Πώς το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ξεπέρασε κάθε προσδοκία

Στις 25 Δεκεμβρίου 2021, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb εκτοξεύτηκε στο διάστημα.

Στις 25 Δεκεμβρίου 2021, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb εκτοξεύτηκε με επιτυχία σε τροχιά από έναν πύραυλο Ariane 5. Οι εκτοξεύσεις πυραύλων ήταν ο μόνος τρόπος με τον οποίο μπορέσαμε να προωθήσουμε ένα διαστημικό σκάφος σε μεγάλες αποστάσεις στο διάστημα.

(πίστωση: ESA-CNES-ArianeSpace / Optique Video du CSG / NASA TV)

Το σχέδιο προέβλεπε έξι μήνες ανάρτησης, ψύξης και βαθμονόμησης.

Η δευτερεύουσα αλληλουχία διάχυσης καθρέφτη εμφανίζεται σε αυτήν την εικόνα time-lapse. Θα πρέπει να βρίσκεται ακριβώς λίγο λιγότερο από 24 πόδια, ή λίγο πάνω από 7 μέτρα από τον κύριο καθρέφτη. Αυτό ήταν ένα από μερικές εκατοντάδες βήματα που θα έπρεπε να γίνουν όπως είχε προγραμματιστεί, χωρίς αποτυχία, για να φέρει ένα πλήρως λειτουργικό JWST στο διαδίκτυο.

(πίστωση: NASA/Ομάδα διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb)

Μετά από αυτό, θα ξεκινήσουν επιστημονικές διεργασίες, με αποτέλεσμα το προσδόκιμο ζωής από 5 έως 10 χρόνια.

Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb

Όταν όλα τα οπτικά έχουν αναπτυχθεί σωστά και το τηλεσκόπιο είναι πλήρως βαθμονομημένο, ο James Webb θα πρέπει να μπορεί να βλέπει οποιοδήποτε εξωγήινο αντικείμενο στο σύμπαν με πρωτοφανή ακρίβεια, με τους πρωτεύοντες και δευτερεύοντες καθρέφτες του να εστιάζουν το φως στα όργανα, όπου μπορούν να ληφθούν δεδομένα, σε μείωση , και επέστρεψε στη Γη.

(πίστωση: NASA/Ομάδα διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb)

Ωστόσο, στις 28 Απριλίου 2022, Ευθυγραμμίστε κάθε εργαλείο Ολοκληρώθηκε, με αναμενόμενη διάρκεια ζωής έως και 20 χρόνια.

Αυτή η εικόνα δείχνει τα 18 μεμονωμένα τμήματα που αποτελούν τον κύριο καθρέφτη του Τζέιμς Γουέμπ, και τα τρία ανεξάρτητα σετ κατόπτρων, με τα γράμματα Α, Β και Γ και τους αριθμούς 1 έως 6, που αντιστοιχούν στη θέση που κάθε καθρέφτης είναι σταθερός προς την παρούσα στιγμή. διάσπαρτο τηλεσκόπιο.

(πίστωση: NASA/Ομάδα διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb)

Η απόδοση τόσο του τηλεσκοπίου όσο και της ομάδας ήταν εκπληκτική, ξεπερνώντας γενικά τις προσδοκίες.

READ  Το νέο IXPE της NASA είναι επιτέλους έτοιμο να ξεκινήσει να εργάζεται για την αποστολή του

Αυτή η εικόνα πολλαπλών πλαισίων δείχνει τη λεπτομέρεια που επιστρέφεται και από τα δύο όργανα JWST στην ίδια κατάδειξη/ οπτικό πεδίο. Για πρώτη φορά, όλα τα όργανα σε όλο το οπτικό πεδίο έχουν βαθμονομηθεί σωστά και πλήρως, φέρνοντας το JWST ένα βήμα πιο κοντά στο να είναι έτοιμο να ξεκινήσει επιστημονικές λειτουργίες.

(πίστωση: NASA / STScI)

Πρώτον: το αρχικό καύσιμο που εξοικονομήθηκε κατά την εκτόξευση και προορίζεται για διόρθωση πορείας.

Με την ηλιακή συστοιχία που αναπτύσσεται 29 λεπτά μετά την εκτόξευση, και περίπου 4 λεπτά νωρίτερα από το χρονοδιάγραμμα, είναι σαφές ότι το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA είναι σε λειτουργία, λαμβάνει ενέργεια και βρίσκεται καθ’ οδόν προς τον τελικό προορισμό του. Η εκτόξευση ήταν απαράμιλλη επιτυχία.

