Nrog rau txhua qhov centimeter ntawm aperture, txhua lub sijhawm ntxiv thib ob ntawm kev soj ntsuam, thiab txhua qhov ntxiv atom ntawm atmospheric clutter tshem tawm ntawm lub tsom iav qhov pom, lub ntiaj teb tuaj yeem pom zoo dua, tob dua thiab pom tseeb dua.
25 xyoo Hubble
Thaum Hubble telescope pib ua haujlwm xyoo 1990, nws tau coj mus rau lub sijhawm tshiab hauv astronomy - chaw. Tsis muaj kev sib ntaus sib tua nrog huab cua, tsis muaj kev txhawj xeeb ntxiv txog huab lossis hluav taws xob flicker. Txhua yam uas yuav tsum tau ua yog xa cov satellite mus rau lub hom phiaj, ruaj khov thiab khaws cov photons. Tsis pub dhau 25 xyoo, lub koob yees duab hauv qhov chaw pib npog tag nrho cov electromagnetic spectrum, tso cai rau thawj zaug saib lub ntiaj teb ntawm txhua qhov wavelength ntawm lub teeb.
Tab sis raws li peb txoj kev paub tau nce, yog li peb nkag siab txog qhov tsis paub. Qhov deb dua peb saib mus rau hauv lub qab ntuj khwb, qhov tob dua yav dhau los peb pom: lub sijhawm kawg txij li lub Big Bang, ua ke nrog lub teeb nrawm nrawm, muab qhov txwv rau qhov peb tuaj yeem saib. Ntxiv mus, kev nthuav dav ntawm qhov chaw nws tus kheej ua haujlwm tawm tsam peb los ntawm kev ncab lub wavelengthlub teeb ntawm cov hnub qub thaum nws taug kev hla lub ntiaj teb mus rau peb lub qhov muag. Txawm hais tias Hubble Space Telescope, uas muab peb qhov tob tshaj plaws, zoo nkauj tshaj plaws ntawm lub ntiaj teb uas peb tau pom, muaj kev txwv rau qhov no.
Disadvantages of Hubble
Hubble yog lub koob yees duab zoo kawg nkaus, tab sis nws muaj ntau yam kev txwv:
- Tsuas 2.4m txoj kab uas hla, txwv nws txoj kev daws teeb meem.
- Txawm hais tias tau npog nrog cov khoom siv cuam tshuam, nws tau raug tshav ntuj ncaj qha, uas ua rau nws sov. Qhov no txhais tau hais tias vim muaj kev cuam tshuam thermal, nws tsis tuaj yeem soj ntsuam lub teeb wavelengths ntau dua 1.6 µm.
- Kev sib xyaw ua ke ntawm kev txwv aperture thiab lub wavelengths nws yog rhiab rau txhais tau tias lub tsom iav raj pom galaxies tsis muaj hnub nyoog tshaj 500 lab xyoo.
Cov galaxies no zoo nkauj, nyob deb thiab muaj nyob thaum lub ntiaj teb tsuas yog kwv yees li 4% ntawm nws hnub nyoog tam sim no. Tab sis nws paub tias cov hnub qub thiab galaxies muaj nyob ua ntej.
Yuav kom pom qhov no, lub tsom iav raj yuav tsum muaj qhov rhiab heev dua. Qhov no txhais tau tias txav mus rau qhov ntev wavelengths thiab kub qis dua Hubble. Yog vim li cas James Webb Space Telescope tau tsim.
Prospects for Science
James Webb Space Telescope (JWST) yog tsim los kom kov yeej cov kev txwv no: nrog txoj kab uas hla ntawm 6.5 m, lub tsom iav raj khaws 7 npaug ntawm lub teeb ntau dua li Hubble. Nws qhibsiab daws teeb meem ultra-spectroscopy los ntawm 600 nm mus rau 6 µm (4 npaug ntawm lub wavelength uas Hubble tuaj yeem pom), ua rau kev soj ntsuam nyob rau hauv nruab nrab-infrared cheeb tsam ntawm lub spectrum nrog rhiab heev dua puas tau. JWST siv kev ua kom txias txias rau Pluto qhov kub thiab txias thiab muaj peev xwm ua kom txias nruab nrab ntawm cov cuab yeej infrared mus txog 7K.
Nws yuav tso cai:
- saib lub galaxies ntxov tshaj plaws puas tau tsim;
- saib los ntawm cov pa nruab nrab thiab sojntsuam thawj lub hnub qub thiab rov ua dua ntawm ntug;
- ua spectroscopic tsom xam ntawm thawj lub hnub qub (cov pej xeem III) tsim tom qab lub Big Bang;
- tau txais qhov xav tsis thoob zoo li qhov kev tshawb pom ntawm qhov ntxov tshaj plaws supermassive black qhov thiab quasars hauv ntiaj teb.
JWST qib kev tshawb fawb txog kev tshawb fawb tsis zoo li yav dhau los, yog vim li cas lub tsom iav raj tau xaiv los ua NASA lub hom phiaj tseem ceeb ntawm xyoo 2010s.
Kev tshawb fawb masterpiece
Los ntawm qhov kev xav ntawm kev pom, James Webb lub tsom iav raj tshiab yog ib qho haujlwm tiag tiag ntawm kev kos duab. Qhov project tau los ntev heev: tau muaj kev siv nyiaj ntau dhau, ncua sij hawm qeeb, thiab qhov txaus ntshai ntawm qhov project raug muab tshem tawm. Tom qab kev cuam tshuam ntawm kev coj noj coj ua tshiab, txhua yam hloov pauv. Txoj haujlwm tam sim ntawd ua haujlwm zoo li lub sijhawm ua haujlwm, cov nyiaj tau muab faib, ua yuam kev, ua tsis tiav thiab teeb meem raug coj mus rau hauv tus account, thiab JWST pab pawg tau pib haum rautag nrho cov sijhawm teem sijhawm, sijhawm teem sijhawm thiab kev siv nyiaj txiag. Lub community launch ntawm lub cuab yeej yog teem rau lub Kaum Hlis 2018 ntawm lub foob pob hluav taws Ariane-5. Pab neeg no tsis tsuas yog ua raws li lub sijhawm teem tseg, lawv muaj cuaj lub hlis los suav rau txhua qhov xwm txheej kom ntseeg tau tias txhua yam tau ntim thiab npaj rau hnub ntawd.
Lub koob yees duab James Webb muaj 4 qhov tseem ceeb.
optical thaiv
suav nrog txhua daim iav, ntawm kaum yim thawj ntu cov iav kub-plated yog qhov ua tau zoo tshaj plaws. Lawv yuav raug siv los sau cov hnub qub nyob deb thiab tsom mus rau cov cuab yeej rau kev tsom xam. Tag nrho cov iav tam sim no tau npaj txhij thiab tsis muaj qhov tsis zoo, ua raws li lub sijhawm. Thaum sib sau ua ke, lawv yuav muab tais rau hauv cov qauv tsim kom muaj ntau tshaj 1 lab km ntawm lub ntiaj teb mus rau L2 Lagrange taw tes, thiab tom qab ntawd cia li xa mus rau cov qauv honeycomb uas yuav khaws cov teeb pom kev ntev ntev rau xyoo tom ntej. Qhov no yog ib qho zoo nkauj heev thiab tau txais txiaj ntsig ntawm kev siv zog titanic ntawm ntau tus kws tshaj lij.
Nyob ze lub koob yees duab infrared
Webb yog nruab nrog plaub lub cuab yeej tshawb fawb uas ua tiav 100%. Lub koob yees duab lub koob yees duab tseem ceeb yog lub koob yees duab ze-IR xws li pom lub teeb txiv kab ntxwv mus rau qhov tob infrared. Nws yuav muab cov duab tsis tau pom dua ntawm cov hnub qub tshaj plaws, cov hnub qub hluas tshaj plaws uas tseem tab tom tsim, cov hnub qub hluas ntawm Milky Way thiab cov galaxies nyob ze, ntau pua yam khoom tshiab hauv Kuiper txoj siv. Nws yogoptimized rau cov duab ncaj qha ntawm cov ntiaj chaw nyob ib ncig ntawm lwm lub hnub qub. Qhov no yuav yog lub koob yees duab loj siv los ntawm cov neeg soj ntsuam feem ntau.
Neeg infrared spectrograph
Cov cuab yeej no tsis tsuas yog cais lub teeb rau hauv nyias nyias, tab sis muaj peev xwm ua qhov no rau ntau dua 100 yam khoom sib cais tib lub sijhawm! Qhov ntsuas no yuav yog universal Webba spectrograph muaj peev xwm ua haujlwm hauv 3 hom spectroscopy sib txawv. Nws tau tsim los ntawm European Space Agency, tab sis ntau yam khoom siv, suav nrog cov cuab yeej ntes thiab ntau lub rooj vag roj teeb, tau muab los ntawm Space Flight Center. Goddard (NASA). Cov cuab yeej no tau raug sim thiab npaj rau nruab.
Mid-Infrared Instrument
Cov cuab yeej yuav siv rau kev ntsuas dav dav, uas yog, nws yuav tsim cov duab zoo nkauj tshaj plaws los ntawm txhua lub cuab yeej Webb. Los ntawm txoj kev pom kev tshawb fawb, nws yuav muaj txiaj ntsig zoo tshaj plaws hauv kev ntsuas protoplanetary disks nyob ib puag ncig cov hnub qub hluas, ntsuas thiab ntsuas cov khoom siv ntawm Kuiper thiab plua plav rhuab los ntawm lub hnub qub nrog qhov tsis tau pom dua. Nws yuav yog cov cuab yeej nkaus xwb uas yuav tsum tau ua kom txias txias rau 7 K. Piv nrog rau Spitzer qhov chaw tsom iav, qhov no yuav txhim kho cov txiaj ntsig los ntawm qhov txiaj ntsig ntawm 100.
Slitless Near-IR Spectrograph (NIRISS)
Cov cuab yeej yuav tso cai rau koj tsim:
- wide-angle spectroscopy nyob ze infrared wavelengths (1.0 - 2.5 µm);
- grism spectroscopy ntawm ib yam khoom hauvpom thiab infrared ntau yam (0.6 - 3.0 microns);
- aperture-masking interferometry ntawm wavelengths ntawm 3.8 - 4.8 µm (qhov twg thawj hnub qub thiab galaxies yuav tsum);
- dav-ntau qhov kev tua ntawm tag nrho cov kev pom.
Cov cuab yeej no tau tsim los ntawm Canadian Space Agency. Tom qab dhau los ntawm kev sim cryogenic, nws tseem yuav npaj rau kev koom ua ke rau hauv lub ntsuas ntsuas ntawm lub tsom iav.
tshav ntuj
Space telescopes tseem tsis tau nruab nrog lawv. Ib qho kev ntshai tshaj plaws ntawm txhua qhov kev tshaj tawm yog kev siv cov khoom tshiab kiag li. Es tsis txhob ua kom txias tag nrho lub dav hlau nrog cov khoom siv ib zaug, James Webb Telescope siv cov thev naus laus zis tshiab, lub hnub ci 5-txheej uas yuav siv los ua kom pom lub hnub ci hluav taws xob los ntawm lub tsom iav. Tsib 25-meter nplooj ntawv yuav txuas nrog titanium rods thiab ntsia tom qab siv lub tsom iav raj. Kev tiv thaiv tau sim hauv 2008 thiab 2009. Cov qauv tag nrho uas tau koom nrog hauv kev sim ntsuas tau ua txhua yam lawv yuav tsum ua ntawm no hauv ntiaj teb. Nov yog kev tsim kho tshiab zoo nkauj.
Nws tseem yog lub tswv yim zoo kawg: tsis yog tsuas yog thaiv lub teeb ntawm lub hnub thiab tso lub tsom iav raj rau hauv duab ntxoov ntxoo, tab sis ua nws txoj hauv kev kom tag nrho cov cua sov tawm mus rau qhov sib txawv ntawm lub tsom iav raj txoj kev taw qhia. Txhua ntawm tsib txheej hauv lub tshuab nqus tsev yuav ua rau txias thaum nws txav mus los ntawm sab nrauv, uas yuav sov me ntsis dua qhov kub. Qhov saum npoo ntawm lub ntiaj teb - txog 350-360 K. Qhov kub ntawm txheej kawg yuav tsum poob mus rau 37-40 K, uas yog txias dua thaum hmo ntuj ntawm Pluto.
Ntxiv rau, kev ceev faj tseem ceeb tau raug coj los tiv thaiv ib puag ncig hnyav ntawm qhov chaw sib sib zog nqus. Ib yam uas yuav tsum txhawj txog ntawm no yog cov pob zeb me me, cov xuab zeb, cov plua plav thiab cov me me uas ya los ntawm qhov chaw sib txuas ntawm qhov nrawm ntawm kaum lossis ntau pua txhiab kilometers ib teev. Cov micrometeorites no muaj peev xwm ua qhov me me, microscopic qhov nyob rau hauv txhua yam lawv ntsib: spacecraft, astronaut suits, telescope mirrors thiab ntau dua. Yog hais tias daim iav tsuas yog tau dents los yog qhov, uas me ntsis txo cov nqi ntawm "zoo teeb" muaj, ces lub hnub ci ntaub thaiv npog tuaj yeem tsim kua muag los ntawm ntug mus rau ntug, ua rau tag nrho cov txheej tsis muaj txiaj ntsig. Lub tswv yim ci ntsa iab tau siv los tawm tsam qhov tshwm sim no.
Lub hnub ci thaiv tag nrho tau muab faib ua ntu hauv txoj hauv kev uas yog tias muaj qhov sib txawv me me hauv ib, ob lossis peb ntawm lawv, txheej yuav tsis tsim kua muag ntxiv, zoo li tawg ntawm lub qhov cua ntawm ib qho. tsheb. Kev faib tawm yuav ua kom tag nrho cov qauv tsis zoo, uas yog qhov tseem ceeb los tiv thaiv kev degradation.
Spacecraft: sib dhos thiab tswj tshuab
Qhov no yog qhov feem ntau feem ntau, raws li txhua qhov chaw tsom iav thiab cov haujlwm tshawb fawb muaj. Ntawm JWST, nws yog qhov tshwj xeeb, tab sis kuj npaj txhij. Txhua yam uas tau tso tseg rau qhov project tus neeg cog lus dav dav, Northrop Grumman, yog ua kom tiav cov ntaub thaiv npog, sib sau lub tsom iav, thiab sim nws. Lub tshuab yuav npaj rautso tawm hauv 2 xyoos.
10 xyoo nrhiav pom
Yog tias txhua yam mus tau zoo, tib neeg yuav nyob ntawm qhov pib ntawm kev tshawb pom zoo. Daim ntaub thaiv ntawm cov roj nruab nrab uas tau dhau los ua qhov pom ntawm cov hnub qub thiab galaxies thaum ntxov yuav raug tshem tawm los ntawm lub peev xwm infrared ntawm Webb thiab nws cov luminosity loj. Nws yuav yog qhov loj tshaj plaws, feem ntau rhiab telescope puas tau tsim, nrog lub wavelength loj ntawm 0.6 mus rau 28 microns (tus tib neeg lub qhov muag pom 0.4 txog 0.7 microns). Nws cia siab tias yuav muab ib xyoo caum ntawm kev soj ntsuam.
Raws li NASA, lub neej ntawm Webb lub hom phiaj yuav yog 5.5 txog 10 xyoo. Nws yog txwv los ntawm tus nqi ntawm lub zog xav tau los tswj lub orbit thiab lub neej ntawm cov khoom siv hluav taws xob thiab cov khoom siv nyob rau hauv qhov hnyav ntawm qhov chaw. James Webb Orbital Telescope yuav nqa roj rau tag nrho 10-xyoo lub sijhawm, thiab 6 lub hlis tom qab tso tawm, kev ntsuas kev txhawb nqa dav hlau yuav raug ua, uas lav 5 xyoo ntawm kev tshawb fawb.
Yuav ua li cas yuam kev?
Qhov kev txwv tseem ceeb yog cov roj ntawm lub nkoj. Thaum nws xaus, lub satellite yuav ya mus deb ntawm L2 Lagrange taw tes, nkag mus rau qhov chaw chaotic nyob rau thaj tsam ze ntawm lub ntiaj teb.
Los nrog qhov no, lwm yam teeb meem tuaj yeem tshwm sim:
- degradation ntawm daim iav, uas yuav cuam tshuam rau cov nyiaj khaws cia thiab tsim cov duab kos duab, tab sis yuav tsis ua rau kev ua haujlwm ntxiv ntawm lub tsom iav;
- tsis ua tiav ntawm ib feem lossis tag nrho ntawm lub hnub ci npo, uas yuav ua rau muaj kev nce ntxivspacecraft kub thiab nqaim lub usable wavelength ntau mus rau heev ze infrared (2-3 µm);
- Mid-IR ntsuas cua txias tsis ua haujlwm, ua rau nws siv tsis tau tab sis tsis cuam tshuam rau lwm yam twj paj nruag (0.6 txog 6 µm).
Qhov kev sim nyuaj tshaj plaws uas tos James Webb tsom iav yog qhov tso tawm thiab tso rau hauv lub voj voog muab. Cov xwm txheej no tau sim thiab ua tiav tiav.
Revolution in science
Yog James Webb Telescope ua haujlwm, yuav muaj roj txaus los siv nws los ntawm 2018 txog 2028. Tsis tas li ntawd, muaj lub peev xwm rau refueling, uas yuav ncua lub neej ntawm lub tsom iav raj los ntawm lwm xyoo caum. Ib yam li Hubble tau ua haujlwm rau 25 xyoo, JWST tuaj yeem muab ib tiam ntawm kev hloov pauv kev tshawb fawb. Thaum Lub Kaum Hli 2018, Ariane 5 tso lub tsheb yuav tso rau hauv lub voj voog yav tom ntej ntawm astronomy, uas, tom qab ntau tshaj 10 xyoo ntawm kev ua haujlwm nyuaj, npaj txhij pib txi txiv. Lub neej yav tom ntej ntawm qhov chaw tsom iav raj yuav luag ntawm no.
