James Webb chaw tsom iav raj (James Webb chaw tsom iav raj): community launch hnub, cov khoom

Nrog txhua ntxiv centimeter aperture, txhua ntxiv thib ob uas peb lub sij hawm thiab txhua ntxiv atom atmospherics, tej thaj chaw deb ntawm teb daim ntawv ntsuam xyuas tsom iav raj, zoo dua, ntxaum thiab dlaim phaj koj yuav pom lub ntug.

25 xyoo ntawm "Hubble"

Thaum lub tsom iav raj "Hubble" pib khiav hauj lwm nyob rau hauv 1990, nws qhib ib tug tshiab era nyob rau hauv astronomy - qhov chaw. Tsis ntev tau mus rau nrog cov cua, huab, los yog txhawj txog electromagnetic flicker. Tag nrho cov uas yuav tsum tau - yog mus rau deploy lub satellite rau lub hom phiaj tswj nws thiab mus sau photons. Nyob 25 xyoo ntawm qhov chaw telescopes pib los npog tag nrho cov electromagnetic spectrum, uas tso cai rau rau thawj lub sij hawm mus xav txog qhov ntug rau txhua txhua lub wavelength ntawm lub teeb.

Tab sis raws li peb cov kev txawj ntse tau ntau zog, thiab muaj zog peb to taub ntawm qhov tsis paub. Lub ntxiv peb saib tawm mus rau hauv lub ntug, qhov ntau peb pom cov sib sib zog nqus yav dhau los: ib finite nyiaj ntawm lub sij hawm txij li thaum lub Big Bang, nyob rau hauv nrog cov finite ceev ntawm lub teeb muab ib tug txwv los peb yuav soj ntsuam. Ntxiv mus, lub expansion ntawm qhov chaw nws tus kheej yog ua hauj lwm tiv thaiv peb, ncab ib ce lub wavelength ntawm lub teeb ntawm cov hnub qub raws li nws mus thoob plaws lub qab ntuj khwb rau peb ob lub qhov muag. Txawm qhov chaw telescope "Hubble", uas muab rau peb lub deepest, qhov feem spectacular dluab ntawm lub ntug uas peb twb puas tau nrhiav tau, muaj kev txwv rau hauv no hwm.

"Hubble" tsis zoo

"Hubble" - ib tug amazing lub tsom iav raj, tab sis nws muaj ib co yuav tsum muaj cov kev txwv:

• Cia li 2.4 m nyob rau hauv txoj kab uas hla, uas txwv nws cov kev daws teeb meem.
• Txawm tias paab txheej cov ntaub ntawv, nws yog lossi raug ncaj qha tshav ntuj, uas yog rhuab. Qhov no txhais tau tias vim thermal los, nws yuav tsis saib cov wavelength ntawm lub teeb ntau tshaj 1.6 microns.
• Lub ua ke ntawm tsawg aperture thiab wavelength, uas nws yog sensitive, lub ntsiab lus hais tias cov tsom iav raj yuav saib tau lub galaxy tsis muaj cov laus tshaj 500 lab lub xyoo.

Cov galaxies yog zoo meej, nyob deb muaj thaum lub ntuj yog tsuas hais txog 4% ntawm nws cov tam sim no uas muaj hnub nyoog. Tiam sis peb paub hais tias cov hnub qub thiab galaxies muaj ua ntej.

Mus saib nws, lub tsom iav raj yuav tsum tau muaj ib tug ntau dua rhiab heev. Qhov no txhais tau tias cov kev hloov mus rau ntev wavelengths thiab qis kub tshaj lub "Hubble". Uas yog vim li cas, thiab tsim lub James Webb chaw tsom iav raj.

