Telescopul spațial James Webb

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
A image of James Webb Space Telescope.
Cum va arata Telescopul James Webb in spatiu
Informatii generale
Organizații NASA/ ASE/ ASC
Date lansării 2018[1]
Locul lansării Institutul spațial din Guiana Franceză
racheta cu care va fi lansat Ariane 5
Durata misiunii 5 ani (minimum)

10 ani (așteptat)

Masă 6200Kg
Perioada orbitei un an
Locație 1.5×106Km deasupra Pământului
Tipul telescopului trei oglinzi Anastigmat
Lungimea de undă infra roșu
Diametru 6.5m
Aria captării 25 m2
Distanța focală 131.4m
website www.jwst.nasa.gov

Telescopul spațial James Webb (abreviat JWST) este un observator orbital cu infraroșu care are ca obiectiv înlocuirea telescopului spatial Hubble. Scopul acestui telescop este de a vedea cele mai îndepărtate obiecte din univers, chiar obiecte mai depărtate de 8 miliarde de ani lumină, aceasta fiind limita telescopului Hubble. Proiectul James Webb este un proiect NASA, cu colaborare internatională, la care participă numai puțin de 15 națiuni, și instituții precum: NASA, Agenția spațială europeană și Agenția spațială canadiană. Denumit inițial Telescopul Spațial din Generația Următoare a fost redenumit după administratorul adjunct al NASA James E. Webb în 2002. Planurile recente arartă că telescopul va fi lansat cu racheta Ariane 5 nu mai devreme de iulie 2013.[2][3]

Misiune[modificare | modificare sursă]

Principalele misiuni ale telescopului James Webb sunt de a studia cele mai îndepărtate stele și galaxii din Univers, adică formele primare ale galaxiilor, cele care alcătuiau universul după Big Bang, de a intelege modul de formare a galaxiilor, de a intelege cum se formează stelele și sistemele planetare dar și de a studia sistemele planetare și originea vieții. Datorită combinației dintre radiațiile solare, praf și temperaturile scăzute a obiectivelor, telescopul James Webb trebuie să opereze în unde infraroșii, care au o lungime de undă de la 0.6 până la 28 micrometri. Pentru a se asigura că observațiile nu vor fi oprite de undele infraroșii emise de către telescop, întregul observator trebuie să stea la o temperatură extrem de scazută. Trebuie să fie destul de departe de Soare, pentru ca radiațiile acestuia să nu îl încălzescă până la o temperatură mai mare de 40 Kelvin(-233°C). Astfel telescopul va avea încorporată o structură metalizată pentru a bloca radiațiile infraroșii de la Soare, Pământ și Lună. Telescopul va fi poziționat după Soare-Pământ, în punctul L2, unul dintre așa numitele puncte Lagrange.[4][5]


Telescopul este plănuit să fie lansat in 2018 și este prevăzut să fie lansat cu racheta Ariane 5 de la institutul spațial din Guiana Franceză, intr-o orbită pe L2, având o masă de lansare de 6.2 tone. După aproximativ șase luni de la lansare este așteptat să devină funcțional, pentru un minimum prevăzut de 5 ani.[6]

Optica[modificare | modificare sursă]

O simulare a cum vor arăta pozele trimise de Telescopul Spaţial James Webb

Deși Telescopul James Webb are doar jumătate din masa telescopului Hubble, oglinda sa principală (oglindă placată cu aur și cu un diametru de aproximativ 6.5m) are o arie de captare de aproape 6 ori mai mare decât a telescopului Hubble. La acest diametru oglinda principală este mult mai mare decât oglinada oricărui alt telescop și este alcătuită din 18 segmente de hexagon care se vor desface când telescopul va fi lansat. Pentru un moment aceste oglinzi sunt dezvoltate în Alabama. Micro motoare și senzori cu unde vor poziționa oglizile în locul corespunzător, dar foarte rar li se va scimba pozitia; acest sistem este de obicei folosit la telescoapele terestre care iși ajusteaza oglida pentru a contracara cât se poate efectele gravitației și a vântului.[7]

NASA a precizat ca va încorpora microcamere,la fiecare 100 pană la 200 micrometri în optica telescopului lângă spectroscopul infraroșu. Aproximativ 62000 de camere vor fi poziționate langă spectrograf. Aceste microcamere vor da efectul unui ochi uman.[8]

Starea curentă[modificare | modificare sursă]

În acest moment telescopul se afla în stadiul final al designului și al fabricării. În martie 2008 a trecut cu succes de revizuirea designului.

În ianuarie 2007, nouă dintre cele zece tehnologii realizate pentru acest proiect au trecut cu succes de revizuirea non-avocaților.[9] Această tehnologie este destul de dezvoltată pentru a reduce riscurile operațiunii. Unicul lucru rămas de dezvoltat (răcitorul MIRI) a fot terminat în aprilie 2007. Revizuirea tehnologiei a fost primul pas din ultima fază a programului, cea de detaliere a designului.

În aprilie 2006 programul a fost revizuit pe baza unui plan început în august 2005.[10] După această revizuire, NASA a considerat că era necesară mărirea bugetului telescopului. Mărirea bugetului din august 2005 s-a datorat măririi prețurilor din primăvara anului 2005. Odată cu această modificare de buget s-a amânat și lansarea cu 22 de luni (din 2011 in 2013).

Dupa mărirea bugetului din 2005, bugetul era de aproximativ 4.5 miliarde de dolari. Asta înseamnă cam 3.5 miliarde pentru design, dezvoltarea tehnologiei, lansare și aproximativ un miliard pentru cei zece ani de ASE a contribuit cu aproximativ 300 milioane €[11], inclusiv lansarea și institutul canadian cu aproximativ 39 de milioane.[12] În mai 2007 costurile se încadrau în buget.[13]

Construcție și inginerie[modificare | modificare sursă]

Centrul spațial de zbor Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland conduce manegmentul acestui proiect. Institutul aerospațial Northrop Grumman se ocupă cu dezvoltarea și integrarea observatorului. Ei mai sunt responsabili și pentru dezvoltarea și construcția elementelor rachetei, care include și platforma de operare și scutul solar. Compania Ball Aerospace & Technologies Corporatin se ocupă de dezvoltarea și amsamblarea elementelor optice ale telescopului. Centrul spațial Goddard este responsabil pentru furnizarea integrală a instrumentelor modulului știintific(ISIM).

ISIM conține patru instrumente știintifice.[14] NIRCam (camere infrarosii apropiate) O camere cu infraroșu care va avea un spectru de acopurire de la limita vizibilului (0.6 micrometri) până aproape de infraroșu (5 micrometri)[15]. NIRCam a fost construit de o echipa de la Universitatea din Arizona, condusă de Marcia Rieke. Partenerul industrial este Lockheed Martin din Palo ALto, California[16].

Alături de camerele cu infraroșu (NIRCam) va performa un aparat în spectrofotometrie, aparat numit NIRSpec (Spectograf infraroșu apropiat). NIRSpec este construit de Agenția spațială europeană la centrul European de cercetare a tehnologiei în Noordwijk, Olanda, conducând o echipă care implică EADS Astrium, Ottobrun, si Friedrichshafen, Germania, și Centrul Spațial Goddard: omul care a creat NIRSpec este Peter Jakobsen.[17] Designul NIRSpec implică trei moduri de observare: UN mod cu rezolutie mică folosind o prismă, un mod cu un R~1000 și un mod cu câmp integral R~2700. Trecerea de la un mod la altul este făcută cu ajutorul unui mecanism numit Filter Wheel Assembly. Designul mecanismului și a elementelor optice a fost creat în întregime de opticianul Carl Zeiss de la institutul GmbH, Oberkochen, Germania.

Categoria lungimii de undă a mid-IR va fi măsurată de MIRI (Instrument Infrarosu de mijloc), care conține o cameră mid-IR și un spectometru care are o categorie spectrală de la 5 până la 27 micrometri[18]. MIDI a fost dezvoltat prin colaborarea dintre NASA și consorțiul european condus de George Rieke (Universitatea din Arizona) și Gillian Wright ( INstitutul de astronomie din MArea Britanie).

FGS (senzor fin de ghidare) a fost construit de Agenția spațiala canadiană condusă de John Hutchings și este folosit pentru stabilizarea observatorului în timpul observațiilor. Senzorii infraroșii pentru modulele NIRCam și NIRSpec au fost produși de Teledyne Imaging Sensors.

NASA face planuri pentru construcția unei platforme pentre ca în viitor, dacă s-ar defecta ceva la telescop, panourile solare sau antena, astronauții să poată să viziteze telescopul și să îl repare. Dar telescopul nu va fi atât de rezistent ca și Hubble prin urmare astronauții nu vor putea realiza misiuni de reparatii cum au realizat pe Hubble.[19][20][21][22]


Suport de la sol[modificare | modificare sursă]

Institutul de știința al telescoapelor spațiale (STScl) a fost ales ca centru de operare științifică (S&OC) pentru Telescopul spațial James Webb. STScI se va ocupa cu operarea științifică a telescopului și livrarea datelor către comunitatile astronomice.


Orbita[modificare | modificare sursă]

O diagramă care arată cele cinci puncte a lui Lagrange între sistemul Soare-Pământ. Telescopul James Webb va fi plasat în L2, ceea ce înseamnă că va avea Soarele și Pământul mereu în spatele său.

Pentru a evita ciocnirea și pentru ca radiațiile să nu îi afecteze calitatea, telescopul și instrumenele trebuie să fie foarte reci. De aceea telescopul are un scut de protecție împotriva radiațiilor provenite de la Soare, Pământ și Lună. Pentru ca acest scut să funcționeze, telescopul trebuie pus undeva unde toate radiațiile vin din aceeași direcție.

Metoda este ca telescopul să fie pus între Soare-Pământ în punctul L2.

Orbita L2 este o orbită eliptică. Ea este una dintre cele cinci soluții găsite de matematicianul Joseph-Louis Lagrange în secolul 18 la această problemă a radiațiilor. Lagrange căuta o orbită pe care un corp să se afle la aproximativ aceeași distanță față de Soare și Pământ tot timpul. El a găsit cinci astfel de puncte și au fost numite punctele Lagrange în onoarea descoperitorului.

În trei dintre soluții corpurile sunt în linie (în L1, L2 și L3), iar în celelalte două corpurile sunt în triunghi (în L4 și L5). Cele cinci puncte a lui Lagrange sunt desenate în diagrama de lângă. Un obiect plasat în oricare din cele cinci puncte va sta aproximativ la aceeași distanță față de cele două corpuri.

În cazul telescopului James Webb, cele trei corpuri implicate sunt Soarele, Pământul și Telescopul. În mod normal, unui corp care este poziționat pe o orbită exterioară orbitei Pământului, i-ar lua mai mult să se rotească în jurul Soarelui. Totuși, balansul gravitațional din punctul L2 va face ca telescopul să rămână în aceeași pozitie față de Pământ, în timp ce acesta se rotește în jurul Soarelui.

Galerie[modificare | modificare sursă]

Note[modificare | modificare sursă]

  1. ^ Noul telescop al NASA va fi de 100 de ori mai puternic decât Hubble și va costa 8,8 miliarde de dolari Descoperă
  2. ^ despre lansarea teleascopului spatial James Webb. comunicatul NASA din 2006-11-04.
  3. ^ Webb: trecut si viitor. comunicatul NASA pe 2009-03-22.
  4. ^ Stiinta JWST: comunicatul NASA 2008-07-04.
  5. ^ De ce este nevoie ca JWST sa fie plasat pe L2. Comunicatul NASA din 2008-07-04.
  6. ^ Gardner. p 588.
  7. ^ Gardner. p.597.
  8. ^ Microcamerele care vor fi folosite la JWST comunicadul United Press International din 2007-01-25.
  9. ^ JWST trece de TNAR. STScl comunicatul din 2008-07-05.
  10. ^ John Mather JWST. Comunicatul Academiei Naționale de Știință din 2008-07-05.
  11. ^ Institutul european de astronomie este de acord cu MIRI. Comunicatul ESA din 2009-09-06.
  12. ^ Contribuția Agenției spațiale canadiene la programul James Webb Space telescope. Comunicatul Canadian Corporation News din 2008-09-06
  13. ^ Brian Berger NASA se încadreaza în buget. Comunicatul Space News din 2008-07-05.
  14. ^ Gardner. p.560
  15. ^ Gardner. p. 574
  16. ^ starea curenta a JWST. Comunicatul STScl din 2008-07-05.
  17. ^ Gardner. p. 578.
  18. ^ Gardner. p. 585
  19. ^ Nasa schimba din nou planurila. comunicat 24 Mai 2007.
  20. ^ [http://spaceflightnow.com/news/n0801/18avweek/ blocati pe luna: Lideri NASA lucreaza sa inlocuiasca misiunile lunare cu asteroide.
  21. ^ [http://www.newscientist.com/article/dn11925 David Shiga: succesorul Hubblelului va putea fi pus pe orbita comunicat NewScientist.com 24 mai 2007.
  22. ^ Posibil ca in viitor navele spatiale sa viziteze telescopul spatial James Webb. comunicat NASA din 27-05-31.

Legături externe[modificare | modificare sursă]