Телескоп «Джеймс Уэбб» уже находится в космосе. Начата настройка оптики, с помощью которой «Уэбб» будет изучать, в том числе, открытые ранее экзопланеты. Исследовав более детально атмосферу таких планет и их структуру можно предположить пригодна ли она для колонизации. А если на ней есть жизнь — телескоп, вероятнее всего, ее обнаружит.
С помощью это космической обсерватории ученые планируют заглянуть в прошлое. Несмотря на то, что скорость света составляет 299 тыс. километров в секунду — расстояния во Вселенной настолько велики, что даже свету требуется огромное время, чтобы их преодолеть. Человек видит свет солнца таким, каким он был 8.5 минут назад. С помощью телескопа можно будет изучить древние галактики, которые находятся на расстоянии 13.6 миллиардов световых лет от Земли.
«Джеймс Уэбб» настраивает оптику
Зеркало телескопа имеет диаметр 6.5 метров (для сравнения: зеркало «Хаббла» — 2.4 метра в диаметре). Подобные габариты не позволяют вывести на орбиту зеркало с помощью ракет-носителей целиком. Поэтому зеркало телескопа было разделено на три рабочие секции и 18 независимых сегментов. Каждая из частей зеркала сделана из сплава бериллия с напылением чистого золота (это позволяет работать с излучением инфракрасного спектра).
Еще во время полета к точке назначения зеркало “раскрылось”, но на данный момент сегменты еще не синхронизированы. В ближайшие 3 месяца команда ученых будет удаленно синхронизировать составные элементы установки.
“Чтобы работать вместе как единое зеркало, 18 основных зеркальных сегментов телескопа должны соответствовать друг другу на долю длины волны света – примерно 50 нанометров. Представьте это как, если бы основное зеркало Вебба было размером с Соединенные Штаты, каждый сегмент был бы размером с Техас, и команде нужно было бы выровнять высоту этих сегментов размером с Техас друг с другом с точностью примерно 1.5 дюйма” , — поясняют ученые.
Помимо развертки зеркала, телескоп осуществил раскрытие защитного экрана. Данный узел был одним из самых сложных технических элементов аппарата.
Экран позволяет блокировать исходящие солнечные лучи , таким образом что на солнечной стороне ожидается температура выше 0 (до +50) по Цельсию, а на теневой стороне температура будет постоянно сильно ниже нуля (на данный момент -210). Минусовая температура важна для работы датчиков: они должны быть холоднее объектов, за которыми будут наблюдать.
Экран состоит из пяти разнесенных в пространстве слоев, состоящих из каптона и покрытых алюминием. Их толщина всего 0.025-0.05 миллиметра, а общие габариты 21.1х14.6 метров. Разворачивает щит сложный механизм из 90 тросов и 107 пусковых устройств, поскольку материал экрана был уложен так чтобы раскрыться в нужный момент.
Настройку телескопа будут проводить наблюдая за солнцеподобной звездой (HD 84406) в созвездии Большой Медведицы на расстоянии 260 световых лет от Земли. После настройки зеркал эта звезда станет слишком яркой для телескопа и наблюдение за ней придется прекратить.
Полет «Уэбба»
В конце января 2021 года аппарат достиг конечной точки своего маршрута в 1.5 млн км от земли. До конца своей службы «Джеймс Уэбб» будет находится в точке Лагранжа L2 системы Земля-Солнце.
Точки Лагранжа — это места во Вселенной, где практически отсутствуют силы гравитации за счет действия противонаправленных гравитационных сил разных крупных объектов. В нашем случае речь идет о гравитационных силах Земли и Солнца. Конкретно точка L2 является нестабильной и телескопу периодически надо будет задействовать двигатели чтобы стабилизировать положение. Запасом топлива для работы двигателей на борту телескопа и ограничен срок его службы.
Изначально планировалось, что срок эксплуатации составит 5-10 лет, но благодаря грамотной работе командного центра во время “рулежки” к месту базирования удалось сэкономить часть топлива. Предполагаемое время работы возросло до 20 лет.
До точки L2 телескоп добирался почти месяц, вылетев с космодрома во французской Гвиане на ракете-носителе Ariane 5. Сразу после отсоединения от ракеты носителя начался процесс “автосборки”.
Чей проект?
Телескоп «Джеймс Уэбб» — долгострой NASA. Изначально запуск планировали на 2007 год, но он состоялся лишь в 2021-ом. Подрядчики проекта менялись. Первоначальная стоимость выросла с 500 млн$ до 10 млрд$. Столь серьезное изменение сметы и перенос дедлайна могли повлечь за собой закрытие проекта правительством США, однако научное сообщество сумело отстоять проект «Джеймс Уэбб». Телескоп проведет 266 наблюдений общей продолжительностью в 6000 часов в первый год работы.