Zeem muag rau science

James Webb chaw tsom iav raj (JWST) no yog tsim los kov yeej tej kev cov kev txwv yog: nrog 6.5 m kab uas hla lub tsom iav raj sau 7 lub sij hawm ntau lub teeb tshaj lub "Hubble". Nws yuav qhib tau ultra-high-kev daws teeb meem spectroscopy los ntawm 600 nm mus 6 microns (4 lub sij hawm loj tshaj lub wavelength, uas yog tau pom "Hubble") mus saib rau hauv nruab nrab infrared cheeb tsam nrog ib tug ntau dua rhiab heev dua puas tau ua ntej. JWST siv passive txias rau ib tug saum npoo kub ntawm Pluto thiab yog muaj peev xwm mus koom txias rau hauv nruab nrab-infrared pab kiag li lawm mus txog 7 K. tsom iav raj James Webb yuav ua rau nws tau ua kev kawm raws li tsis muaj ib tug ua ntej qhov no yog tsis ua li cas.

Nws yuav:

• soj ntsuam cov earliest galaxies puas tau tsim;
• pom los ntawm hauv nruab nrab roj sojntsuam thiab cov thawj lub hnub qub reionization ntug;
• nqa tawm spectroscopic tsom xam ntawm tus thawj heev hnub qub (pejxeem III), tsim tom qab lub Big Bang;
• tau amazing surprises, zoo li lub foundations ntawm cov earliest supermassive dub qhov thiab quasars nyob rau hauv lub ntug.

Theem kev tshawb fawb JWST yog tsis zoo li ntawd nyob rau hauv lub dhau los lawm, thiab thiaj li cov tsom iav raj raug xaiv raws li NASA lub flagship lub hom phiaj 2010s.

scientific masterpiece

Los ntawm ib tug kev standpoint, tus tshiab James Webb telescope yog ib tug tiag tiag kev ua hauj lwm ntawm cov kos duab. Peb tes num tau dhau ib tug ntev txoj kev: muaj nyiaj txiag overruns, lub sij hawm ncua thiab kev pheej hmoo ntawm kev tshem ntawm peb tes num. Tom qab cov kev pab ntawm lub tshiab coj noj coj tau hloov. Peb tes num mam li nco dheev tau raws li watches, cov nyiaj tau faib, lees paub rau yuam kev, failures thiab teeb meem, thiab pab neeg no pib packing JWST nyob rau hauv tag nrho cov nqe lus, lub sij hawm thiab nyiaj txiag xyuas. Lub community launch yog teem rau lub kaum hli ntuj 2018 nyob rau hauv ib tug foob pob ua ntxaij "Ariane 5". Cov pab neeg tsis tau tsuas yog raws li nram no lub sij hawm, nws muaj cuaj lub hlis sab laug mus rau pub rau tej kev npaj txhij txog qhov teeb meem uas twb tag nrho cov sau thiab npaj txhij rau hnub no.

James Webb tsom iav raj muaj plaub lub ntsiab qhov chaw.

kho qhov muag tsev

Nws muaj xws li tag nrho cov ntawm cov iav, uas qhov zoo tshaj kaum yim gilt segmented thawj daim iav. Lawv yuav siv tau los sau cov nyob deb starlight thiab tsom nws seev rau kev tsom xam. Tag nrho cov iav yog tam sim no npaj txhij thiab zoo meej, ua sab xis rau ntawm lub sij hawm. Qhov kawg ntawm lub rooj sib txoos uas lawv yuav daim ntau quav tso rau hauv ib lub compact tsim yuav tsum tau khiav ntawm ib tug deb ntawm ntau tshaj 1 lab kilometers ntawm lub ntiaj teb mus rau lub L2 Lagrange point, thiab ces txiav tig mus ua ib lub honeycomb qauv, uas rau ntau xyoo yuav sau outbound lub teeb. Nws yog tiag tiag ib tug zoo nkauj tshaj plaws thiab ib tug muaj kev vam meej lub sij hawm ntawm lub Titanic zog ntawm ntau tshwj xeeb.

