На что способен космический телескоп Джеймса Уэбба?

Ученый стоит перед космическим телескопом Джеймса Уэбба во время испытаний

Узнайте, как сравниваются космический телескоп Хаббла и новый космический телескоп Джеймса Уэбба.



Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) планируется запустить НАСА 22 декабря 2021 года.

Его часто называют «преемником» космического телескопа Хаббла, запущенного в 1990 году. Но насколько они похожи на самом деле?





Узнайте, чем космический телескоп Джеймса Уэбба и космический телескоп Хаббл сравнивают с астрономами из Королевской обсерватории в Гринвиче.

Запуск космического телескопа Джеймса Уэбба

Текущая дата запуска: 22 декабря 2021 г.



когда начинается лунное затмение

Ожидаемое время запуска: 12.20 по Гринвичу (7.20 по восточному стандартному времени)

Место запуска: Космодром Европы , Французская Гвиана

Запустить прямую трансляцию: скоро будет доступно



Какой свет видят телескопы?

Хаббл

JWST

Видимый и ультрафиолетовый



Хаббл уделяет основное внимание видимому и ультрафиолетовому свету. Его инструменты могут наблюдать небольшую часть инфракрасного спектра от 0,8 до 2,5 микрон, но не до такой степени, как Джеймс Уэбб. Вместо этого он фокусирует свои уникальные ультрафиолетовые (от 0,1 до 0,4 микрон) возможности на работе, которую невозможно выполнить с земли, а его инструменты видимого (от 0,4 до 0,8 микрон) света - для получения изображений с высоким разрешением, с которыми мы наиболее знакомы.

Красный и инфракрасный





JWST был разработан для фокусировки на инфракрасной части спектра от 0,6 (красный свет) до 28 микрон (инфракрасный). Это означает, что он не сможет видеть в ультрафиолетовом свете, как Хаббл, но сможет фокусироваться на ярких инфракрасных объектах, таких как очень далекие галактики.

Свет распространяется в диапазоне частот по электромагнитному спектру. Наши глаза эволюционировали, чтобы обнаруживать полосу спектра, известную как «видимый свет», что неудивительно, учитывая, что наша атмосфера блокирует многие другие длины волн.



Однако есть много других форм света, которые мы не можем видеть как внутри, так и за пределами нашей атмосферы.



Электромагнитный спектр НАСА.

Инфракрасный свет имеет более длинную волну и может проходить через объекты в космосе, которые блокируются видимым светом, например газ и пыль. Вот почему изображения, полученные с помощью телескопов, которые обнаруживают инфракрасные частоты, могут различать объекты за пределами этих облаков и казаться более четкими, чем изображения, полученные с помощью других телескопов.

какая луна была прошлой ночью
Сравнительные виды Mystic Mountain NASA / ESA / M. Команда к 20-летию Ливио и Хаббла

Сравнительные виды Мистической горы (НАСА / ЕКА / Группа по 20-летию М. Ливио и Хаббла)



Так что же, космический телескоп Джеймса Уэбба заменяет космический телескоп Хаббла?

Поскольку JWST не покрывает те же типы света, на которые способен Хаббл, он на самом деле не «заменяет» те же возможности, которые есть у Хаббла.

Однако, хотя мы потеряем способность видеть в ультрафиолетовом свете так же, как это сделал Хаббл, расширив диапазон длин волн до инфракрасного света, JWST предоставит доступ к части спектра, которой у Хаббла никогда не было.

Насколько велики космические телескопы Хаббла и Джеймса Уэбба?

Хаббл

Джеймс Уэбб

Хаббл имеет длину 13,2 метра (43,5 фута), а его максимальный диаметр составляет 4,2 метра (14 футов). Это примерно размер большого грузовика.

Апертура Хаббла (часть, способная принимать свет) составляет 2,4 метра в поперечнике.

Солнцезащитный козырек JWST составляет около 22 на 12 метров (69,5 футов x 46,5 футов). Он примерно вдвое меньше самолета 737. Солнцезащитный экран размером с теннисный корт.

Апертура JWST составляет 6,5 метров в поперечнике.

JWST будет использовать обширный солнцезащитный экран, чтобы поддерживать телескоп в прохладном состоянии. Это важно для всех космических телескопов, но особенно верно для инфракрасных телескопов, таких как JWST, поскольку «теплые» объекты излучают много инфракрасного света.

Если сам телескоп не охладить, то он рискует ослепить себя для света любого объекта, который он пытается наблюдать.

Теннисный корт

Главное улучшение здесь - это апертура телескопа.

Фактически это размер отверстия на конце телескопа или, в случае с подобными телескопами, размер зеркала, которое используется для сбора света. Это эквивалент зрачка в центре нашего глаза, темной «дыры», пропускающей свет.

Чем больше апертура, тем больше света может собрать телескоп за один прием и тем слабее виден объект.

Хаббл с апертурой 2,4 метра может видеть объекты, по крайней мере, в 60 000 раз слабее человеческого глаза (что затем значительно расширяется за счет использования камер для съемки фотографий с большой выдержкой).

С зеркалом почти в три раза шире, JWST сможет видеть объекты почти в девять раз слабее, чем Хаббл, что позволяет нам заглядывать еще дальше в космос.

