Космічний телескоп Джеймс Вебб (англ. James Webb Space Telescope або JWST) – космічна обсерваторія, призначена в основному для інфрачервоної астрономії. Будучи найпотужнішим телескопом, який коли-небудь запускався в космос, його значно покращена інфрачервона роздільна здатність і чутливість дозволяють йому бачити об’єкти, які надто старі, віддалені або слабкі для космічного телескопа «Габбл».

Це дозволяє проводити широкий спектр досліджень у галузях астрономії та космології, таких як спостереження за першими зірками та формуванням перших галактик, а також робити детальну характеристику атмосфери потенційно придатних для життя екзопланет.

Проект є спільним зусиллям NASA, Європейського космічного агентства та Канадського космічного агентства, а взагалі до його реалізації долучилися 17 різних країн. Телескоп названий на честь Джеймса Едвіна Вебба, керівника НАСА у 60-х роках минулого століття. На кінець грудня 2021 року (момент запуску телескопа в космос) загальні витрати на його створення складали понад 9,7 мільярда доларів США.

Цікаві факти про телескоп Джеймс Вебб

1. Знадобилося 26 років, щоб пройти шлях від пропозиції до повної експлуатації. Шлях космічного телескопа «Джеймс Вебб» (КТДВ) до завершення був, м’яко кажучи, нелегким, враховуючи, що він був запропонований у 1996 році з датою запуску у 2007 році.

Старт ракети Ariane-5 з телескопом “Джеймс Вебб” на борту з космодрому в Куру у Французькій Гвіані. 25 грудня 2021 р.

Проект кілька разів переплановувався через стрімко зростаючі витрати, що ще більше відкладало запуск. У 2011 році, через 4 роки після запланованого спочатку запуску, етап проектування космічного телескопа «Джеймс Вебб» нарешті був завершений, і почався етап будівництва його частин.

Через п’ять років телескоп зібрали, і почалися випробування. У 2018 році, під час чергових випробувань, розірвався сонячний екран телескопа, при цьому експертиза виявила 344 можливі відмови систем, спричинені несправністю одного елемента. Наступні 3 роки були проведені в пошуку рішень та у повторних випробуваннях усіх компонентів. Той факт, що його запустили в грудні 2021 року і у січні 2022-го він прибув у точку призначення, просто неймовірний.

2. Космічний телескоп «Джеймс Вебб» названо на честь другого керівника НАСА. Спочатку названий «Космічним телескопом наступного покоління», КТДВ був перейменований у 2002 році на честь Джеймса Едвіна Вебба (James Edwin Webb).

Будучи найвищим посадовцем НАСА з 1961 по 1968 рік, Вебб перетворив НАСА з розрізненої організації на висококоординовану машину, якою вона відома зараз. Вебб також курирував космічні програми «Меркурій» і «Джеміні» (Близнюки), а також більшість програм «Аполлон».

3. Прилади КТДВ дозволяють робити знімки у 100 разів менш яскравих об’єктів, ніж це міг робити телескоп «Габбл». КТДВ має 4 наукові інструменти: камеру ближнього інфрачервоного діапазону, спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону, прилад для роботи в середньому діапазоні інфрачервоного випромінювання (що складається з камери та спектрографа) та датчик точного наведення (з пристроєм формування зображення у ближньому інфрачервоному діапазоні і безщілинним спектрографом).

Завдяки цим чотирьом інструментам космічний телескоп «Джеймс Вебб» отримує небувалі можливості зі збору даних про Всесвіт і його зародження.

Скупчення галактик SMACS 0723. Знімки КТДВ в середньому (ліворуч) і в ближньому (праворуч) інфрачервоному діапазоні.

4. Космічний телескоп «Джеймс Вебб» може зазирнути в минуле. Коли утворилися перші галактики, випромінюване ними світло перебувало у видимому спектрі. Чим довше і далі розповсюджується світло, тим більше воно зміщується в інфрачервоний спектр.

Оскільки КТДВ отримує знімки за допомогою інфрачервоних датчиків, він здатний зафіксувати світло перших сформованих зірок так, як досі не вдавалося жодному телескопу. Можливість зазирнути у минуле, у витоки формування нашого Всесвіту, є однією з найвизначніших особливостей КТДВ.

5. «Джеймс Вебб» повинен знаходитись при температурі нижче -223 градусів Цельсія для правильного функціонування. Особливістю інфрачервоних телескопів є те, що будь-яке тепло може перетворити їх на купу непотрібного металу. Ось чому ми не можемо використовувати на Землі інфрачервоні телескопи чи космічний телескоп «Габбл» – надто велике теплове втручання.

Космос, насправді, холодніший, ніж робоча температура телескопа, але це стосується лише тих об’єктів, на які не падає сонячне світло. Щоб протистояти цьому, КТДВ має сонячний екран, що складається з 5 шарів захисної плівки завтовшки з людську волосину, щоб відбивати сонячне світло, запобігаючи його впливу на високочутливі інструменти. Оскільки телескоп повинен залишатися в тіні сонячного екрану весь час, він може бачити лише 40% «неба» одночасно.

6. КТДВ може бачити прямо крізь хмари космічного пилу. У космосі теж є пил, і він заважає роботі звичайних телескопів. Це особливо докучає, тому що при формуванні нових галактик «піднімається» дуже багато пилу. Оскільки інфрачервоне світло через пилові хмари може проходити легше, ніж світло у видимому спектрі, «Джеймс Вебб» може отримувати більш якісні знімки галактик, що формуються, ніж будь-який інший телескоп.

7. Щоб помістити КТДВ у ракету-носій, його довелося скласти, як найдорожчу фігурку оригамі у світі. Одні тільки дзеркала телескопа у зібраному вигляді мають діаметр 6,5 метри, а розмір сонячного екрану становить 14 на 22 метри. І хоча простір для корисного навантаження усередині ракети є значним, він не мав би шансів там поміститися.

Рішення в результаті було неймовірно складним та елегантним: весь телескоп складався сам по собі. Після того, як він нарешті досяг місця свого призначення, йому знадобилося два тижні, щоб повільно розкритися, частина за частиною, перш ніж можна було протестувати його інструменти. До речі, маса КТДВ становить близько 6160 кг.

КТДВ обертається навколо Сонця поблизу другої точки Лагранжа (L2), яка знаходиться на протилежному від Сонця боці Землі. Телескоп знаходиться не точно в точці L2, а рухається по гало-орбіті навколо неї, де він зберігає безпечну відстань від яскравого світла Сонця, Землі та Місяця, зберігаючи при цьому своє положення відносно Землі.

8. Космічний телескоп «Джеймс Вебб» знаходиться на постійній орбіті за 1,5 млн км від Землі. Однак він не рухається орбітою Землі. Через необхідність постійно перебувати в тіні від сонячного світла, телескоп розташований на орбіті навколо Сонця в положенні, що називається точкою Лагранжа (5 точок в орбітальній конфігурації, де тіло з незначною масою, що зазнає тільки гравітаційний вплив двох взаємопов’язаних масивних тіл, буде перебувати у незмінній позиції щодо них).

Отже, точка Лагранжа – це унікальне положення в просторі, де один об’єкт може легко бути нерухомим щодо іншого. У цьому випадку КТДВ, по суті, може залишатися на орбіті Сонця у фіксованому положенні щодо Землі, лише час від часу потребуючи коригування свого руху.

9. Запуск і розгортання КТДВ пройшли настільки гладко, що очікувана тривалість місії збільшилася вдвічі. 25 грудня 2021 року телескоп успішно запустили з космодрому Куру у Французькій Гвіані (Південна Америка) за допомогою ракети «Аріан-5». Перші наукові дослідження розпочалися вже влітку 2022 року. Час служби телескопа переважно обмежувався запасом палива для маневрування біля точки Лагранжа (L2). Початковий розрахунок місії «Джеймса Вебба» становив не більше 10-ти років. Однак під час запуску вдалося зробити вкрай вдалий маневр і поточний запас палива збільшив час експлуатації телескопа до 20 років. Втім, не всі його прилади зможуть відпрацювати стільки часу.

Якщо вам сподобалася стаття, будь ласка, поділіться з друзями в соцмережах!