Lub nra nyob ze infrared

"Webb" yog txawm peem rau nrog plaub scientific seev uas yog npaj txhij rau 100%. Lub ntsiab lub koob yees duab yog ib tug koob yees duab ntawm lub tsom iav raj nyob ze IR ntau, los ntawm pom lub teeb rau sib sib zog nqus cov txiv kab ntxwv-infrared cheeb tsam. Nws yuav muab ib qho kev unprecedented daim duab ntawm lub earliest hnub qub, tus yau galaxies uas yog tseem nyob rau hauv tus txheej txheem ntawm kev tsim, cov tub ntxhais hnub qub ntawm lub kab lig ntuj txoj kev thiab nyob ze galaxies, pua pua ntawm yam khoom tshiab nyob rau hauv lub Kuiper siv. Nws yog qhov zoo rau lawv imaging ntawm planets nyob ib ncig ntawm lwm cov hnub qub. Qhov no yuav ua tau lub ntsiab lub koob yees duab, siv los ntawm feem ntau soj ntsuam.

Ze Infrared Spectrograph

Qhov cuab yeej no tsis tau tsuas yog cais lub teeb rau hauv ib tug neeg wavelengths, tab sis yog tau ua li no rau ntau tshaj 100 tus neeg cov khoom nyob rau tib lub sij hawm! Qhov no ntaus ntawv yog ib tug universal spectrograph "Webb", uas tau khiav lag luam nyob rau hauv 3 txawv regimes spectroscopy. Nws twb ua tau los ntawm cov European chaw Agency, tiam sis muaj ntau yam xws li detectors thiab multi-valve roj teeb, muab los ntawm lub Center rau qhov chaw davhlau. Goddard (NASA). Qhov no ntaus ntawv tau raug kuaj thiab yog npaj txhij rau installation.

Mid-infrared ntsuas

Ntaus ntawv mus rau yuav siv tau rau broadband imaging, i.e. nws yuav tsum tau ntawm cov feem ntau impressive duab nrog tag nrho seev "Webb". Los ntawm ib tug scientific point of view, nws yuav ua tau pab tau nyob rau hauv ntsuas lub protoplanetary disks nyob ib ncig ntawm cov tub ntxhais hnub qub, kev ntsuas thiab visualization nrog unprecedented raug Kuiper Belt khoom thiab hmoov av rhuab los ntawm starlight. Nws yog lub cuab tam tsuas nrog ib tug cryogenically txias mus rau 7 K. Muab piv nrog rau Spitzer chaw tsom iav raj, qhov no yuav txhim kho qhov kev tshwm sim nyob rau hauv 100 lub sij hawm.

Gapless spectrograph NIR (NIRISS)

Tus ntaus ntawv yuav tsim:

• dav-spectroscopy nyob rau hauv lub nyob ze infrared wavelength cheeb tsam (1.0 - 2.5 micron);
• Grism spectroscopy ib yam twj paj nruas nyob rau hauv qhov pom thiab infrared ntau (0.6 - 3.0 micron);
• masking-aperture interferometry ntawm wavelengths ntawm 3.8 - 4.8 microns (qhov chaw uas yuav tsum thawj cov hnub qub thiab galaxies);
• dav-ntau daim ntawv ntsuam xyuas ntawm tag nrho cov teb pom.

Qhov cuab yeej no yog tsim los ntawm lub Canadian Space Agency. Tom qab dua cryogenic xeem nws yuav tsum txaus siab mus rau integrate mus rau hauv cov khoom bay ntawm lub tsom iav raj.

