טלסקופ החלל ג'יימס ווב שהורכב במלואו עם שמשת השמש ו"מבני המשטחים המאוחדים "(המתקפלים סביב הטלסקופ לשיגור) נראים פרוסים בחלקם לתצורה פתוחה כדי לאפשר התקנת טלסקופ.
(תמונה: © נאס"א / כריס גאן)
פול מ. סוטר הוא אסטרופיסיקאי ב אוניברסיטת מדינת אוהיו, מארח של תשאל איש חלל ו רדיו שטח, ומחבר הספר "מקומך ביקום."סאטר תרם את המאמר הזה ל קולות המומחים של Space.com: Op-Ed & Insights.
של נאס"א טלסקופ החלל ג'יימס ווב (נכון לעכשיו) אמור להשיק במרץ 2021, לאחר שנים של עיכובים ומיליארדי דולרים שהוצאו על התקציב. אמנם קל לטעון שכל הזמן והכסף הזה מבוזבז, אולם המצפה הזה יהיה אלוף הבכורה והבלתי מעורער של אורכי הגל האינפרא אדום, ויאפשר לנו גישה ללא תחרות לפינות היקום הבלתי נגישות כרגע.
אם אנו רוצים ללמוד דברים חדשים על הכל החל מהגלקסיות הראשונות ועד הסיכוי החיים בכוכבי לכת אחרים, בערך 9.7 מיליארד דולר ג'יימס ווב הוא התקווה היחידה שלנו.
אין צינה
ואילו טלסקופ החלל ג'יימס ווב ("JWST" לאנשים הידועים) מבשר כ"ממשיך דרכו "של המועצה של נאס"א. טלסקופ החלל האבל, זה סוג של לא. האבל הוא בעיקר טלסקופ אופטי, לוכד אורכי גל של אור הדומה לטווח שעושה העין האנושית, ומשתרע על פניו מעט אל חלקי האינפרא אדום והאולטרה סגול (UV) של הספקטרום האלקטרומגנטי. בעיקרו של דבר, האבל הוא גלגל עין ענק המסתובב בחלל, ומעביר תמונות מדהימות שהיית רואה אם עצבי הראייה שלך היו מצוידים באופן דומה.
אבל JWST שונה. הוא יתבונן לחלוטין באינפרא אדום, בקושי מגרד את האדומים העמוקים ביותר שאדם יכול לראות. במילים אחרות, ה- JWST יחקר יקום שנראה ברובו בלתי נראה לחוויה האנושית.
אחת הסיבות העיקריות לכך שה- JWST מתוכנן להיות היקף אינפרא אדום היא שהאסטרונומיה האינפרא אדום, באופן כללי, באמת קשה לביצוע מעל פני כדור הארץ. פליטת אור הוא נתיבם של האסטרונומים, הזקוקים לשמיים שלהם בהירים גבישים וחשוכים לחלוטין כדי לבצע את התצפיות והמדידות המפורטות שלהם.
וזיהום אור אינפרא אדום מגיע ממקומות רבים ושונים. בעיקרון, כל דבר חם. שזה בעצם הכל. גופי אנוש מייצרים 100 וואט של קרינת אינפרא אדום. כדור הארץ עצמו די חם, זוהר חזק בלהקות אינפרא אדום. אפילו הטלסקופ עצמו, אם הוא בטמפרטורת החדר, זורם באינפרא אדום.
זה לא שאנחנו לא יכולים לעשות זאת אסטרונומיה אינפרא אדום מהקרקע, זה פשוט קשה בתסכול.
מכאן, המרחב.
רחוק מהבית
ה- JWST יפעל כמיליון מיילים (1.5 מיליון ק"מ) מכדור הארץ, בכדי להרחיק אותו בבטחה הרחק מכוכב הלכת החם שלנו, האינפרא אדום. אבל אפילו עדיין, יש השמש להתמודד איתם. האם אי פעם לשבת בחוץ ביום קיץ נחמד, לחוש את חום השמש שלנו על העור שלך? כן, זו קרינת אינפרא אדום שנשאבת על ידי דלי. ואפילו במרחק של מיליון מיילים מכדור הארץ, השמש עדיין קצת טוסטה.
כדי להילחם בזה, למעצבי טלסקופי חלל אינפרא אדום יש אפשרויות זוגיות. הבחירה הנפוצה ביותר היא להשתמש במערכת קירור פעילה, מצננת את הטלסקופ לטמפרטורות הדרושות בכדי לשמור על אורכי גל אינפרא אדום כראוי. זה נהדר ומשמש את טלסקופי החלל האינפרא אדום הקודמים, אך זה אכן מגביל את תוחלת החיים שלהם. לא עוד נוזל קירור = לא עוד אסטרונומיה.
