Приключи настройката на космическия телескоп Джеймс Уеб

В началото на месец април тази година една от най-обсъжданите теми сред любителите на науката бе извеждането в космоса на космическата обсерватория Джеймс Уеб. Това не е за учудване, понеже този сложен апарат се създава още от 1996 година, а неговото изстрелване бе отлагано над десет пъти. От друга страна той е стотици пъти по-мощен от космическия телескоп Хъбъл и струва баснословните 10 милиарда щ. долара. Джеймс Уеб вече достигна своето работно място в точката на Лагранж L2 на системата Слънце-Земя, която се намира на 1,5 милиона километра от нашата планета.

Очакванията са, че този космически телескоп ще може да види какво има отвъд облаците прах и да покаже как се раждат звездите и другите космически обекти. Най-вероятно новата космическа обсерватория ще даде възможност за разкриването на много тайни на Вселената, което изключително много интригува учените, а и обикновените хора. Но сега вече настройката на новия космически телескоп почти приключи и съвсем скоро той ще започне да изпраща към Земята отдавна очаквана информация. Нека се спрем малко по-подробно.

Главната особеност на телескопа Джеймс Уеб

Космическият телескоп Джеймс Уеб е изключително мощен апарат, който улавя светлината в инфрачервения диапазон с помощта на четири сложни прибора. Инфрачервеното излъчване идва от всички планети, галактики, звезди и други най-различни космически обекти, като благодарение именно на него те най-лесно се откриват. Казано накратко, новият телескоп улавя преминаващата през космическото пространство червена и инфрачервена светлина, която се отразява в неговото огледало и се концентрира в инфрачервения приемник, като след това се записва и по-късно се изпраща към Земята. Благодарение на най-съвременната апаратура телескопът може да улавя дори съвсем слабите сигнали, което означава, че може да забележи дори и изключително отдалечени от нас космически обекти. Няма съмнение, че той може да погледне много по-далече отколкото Хъбъл и всички други обсерватории изведени към днешен ден в космоса.

Охлаждането на телескопа Джеймс Уеб

За да може Джеймс Уеб да направи максимално качествени снимки на далечните космически обекти, не бива да бъде допускано възникването на шумове и интерференции. Те могат да се появят под влиянието на слънчевата светлина в резултат дори от най-лекото нагряване на интегрираните в телескопа прибори. Това е така, защото топлината също води до излъчването на инфрачервени вълни. Ето защо един от първите етапи на тази космическа обсерватория е охлаждането на нейната собствена конструкция, като за това са използвани няколко метода едновременно, включително и криогенно охлаждане.

Обсерваторията Джеймс Уеб разполага с четири основни научни прибора:

• Камера за близкия инфрачервен диапазон (Near-Infrared Camera)
• Камера за работа в средния диапазон на инфрачервеното излъчване (MIRI)
• Спектрограф за близкия инфрачервен диапазон (NIRSpec)
• Сензор за точното насочване (FGS)

Най-чувствителният към топлината инструмент е приборът MIRI за работа в средния инфрачервен диапазон. За неговата нормална работа е необходимо той да бъде охладен до температура - 266 градуса по Целзий, което бе осъществено съвсем наскоро. Първоначално инструментът бе охладен до -183 градуса по Целзий, намирайки се под отворения слънцезащитен щит на обсерваторията с размер колкото тенисен корт. След това обсерваторията автоматично включи електрическия криогенен охладител, благодарение на което наскоро бе постигната необходимата изключително ниска температура.

Фината настройка на телескопа Джеймс Уеб

След като огледалото на космическия телескоп бе успешно разтворено и регулирано, а температурата на работните инструменти достигна необходимите стойности, сега вече космическата инфрачервена обсерватория може да прави ясни и добре фокусирани снимки с помощта на четирите си изброени по-горе мощни научни инструмент. Сега Джеймс Уеб е готов да пристъпи към следващата и последна фаза от подготовката, по време на която се осъществява тестването на цялата апаратура и на всички инструменти. Този процес на настройка и тестване на приборите ще отнеме около два месеца. НАСА съобщи, че още това лято ще започне изпълнението на първите планирани научни операции.

Космическата обсерватория вече изпрати няколко така наречени инженерни изображения, които показват част от големия Магеланов облак - неголямата галактика-спътник на Млечния път. На снимките това изглежда като плътно поле от стотици хиляди звезди. Размерите и разположението на изображенията дават представа за относителното разположение на всеки един от инструментите на Джеймс Уеб във фокалната плоскост на телескопа.

Трите инструмента за визуализация на новия телескоп - NIRCam (изображенията са направени при дължина на вълната 2 микрона), NIRISS (1,5 микрона) и MIRI (7,7 микрона, благодарение на което се вижда излъчването на междузвездните облаци, както и светлината на звездите). Както вече казахме, инструментът NIRSpec е по-скоро спектрограф, но той може да улавя изображения с размер 1,1 микрона, които се използват за прихващане на целта и калибриране на апаратурата. Тъмните области в снимките на NIRSpec са свързани със структурата на неговия масив от микроскопични затвори, които всъщност са няколко стотици хиляди. Те могат поотделно да бъдат отваряни и затваряни, за да се избере каква точно светлина ще попадне в спектрографа.

Качеството на изображенията е ограничено от дифракцията. Това означава, че яснотата на малките детайли е толкова висока, колкото изобщо е физически възможно, като се имат предвид размерите на телескопа. От този момент нататък промените на отделните сегменти на неговото основно огледало ще бъдат съвсем малки, докато се постигне съвсем точната фина настройка.

След като и тази фаза приключи, космическият телескоп Джеймс Уеб ще бъде насочван към различни области на космоса, където излъчването е по-високо, за да се потвърди неговата висока термична стабилност при промяна на целите.

https://youtu.be/UAx-D0GCvnI

Първите задачи на Джеймс Уеб ще включват изучаването на екзопланетите, околозвездните дискове, квазарите, транснептуновите космически обекти и кометите.