(πίστωση: NASA TV / YouTube)

Το JWST έφτασε στον προορισμό του, το σημείο L2 Lagrange, νωρίτερα από το χρονοδιάγραμμα.

Κάθε πλανήτης περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι που έχει πέντε θέσεις γύρω του, σημεία Λαγκραντζίου, αυτή την κοινή τροχιά. Ένα αντικείμενο που βρίσκεται ακριβώς στα L1, L2, L3, L4 ή L5 θα συνεχίσει να περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο για την ίδια ακριβώς περίοδο με την τροχιά της Γης, πράγμα που σημαίνει ότι η απόσταση μεταξύ της Γης και του διαστημικού σκάφους θα είναι σταθερή. Τα L1, L2 και L3 είναι ασταθή σημεία ισορροπίας και απαιτούν περιοδικές διορθώσεις τροχιάς για να διατηρηθεί η θέση του διαστημικού σκάφους εκεί, ενώ τα L4 και L5 είναι σταθερά. Ο Webb έχει εισαχθεί με επιτυχία σε τροχιά γύρω από το L2 και πρέπει να βρίσκεται πάντα μακριά από τον Ήλιο για λόγους ψύξης.

(πίστωση: NASA)

Κάθε στοιχείο αναπτύσσεται σωστά και ψύχεται όπως έχει προγραμματιστεί.

READ  Αυτό το ρόβερ βαθέων υδάτων μελετά την κλιματική αλλαγή εδώ και 7 χρόνια

Η τρέχουσα κατάσταση του JWST δείχνει πόσο μακριά έχει διανύσει κάθε βήμα της ανάπτυξής του, συμπεριλαμβανομένης της βαθμονόμησης διαφόρων εξαρτημάτων και της θερμοκρασίας κάθε συσκευής. Οι επιστημονικές εργασίες πρόκειται να ξεκινήσουν.

(πίστωση: NASA / Ομάδα JWST / STScI)

στις αρχές Φεβρουαρίου, 7 βήματα ευθυγράμμιση / θέση σε λειτουργία Η διαδικασία έχει ξεκινήσει.

Τζέιμς Γουέμπ Χαμπλ

Τμήμα του Hubble eXtreme Deep Field απεικονίστηκε για συνολικά 23 ημέρες, σε αντίθεση με την προσομοίωση που προβλέπει η JWST στο υπέρυθρο. Επιλέγοντας τους στόχους του με σύνεση, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα πρέπει να είναι σε θέση να αποκαλύψει εξαιρετικές λεπτομέρειες για τα πιο μακρινά αντικείμενα στο σύμπαν που κανένα άλλο παρατηρητήριο δεν μπορεί να ελπίζει να αποκαλύψει. Μόλις ολοκληρωθεί η βαθμονόμηση, μπορεί να ξεκινήσει αυτού του είδους η επιστημονική εργασία.

(πίστωση: NASA/ESA και Ομάδα Hubble/HUDF. Συνεργασία JADES για NIRCam Simulation)

Αρχικά, καθορίστηκαν οι εικόνες που παράγονται από κάθε κλιπ καθρέφτη.

Καρφιά James Webb

Αυτή η μωσαϊκή εικόνα δημιουργήθηκε στρέφοντας το τηλεσκόπιο σε ένα φωτεινό, απομονωμένο αστέρι στον αστερισμό της Μεγάλης Άρκτου, γνωστό ως HD 84406. Αυτό το αστέρι επιλέχθηκε ειδικά επειδή είναι εύκολο να αναγνωριστεί και δεν συνωστίζεται με άλλα αστέρια παρόμοιας φωτεινότητας, γεγονός που βοηθά στη μείωση της Ιστορικό. σύγχυση. Κάθε σημείο μέσα στο μωσαϊκό επισημαίνεται από το αντίστοιχο πρωτεύον τμήμα καθρέφτη που το απαθανάτισε. Αυτά τα προκαταρκτικά αποτελέσματα ταιριάζουν πολύ με τις προσδοκίες και τις προσομοιώσεις.

(πίστωση: NASA)

Δεύτερον, οι εικόνες ευθυγραμμίστηκαν και στη συνέχεια στοιβάστηκαν οι τρίτες.