Стражи СкорпионаСобытия Курсы астрономии в Королевской обсерватории Откройте для себя наш спектр курсов по астрономии, подходящих для самых разных людей, и получите опыт Найти курс Выставка Выставка «Астрономический фотограф года» Посмотрите лучшие в мире космические фотографии в Национальном морском музее Посетите сейчас Достопримечательность Королевская обсерватория Посетите место, где показано среднее время по Гринвичу (GMT), главный меридиан мира и единственный в Лондоне планетарий. Посетите сейчас

Каковы расстояния между телескопами и Землей?

Хаббл

JWST

Космический телескоп Хаббла вращается вокруг Земли на высоте ~ 570 км.

JWST фактически не будет вращаться вокруг Земли. Вместо этого он будет располагаться в точке Лагранжа L2 Земля-Солнце. Эта точка находится примерно на 1,5 миллиона километров дальше от Солнца, чем Земля.

когда наступает фаза полнолуния

Космические телескопы имеют огромное преимущество перед наземными. Находясь над атмосферой, им не нужно вглядываться в движущийся воздух, чтобы заглянуть в глубокий космос, что дает им более четкое изображение, чем может обеспечить большинство наземных телескопов. На них также не влияет погода, что может стать большой проблемой для астрономов.

Однако нахождение в космосе значительно затрудняет исправление неполадок. Известно, что при запуске «Хаббла» в зеркале был обнаружен небольшой изъян, исправление которого потребовало полета в космос.

У JWST не будет такого спасения. На расстоянии 1,5 миллиона километров, намного дальше, чем когда-либо путешествовал любой человек, если что-то пойдет не так, невозможно будет отправиться в космос и исправить это.

Его размещают в таком удаленном месте по нескольким причинам. Он удерживает телескоп вдали от отраженного излучения Земли, что является одним из многих вариантов, разработанных для охлаждения этого высокочувствительного телескопа. Он также будет в месте, где гравитация Солнца и Земли работают вместе, что упрощает удержание спутника на месте.

Как далеко назад во времени может видеть JWST?

Чем дальше находится объект, тем дальше во времени мы смотрим. Это связано с тем, что свет проходит от объекта к нам за время.

С большим зеркалом JWST он сможет видеть почти весь путь до начала Вселенной, около 13,7 миллиарда лет назад.

Благодаря своей способности видеть Вселенную в более длинноволновом инфракрасном свете, JWST сможет видеть некоторые из самых далеких галактик в нашей Вселенной, безусловно, с большей легкостью, чем вид Хаббла в видимом / ультрафиолетовом свете.

Это связано с тем, что свет от далеких объектов растягивается за счет расширения нашей Вселенной - эффект, известный как красное смещение, - выталкивает свет из видимого диапазона в инфракрасный.

Почему JWST так долго откладывали?

Космические проекты часто занимают больше времени, чем ожидалось, но JWST повезло больше, чем большинству.

когда были сделаны лодки

Первоначально планировалось запустить его в 2007 году, но серьезная модернизация, рост затрат и задержек привели к тому, что он был перенесен примерно на 2018 год. Однако период тестирования с 2016 года также пострадал от длительных задержек, и дополнительная задержка была вызвана глобальная пандемия 2020 года.

Запуск был перенесен на 18 декабря 2021 года, но эта дата была перенесена не ранее 22 декабря из-за «инцидента» во время подготовки к запуску. В заявлении НАСА говорится, что оно расследует проблему и подтвердит новую дату запуска.

Инцидент произошел во время операций на объекте подготовки спутников в Куру, Французская Гвиана, которые выполнялись под общей ответственностью Arianespace. Техники готовились прикрепить Уэбба к адаптеру ракеты-носителя, который используется для интеграции обсерватории с разгонным блоком ракеты Ariane 5. Внезапное незапланированное снятие зажимной ленты, которая крепит Уэбба к адаптеру ракеты-носителя, вызвало вибрацию по всей обсерватории.

Заявление НАСА

Небольшая задержка может ожидаться, если погода в день запуска будет неподходящей, но ученые будут надеяться, что к концу года JWST будет на орбите над Землей в ожидании перемещения в место своего последнего упокоения в L2 и начале. новой эры в астрономии.

Магазин Гринвичская королевская обсерватория освещает набор из 2 путеводителей по астрономии от 18,00 £ Специальная цена. Сэкономьте 1,98 фунта стерлингов, купив вместе две доступные книги по астрономии из новой серии путеводителей Royal Observatory Greenwich Illuminates ... купить сейчас Магазин Книжный набор Planisphere & 2022 Guide to the Night Sky £ 18.00 Идеальные компаньоны для ночного наблюдения за звездами. Доступно по специальной цене 18 фунтов стерлингов при покупке вместе. Планисфера - это простой в использовании практический инструмент, который помогает астрономам определять созвездия и звезды на каждый день года ... купить сейчас Магазин Sky-Watcher Skyhawk-114 Телескоп £ 179.00 Идеальный телескоп для астрономов от новичка до среднего, которые хотят расширить свой опыт наблюдения за небом ... купить сейчас