Космический телескоп «Джеймса Уэбба» (или «Уэбб») — крупнейшая космическая обсерватория после «Хаббла». Он поможет ученым узнать больше о Вселенной: от образования звезд и планет до рождения первых галактик. «Уэбб» из-за небольшого ЧП запустят ракетой-носителем Ariane 5 с европейского космодрома во Французской Гвиане 22 декабря. Обсерваторию заправили и 20 декабря ее доставят на стартовую площадку.
10 млрд долл и десятилетия на создание
Астрономы начали обсуждать необходимость телескопа, который заменит «Хаббл», в 1990-х годах. Строительство «Уэбба» началось в 2004 году. Запуск откладывался несколько раз, сначала на 2007, затем на 2018 год. В основном, из-за сложностей с разработкой. Обсерватория является результатом международного сотрудничества и объединяет канадские и европейские усилия. Над проектом работали более 10 тыс. человек, а бюджет составил 10 млрд долл. Миссия рассчитана минимум на 5 лет.
«Сердце» «Уэбба» — огромное позолоченное зеркало
Центральным элементом телескопа является огромное вогнутое зеркало шириной 6,5 метров, которое состоит из 18 шестиугольных сегментов. Они сделаны из бериллия, покрытого золотом, и оптимизированы для отражения инфракрасного света. Космическая обсерватория оснащена четырьмя научными инструментами, которые вместе выполняют две основные задачи: получение изображений космических объектов и спектроскопия — дисперсия света на отдельные длины волн для изучения физических и химических свойств космической материи.
Зеркало и инструменты имеют пятислойный солнцезащитный козырек в форме воздушного змея, который способен разворачиваться до размеров теннисного корта. Его мембраны состоят из каптона, материала с высокой термостойкостью и стабильностью в широком диапазоне температур. Все это нужно, поскольку обращенная к Солнцу сторона зеркала будет нагреваться до 110 градусов по Цельсию, в то время как другая — охлаждаться до -226 градусов. Телескоп также имеет различные подсистемы для подачи электроэнергии, передвижения, связи, ориентации, обогрева и обработки данных. Весит «Уэбб», примерно, как школьный автобус: 8 тонн.
Полет длиной в 1,6 млн км
Телескоп будет выведен на орбиту на расстоянии примерно 1,6 млн км от Земли, что примерно в четыре раза больше расстояния от нашей планеты от Луны. Чтобы достичь этой области в космосе, известной как вторая точка Лагранжа (L2), потребуется около месяца.
В отличие от «Хаббла», вращающегося вокруг Земли, «Уэбб» будет вращаться вокруг Солнца. Солнцезащитный экран всегда будет между зеркалом и нашей звездой.
Телескоп-«оригами»
«Уэбб» слишком большой, чтобы поместиться целиком в носовой обтекатель ракеты в рабочем состоянии. Поэтому космическую обсерваторию транспортирую в сложенном виде, как оригами. Развертывание будет самым сложным из когда-либо предпринятых NASA. Примерно через 30 минут после прибытия расправятся антенна связи и солнечные батареи. Затем наступит развертывание солнечного щита — сразу после преодоления Луны. Его тонкие мембраны будут управляться сложным механизмом, включающим 400 шкивов и 400 метров кабеля. На второй неделе откроются зеркала, после чего инструменты будут охлаждены и откалиброваны.
Что будет изучать «Уэбб»
Обсерватория займется обнаружением скрытых частей нашей Солнечной системы, изучением пылевых облаков, в которых формируются звезды и планетные системы, поиском и анализом состава атмосфер разных экзопланет. «Уэбб» будет искать признаки ключевых веществ для потенциального существования жизни: метана, воды, кислорода, углекислого газа и сложных органических молекул. Огромный телескоп дополнит миссию Европейского космического агентства Ariel, запуск которой запланирован на 2029 год.
Наблюдения в инфракрасной части спектра дадут возможность заглядывать сквозь пылевые оболочки вокруг новорожденных звезд, исследовать слабые, самые ранние стадии звездообразования, известные как протозвездные ядра.
На протяжении своего существования звезды превращают простые элементы Вселенной в более тяжелые и разносят их по космосу посредством звездных ветров и взрывов сверхновых, обогащают космос, образуя новые поколения звезд. «Уэбб» изучит взрывы сверхновых, которые являются смертью массивных звезд и одними из самых энергетически мощных событий во Вселенной.