Αυτή η κίνηση τριών πλαισίων δείχνει τη διαφορά μεταξύ των 18 μεμονωμένων εικόνων που δεν είναι ευθυγραμμισμένες, αυτών των ίδιων εικόνων μετά από καλύτερη σύνθεση κάθε τμήματος και, στη συνέχεια, της τελικής εικόνας όπου οι μεμονωμένες εικόνες και από τους 18 καθρέφτες στοιβάζονται και προστίθενται. Το μοτίβο που φτιάχτηκε από αυτό το αστέρι, γνωστό ως «νιφάδα χιονιού εφιάλτης» θα μπορούσε να βελτιωθεί με μια καλύτερη βαθμονόμηση.

(πιστώσεις: NASA/STScI, Προετοιμάστηκε από τον E. Siegel)

Τέταρτον, 18 μικρά τηλεσκόπια έγιναν ένα μεγάλο τηλεσκόπιο.

Μετά τη στοίβαξη εικόνων, όπου όλο το φως τοποθετείται σε ένα σημείο στον ανιχνευτή, τα τμήματα πρέπει να ευθυγραμμιστούν μεταξύ τους σε ανάλυση μικρότερη από το μήκος κύματος του φωτός. Μετρά την χονδροειδή φάση και διορθώνει την κατακόρυφη μετατόπιση (δηλαδή τη διαφορά εμβόλου) των τμημάτων του κατόπτρου. Μικρά σφάλματα εμβόλου οδηγούν σε λιγότερες γραμμές “ξυράφια άξονα” σε αυτήν την προσομοίωση της NASA.

(πίστωση: NASA)

Πέμπτον, προέκυψε η μικροκλίση NIRCam, με αποτέλεσμα τη δημιουργία Η πρώτη πλήρως εστιασμένη εικόνα.

Καρφιά James Webb

Η πρώτη εικόνα λεπτών φάσης που κυκλοφόρησε ποτέ από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA δείχνει μια μοναδική εικόνα ενός άστρου, με έξι αξιοσημείωτες (και δύο λιγότερο εμφανείς) περιθλάσεις, με φόντο αστέρια και γαλαξίες που αποκαλύπτονται πίσω από αυτό. Όσο ωραία κι αν είναι αυτή η εικόνα, είναι ίσως η χειρότερη εικόνα του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb που θα δείτε ποτέ από εδώ.

(πίστωση: NASA / STScI)

JWST Μοναδικό σετ νυχιών Προκύπτει από την οπτική σχεδίαση του τηλεσκοπίου.

Λειτουργία διάδοσης σημείου για το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, όπως προβλέφθηκε σε ένα έγγραφο του 2007. Οι τέσσερις παράγοντες του εξαγωνικού (μη κυκλικού) πρωτεύοντος καθρέφτη αποτελούνται από μια σειρά από 18 εξάγωνα με πλακάκια, το καθένα με κενά περίπου 4 mm και τρεις αντηρίδες στήριξης Για να συγκρατήσετε τον δευτερεύοντα καθρέφτη στη θέση του, όλα δημιουργούν μια αναπόφευκτη σειρά από αιχμές που εμφανίζονται γύρω από τις πηγές φωτεινών σημείων που απεικονίζονται με το JWST.

(πίστωση: R.B. Makidon, S. Casertano, C. Cox & R. van der Marel, STScI/NASA/AURA)

Έκτον, η κάλυψη ευθυγράμμισης εκτείνεται σε όλο το κιτ εργαλείων JWST και σε ολόκληρο το οπτικό πεδίο.

Μετά τη βελτιστοποίηση των φάσεων, το τηλεσκόπιο είναι καλά ευθυγραμμισμένο μόνο σε ένα σημείο στο οπτικό πεδίο του NIRCam. Κάνοντας μετρήσεις σε πολλαπλά σημεία πεδίου σε κάθε όργανο, οι διαφορές έντασης μπορούν να ελαχιστοποιηθούν στην τελειότητα, επιτυγχάνοντας ένα καλά συντονισμένο τηλεσκόπιο σε όλα τα επιστημονικά όργανα.

(πίστωση: NASA)

Έβδομο, οι τελικές επαναληπτικές διορθώσεις τερμάτισαν την ευθυγράμμιση.

Γεωμετρικές εικόνες αστεριών με υψηλή εστίαση στο οπτικό πεδίο κάθε οργάνου δείχνουν ότι το τηλεσκόπιο είναι τέλεια ευθυγραμμισμένο και εστιασμένο. Σε αυτή τη δοκιμή, ο Webb έδειξε ένα τμήμα του Μεγάλου Νέφους του Μαγγελάνου, ενός μικρού δορυφορικού γαλαξία του Γαλαξία μας, παρέχοντας ένα πυκνό πεδίο εκατοντάδων χιλιάδων αστέρων σε όλους τους αισθητήρες του παρατηρητηρίου.