אז במקום זאת JWST תפרוס מטריה חלל ענקית ויקרה, באורך 72 מטר (22 מטר) ורוחבה 36 רגל (11 מ '), העשויה מחמש שכבות של חומר רפלקטיבי במיוחד, שכל שכבה דקה יותר משיער אנושי. זה מסיבי "מגן שמש"ישמור על הטלסקופ עצמו בצל קבוע, אי שם דרומית למינוס 370 מעלות פרנהייט (מינוס 223 מעלות צלזיוס), שהוא אידיאלי לאורכי הגל האינפרא אדום שהוא ילמד.
למרות שבדיוק לשם הכיף, אחד המכשירים הנמצאים על הסיפון יוחנן עם מערכת קירור פעילה למטה מינוס 433 פרנהייט (מינוס 258 צלזיוס), שתאפשר לו גישה לכמה אורכי גל אינפרא אדום עוד יותר.
הנה המדע
בסך הכל, ה- JWST הוא מסיבי. למען האמת, הוא כל כך גדול שהוא לא אמור להיות מסוגל להיכנס לטיל. מלבד שמשת השמש הגרגנטואית, המראה הראשית תהיה בגובה של מטר וחצי (6.5 מ ') לרוחב, שהיא רחבה בהרבה מכל ירי רקטות הנמצא בשימוש. הקלטת תעלות במראה לצד הרקטה אינה בדיוק פיתור מעשי, ולכן במקום זאת, מהנדסי NASA החכמים שברו את המראה ל 18 קטעים משושים קטנים יותר, שתהיה מקופלת ומקופלת אל הרקטה (יחד עם הקיפול למעלה שמשייה ושאר הטלסקופ עצמו).
אם הכל יתנהל כשורה, רק כמה ימים לאחר ההשקה, ה- JWST יפנה לנקודת התצפית שלו, תתפתח ותתחיל לבהות.
ומה שהיא תראה יהיה - ואני לא משתמש במילה זו בקלילות - ראוי לציון. אחד היעדים העיקריים שלו יהיה היקום המוקדם, כאשר הקוסמוס שלנו היה בן כמה מאות מיליוני שנים בלבד. הכוכבים והגלקסיות הראשונים שהופיעו בסצנה הקוסמית התלקחו באור בהיר בספקטרום הנראה לעין, אך במהלך 13 מיליארד השנים האחרונות היקום התרחבה והרחיבה את האור מחוץ לטווח הגלוי ולמטה אל תוך האינפרא אדום - ממש במקום המתוק של פרמטרי העיצוב של JWST.
מכיוון שאין לנו דימויים כלל מהתקופה של הכוכבים והגלקסיות הראשונות (המכונה גם בשם "שחר קוסמי") זו תהיה ההשקפה הראשונה שלנו אי פעם על תקופה חשובה זו בתולדות הקוסמוס.
קרוב לבית, JWST ילמד כל דבר מגניב בקוסמוס, החל מהדיסקים הפרוט-פלנטריים סביב כוכבים שנולדו עד עננים מולקולריים, שביטים, חפצי חגורה של קיפר ועוד.
ו- JWST תשתמש במכשיר ייעודי בכדי לחסום אור מכוכבים מרוחקים, מה שמאפשר למצפה הכוכבים להצמיד תמונות של כל אובייקט הקיף את הכוכבים האלה - כמו exoplanets. כוכבי הלכת הללו יזהרו באינפרא אדום, והאור מכוכבי הלכת האלה ישונה על ידי הכימיקלים והאלמנטים בסביבתם, הכימיקלים והאלמנטים שעשויים להיות סימני חיים.
מצייד ET למגילת שחר קוסמית, ה- JWST בהחלט יהיה שווה את ההמתנה.
- טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א: יורשו הקוסמי של האבל
- בית שמוציא בילידי שריפות אזהרה נורה בטלסקופ החלל ג'יימס ווב
- טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א מגיע לקליפורניה לאסיפה הסופית (תמונות)
למידע נוסף על ידי האזנה לפרק "האם ג'יימס ווב שווה לחכות?" בפודקאסט Ask A Spaceman, זמין ב iTunes ובאינטרנט ב http://www.askaspaceman.com. תודה ל- @SethDSanders, @hhyech, White I. ו- Veljo U. לשאלות שהובילו ליצירה הזו! שאל את השאלה שלך בטוויטר באמצעות #AskASpaceman או על ידי עקוב אחר פול @PaulMattSutter ו facebook.com/PaulMattSutter.