sunshield

Chaw telescopes lawv tseem tsis tau tsa. Ib qho ntawm feem frightening yam ntawm tej startup yog siv ib yam nkaus cov khoom tshiab. Es tsis txhob txias rau tag nrho cov spacecraft khwb khuav siv pov tseg consumable refrigerant, lub James Webb tsom iav raj siv ib tug kiag li tshiab technology - 5-txheej hnub ua daim hlau thaiv yuav tsum tau deployed mus raws li lub hnub ci tawg los ntawm lub tsom iav raj. Tsib 25-ko taw los xij ntawm titanium rods muaj kev cob cog thiab ntsia tom qab txiag ntawm lub tsom iav raj. Cov kev tiv thaiv tau raug kuaj nyob rau hauv 2008 thiab 2009. Tag nrho cov-scale qauv, koom tes nyob rau hauv laboratory kev ntsuam xyuas, nqa tawm tag nrho lawv yuav tsum tau ua neej nyob hauv lub ntiaj teb. Qhov no yog ib tug zoo nkauj innovation.

Nyob rau hauv tas li ntawd, nws kuj yog ib qho zoo kawg tswvyim: tsis tsuas los thaiv lub teeb ntawm lub hnub thiab muab tso rau ib tug tsom iav raj nyob rau hauv qhov ntxoov ntxoo, thiab ua rau nws thiaj li hais tias tag nrho cov tshav kub yog faib tau nyob rau hauv cov kev taw qhia yam txawv rau cov orientation ntawm lub tsom iav raj. Txhua lub tsib khaubncaws sab nraud povtseg nyob rau hauv ib lub tshuab nqus chaw yuav ua txias li qhov kev ncua deb ntawm lub sab nraum yuav tsum tau me ntsis rhaub dua tus nto kub - nyob ib ncig ntawm 350-360 K. kawg txheej kub yuav tsum poob rau 37-40 K, uas yog cia txias tshaj lub saum npoo ntawm hmo ntuj Pluto.

Nyob rau hauv tas li ntawd, tseem ceeb ceev faj coj los tiv thaiv nws los ntawm cov nyom ib puag ncig ntawm sib sib zog nqus qhov chaw. Yog ib yam uas yuav tsum tau muaj kev txhawj xeeb no yog me me pebbles xuab zeb loj, xuab zeb, hmoov av thiab txawm tsawg los ntawm interplanetary qhov chaw ya rau ib tug ceev ntawm kaum los sis txawm pua pua txhiab tus km / h. Cov micrometeorites tau prodelyvat me me, me me qhov nyob rau hauv txhua yam lawv raug: spacecraft, chaw sib foob, tsom iav, telescopes thiab ntau npaum li cas. Yog hais tias daim iav yuav tau xwb pluav los yog qhov, me ntsis txo tus nqi ntawm cov muaj "zoo teeb", lub hnub ci vaj huam sib luag yuav torn ntawm ntug rau ntug, uas yuav ua rau tag nrho cov txheej puas. Yuav kom tshwj kom txhob no tshwm sim ci ntsa iab lub tswv yim twb siv.

Tag nrho cov hnub ci ntaub thaiv npog tau muab faib mus rau hauv khej thiaj li hais tias, yog hais tias muaj yog ib tug me me kis ntawm ib tug, ob tug los yog peb cov no, cov txheej yuav tsis rhuav ntxiv lawm, raws li ib tug pob txha lov ua nyob rau hauv lub uantej ntawm lub tsheb. Partitioning yuav kom tag nrho cov qauv ntawm tag nrho cov, nws yog ib qho tseem ceeb los tiv thaiv degradation.

Spacecraft: los ua ke thiab kev tswj system

Nws yog ib tug dog dig tivthaiv, raws li muaj nyob rau hauv tag nrho cov qhov chaw telescopes thiab scientific missions. Nyob rau hauv JWST yog tshwj xeeb, tab sis kuj siab npaj. Txhua yam uas tseem tshuav yog cov kev ua huaj lwm ntawm qhov kev tsim lub tuam txhab Northrop Grumman, - tag ntaub thaiv npog, sib sau ua ke rau hauv lub tsom iav raj thiab xyuas. Tus ntaus ntawv yuav tsum tau npaj txhij yuav pib nyob rau hauv 2 lub xyoos.

10 xyoo ntawm foundations

Yog hais tias tag nrho cov mus zoo, tib neeg yog nyob rau lub verge ntawm kuj zoo kawg scientific discoveries. Lub veil ntawm nruab nrab cov roj, uas yog tseem overshadowed txheej txheem cej luam ntawm qhov ntxov tshaj plaws cov hnub qub thiab galaxies, yog daws infrared tuition "Webb" thiab nws cov enormous luminosity. Qhov no yuav tsum yog tus loj tshaj plaws, feem ntau rhiab tsom iav raj nrog ib tug loj wavelength ntau los ntawm 0.6 mus 28 microns (rau cov tib neeg qhov muag pom los ntawm 0.4 mus 0.7 microns) ntawm puas tau ua. Nws yuav tsum muab ib xyoo caum ntawm lub tswvyim.

Raws li NASA, lub sij hawm "Webb" lub hom phiaj yuav tsum yog los ntawm 5.5 mus rau 10 xyoo. Nws yog tag rau tus nqi ntawm cov roj yuav tsum tau kom muaj orbit, thiab electronics lub neej thiab cov khoom siv nyob rau hauv lub hnyav ib puag ncig ntawm qhov chaw. Lub orbital telescope James Webb yuav nqa ib tug Tshuag ntawm cov roj rau tag nrho 10-xyoo lub sij hawm, thiab 6 lub hlis tom qab lub community launch yuav raug kev sim siab kom lub davhlau, uas guarantees 5 xyoo ntawm scientific ua hauj lwm.

Yuav ua li cas yuav mus lawm?

Lub ntsiab limiting yog tus nqi ntawm cov roj rau ntawm lub Rooj Tswjhwm Saib. Thaum nws tiav lawm, satellite yuav nyob nrug deb ntawm lub Lagrange point L2, los rau raws li ib tug chaotic orbit heev ze rau lub ntiaj teb.

Qhov no coma, tej zaum yuav tshwm sim thiab lwm cov teeb meem:

• mirrors degradation, uas muaj feem xyuam rau tus nqi ntawm cov sau lub teeb thiab tsim duab artifacts, tab sis yuav tsis puas ntxiv lag luam ntawm lub tsom iav raj;
• tsis ua hauj lwm ntawm ib tug ib feem los yog tag nrho cov hnub ci screen, uas yuav tsa tus kub ntawm cov spacecraft, thiab narrows siv wavelength ntau heev nyob ze infrared cheeb tsam (2-3 microns);
• kev sib tsoo txias system cuab tam nruab nrab-IR ntau, uas ua rau nws unfit rau siv, tab sis tsis cuam tshuam rau lwm yam cuab yeej (0.6 mus rau 6 lub microns).

Cov feem ntau nyuaj xeem uas tos lub James Webb tsom iav raj, - community launch thiab txhaj tshuaj rau hauv cov yam orbit. Nws yog tej yam no tau raug kuaj thiab dhau ntse.

Kiv puag ncig nyob rau hauv science

Yog hais tias lub James Webb telescope yuav ua hauj lwm nyob rau hauv ib tug tej hom, cov roj yog txaus kom ntseeg tau tias nws ua hauj lwm los ntawm 2018 mus 2028. Ntxiv mus, lub peev xwm tshwm sim rau refuelling, uas yuav cuag lub tsom iav raj lub neej mus rau lwm lub xyoo caum. Ib yam li cov "Hubble" twb ua tau 25 lub xyoos, tus JWST yuav xyuas kom meej tiam ntawm revolutionary science. Nyob rau hauv Lub kaum hli ntuj 2018, cov cab kuj foob pob ua ntxaij "Ariane 5" yuav kab nyob saum ntuj lub neej yav tom ntej ntawm astronomy, uas, tom qab ntau tshaj 10 xyoo ntawm zog ua hauj lwm twb tau ua rau pib dais txiv hmab txiv ntoo. Yav tom ntej qhov chaw telescopes yuav luag tuaj txog.