(πίστωση: NASA / STScI)

τώρα αμέσως NircamΚαι

Αρχικά, όταν παρήχθησαν οι πρώτες εικόνες του εκπληκτικού αστεριού “8 αιχμές” του JWST, ήταν μια ένδειξη ότι η κάμερα της σπονδυλικής στήλης του διαστημικού σκάφους, NIRCam, είχε βαθμονομηθεί κάποια στιγμή. Τώρα, αυτή η βαθμονόμηση είναι σε ολόκληρο το οπτικό πεδίο του JWST, σε ολόκληρο το πεδίο NIRCam καθώς και στα πεδία όλων των άλλων οργάνων.

(πίστωση: NASA / STScI)

αισθητήρας τιμονιού ακριβείας,

Ο αισθητήρας JWST Precision Wisdom θα παρακολουθεί τα καθοδηγητικά αστέρια για να προσανατολίσει το αστεροσκοπείο με ακρίβεια και ακρίβεια και θα τραβήξει εικόνες βαθμονόμησης αντί για τις εικόνες που χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή επιστημονικών δεδομένων.

(πίστωση: NASA / STScI)

NerisΚαι

Μέρος του ίδιου οργάνου με τον αισθητήρα προσανατολισμού ακριβείας, η απεικόνιση και φασματογράφος εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας έχει σχεδιαστεί για να υπερέχει στην ανακάλυψη, τον χαρακτηρισμό και τη φασματοσκοπία διέλευσης εξωπλανητών. Εάν υπάρχουν ζωτικής σημασίας υποδείξεις για εξωπλανήτες, το όργανο NIRISS θα πρέπει να τους βρει.

(πίστωση: NASA / STScI)

κοντά καρφίτσα,

Το NIRSpec είναι ένα φασματόμετρο και όχι ένας απεικονιστής, αλλά μπορεί να τραβήξει εικόνες, όπως η εικόνα 1,1 μm που εμφανίζεται εδώ, για βαθμονόμηση και λήψη στόχων. Οι σκοτεινές περιοχές που είναι ορατές σε μέρη των δεδομένων NIRSpec οφείλονται στις δομές της διάταξης μικροδιαφράγματος, οι οποίες περιέχουν εκατοντάδες χιλιάδες ελεγχόμενα παραθυρόφυλλα που μπορούν να ανοίξουν ή να κλείσουν για να προσδιοριστεί ποιο φως αποστέλλεται στο φασματόμετρο.

(πίστωση: NASA / STScI)

Και Όλα τα εργαλεία MIRI είναι ευθυγραμμισμένα.

Αν και το όργανο MIRI (Intermediate Infrared Instrument) του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb επιτυγχάνει μικρότερη ακρίβεια λόγω των μεγάλων μηκών κύματος που επηρεάζει, είναι επίσης το πιο ισχυρό όργανο από πολλές απόψεις, ικανό να αποκαλύψει τα πιο απομακρυσμένα χαρακτηριστικά στο σύμπαν. .

(πίστωση: NASA / STScI)

Μόλις Θέση σε λειτουργία οργάνου και τελικές βαθμονομήσεις Λείψανα.

Αυτό είναι ένα προσομοιωμένο μωσαϊκό JWST/NIRCam που δημιουργήθηκε με JAGUAR και Guitarra για την προσομοίωση εικόνων NIRCam, στο προβαλλόμενο βάθος του JADES Deep. Είναι πολύ πιθανό ότι τον πρώτο χρόνο των επιστημονικών του εργασιών, ο Τζέιμς Γουέμπ θα σπάσει πολλά από τα ρεκόρ που έθεσε το Hubble κατά τη διάρκεια των 32 χρόνων (και συνεχίζονται), συμπεριλαμβανομένων των ρεκόρ για τους πιο μακρινούς γαλαξίες και το πιο μακρινό αστέρι.

(πίστωση: C. Williams et al., ApJ, 2018)

Με εξοικονόμηση καυσίμου και γρήγορη ευθυγράμμιση, ~Περισσότερα από 20 χρόνια επιστημονικής λειτουργίας θα ξεκινήσει σύντομα.

Ως επί το πλείστον, το Mute Monday αφηγείται μια αστρονομική ιστορία με εικόνες, εικόνες και όχι περισσότερες από 200 λέξεις. ολιγόλογος; Χαμογέλα περισσότερο.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *