имеет также и вторичное зеркало размером 0,7 метра. Фокусное расстояние оптической системы составляет 131,4 метра. Любопытно, но главное зеркало телескопа изготовлено не из стекла, а из позолоченного бериллия. Общее количество отдельных сегментов, из которых и набрано главное зеркало, составляет 18 элементов.

Работа на одном из сегментов главного зеркала. Фото: NASA

Чем же оснащен этот уникальный новый телескоп? На борту космического телескопа «Джеймс Уэбб» имеются самые разнообразные приборы и устройства: камера ближнего инфракрасного диапазона, прибор для работы в среднем диапазоне инфракрасного излучения, спектрограф ближнего инфракрасного диапазона, датчик точного наведения, устройство формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевой спектрограф. В отличие от упомянутого выше космического телескопа "Хаббл", который ведёт наблюдения в ближнем ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах, телескоп «Джеймс Уэбб» будет вести наблюдения в более низком диапазоне частот, от длинноволнового видимого света (красный) до среднего инфракрасного. Это позволит ему наблюдать наиболее далёкие объекты во Вселенной, объекты с большим красным смещением (первые галактики и звёзды во Вселенной).

Какие еще задачи ставят ученые перед космическим телескопом «Джеймс Уэбб»? Отметим сразу, что срок службы данного телескопа изначально определялся до 10 лет, однако запуск данного телескопа состоялся настолько удачным, что оставшиеся запасы топлива обеспечат его полноценную работу на ближайшие 15-20 лет. Топливо телескопу будет необходимо для выполнения многочисленных маневров после окончательного выведения на орбиту. За период работы данного телескопа учеными планируется провести, не много не мало, более 2100 наблюдений! Целью исследований будут являться не только планеты и малые тела Солнечной системы, но и экзопланеты и протопланетные диски, галактики и скопления галактик, а также квазары. Первые научные исследования начнутся летом 2022 года.

Сердце космического телескопа «Джеймс Уэбб» - его главное зеркало! Фото: NASA

Помимо описанных основных задач с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» учеными планируется провести множество других немаловажных исследований:   

1. Обнаружение света первых звёзд и галактик, сформированных после Большого взрыва, изучение формирования и развития галактик, звёзд, планетных систем и происхождения жизни.

2. Обнаружение относительно холодных экзопланет с температурой поверхности до 300 К (что практически равно температуре поверхности Земли), находящихся дальше 12 а.е. от своих звёзд, и удалённых от Земли на расстояние до 15 световых лет. В зону подробного наблюдения попадут более двух десятков ближайших к Солнцу звёзд. Благодаря JWST ожидается настоящий прорыв в экзопланетологии — возможностей телескопа будет достаточно для того, чтобы обнаруживать не только сами экзопланеты, но даже спутники и спектральные линии этих планет.

3. Изучение 17 ближайших протопланетных дисков из двадцати, изображения которых были получены в 2003 году с помощью космического телескопа «Спитцер» и в 2018 году комплексом радиотелескопов ALMA. «Уэбб» будет измерять спектры протопланетных дисков, что позволит составить представление об их химическом составе, а также дополнить деталями внутреннего строения системы, наблюдаемые ранее комплексом ALMA.

4. Изучение водных миров Солнечной системы — спутника Юпитера Европы и спутника Сатурна Энцелада. Инструмент NIRSpec будет использован для поиска биосигнатур (метан, метанол, этан) в гейзерах обоих спутников.

5. Наблюдение малой планеты Церера, астероидов Паллада, Рюгу, транснептуновых объектов, кентавров и нескольких комет.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб»

Что ж, остается только пожелать космическому телескопу «Джеймс Уэбб» успешной работы, удивительных открытий и внесения значительного вклада, как и его предшественники, в развитие космических исследований.