Mitä James Webbin avaruusteleskooppi voi tehdä?

Tiedemies seisoo James Webb -avaruusteleskoopin edessä testauksen aikana

Ota selvää, miten Hubble-avaruusteleskooppi ja uusi James Webb -avaruusteleskooppi vertautuvat toisiinsa



NASA aikoo laukaista James Webb -avaruusteleskoopin (JWST) 22. joulukuuta 2021.

Sitä on usein kutsuttu vuonna 1990 laukaisun Hubble-avaruusteleskoopin 'seuraajaksi'. Mutta kuinka samanlaisia ​​ne todellisuudessa ovat?





Ota selvää, miten James Webb -avaruusteleskooppi ja Hubble-avaruusteleskooppi vertautuvat Greenwichin kuninkaallisen observatorion tähtitieteilijöihin.

James Webb -avaruusteleskoopin laukaisu

Nykyinen julkaisupäivä: 22. joulukuuta 2021



kuinka pitkä kuningatar victoria

Arvioitu käynnistysaika: 12.20 GMT (7.20 EST)

Käynnistyspaikka: Euroopan avaruussatama , Ranskan Guayana

Aloita suora lähetys: saatavilla pian



Millaista valoa kaukoputket näkevät?

Hubble

JWST

Näkyvä ja ultravioletti



Hubblen pääpaino on näkyvässä ja ultraviolettivalossa. Sen instrumentit voivat tarkkailla pientä osaa 0,8-2,5 mikronin infrapunaspektristä, mutta eivät siinä määrin kuin James Webb. Sen sijaan se keskittää ainutlaatuisen ultravioletti (0,1 - 0,4 mikronia) kykynsä työhön, jota ei voida tehdä maasta käsin, ja sen näkyvän valon (0,4 - 0,8 mikronia) valoinstrumentit tuottamaan meille tutuimpia korkearesoluutioisia kuvia.

Punainen ja infrapuna





JWST on suunniteltu keskittymään spektrin infrapunaosaan välillä 0,6 (punainen valo) - 28 mikronia (infrapuna). Tämä tarkoittaa, että se ei pysty näkemään ultraviolettivalossa, kuten Hubble, mutta pystyy keskittymään infrapunakirkkaisiin objekteihin, kuten erittäin kaukaisiin galaksiin.

Valo kulkee sähkömagneettista spektriä pitkin eri taajuuksilla. Silmämme ovat kehittyneet havaitsemaan spektrin kaistan, joka tunnetaan nimellä 'näkyvä valo', mikä ei ole yllättävää, koska ilmakehämme estää monia muita aallonpituuksia.



On kuitenkin monia muita valon muotoja, joita emme näe, sekä ilmakehässämme että sen ulkopuolella.



Sähkömagneettinen spektri NASA.

Infrapunavalolla on pidempi aallonpituus ja se voi läpäistä avaruudessa olevia kohteita, jotka estävät näkyvän valon, kuten kaasun ja pölyn. Tästä syystä infrapunataajuuksia havaitsevilla teleskoopeilla otetut kuvat voivat poimia kohteita näiden pilvien ulkopuolelta ja näyttävät selkeämmiltä kuin muilla kaukoputkilla otetut kuvat.

Skotlannin kuningatar Elisabeth
Vertailunäkymät Mystic Mountainista NASA/ESA/M. Livio & Hubble 20th Anniversary Team

Vertailunäkymät Mystic Mountainista (NASA/ESA/M. Livio & Hubble 20th Anniversary Team)



Joten korvaako James Webbin avaruusteleskoopin Hubble-avaruusteleskoopin?

Koska JWST ei kata samoja valotyyppejä, joihin Hubble pystyy, se ei todellakaan 'korvaa' samoja ominaisuuksia kuin Hubble.

Vaikka menetämme kyvyn nähdä ultraviolettivalossa samalla tavalla kuin Hubble, laajentamalla aallonpituuksien aluetta infrapunavaloon, JWST tarjoaa pääsyn osaan spektristä, jota Hubblella ei koskaan ollut.

Kuinka suuria Hubble- ja James Webb -avaruusteleskoopit ovat?

Hubble

James Webb

Hubble on 13,2 metriä (43,5 jalkaa) pitkä ja sen suurin halkaisija on 4,2 metriä (14 jalkaa). Se on suunnilleen suuren kuorma-auton kokoinen.

Hubblen aukon (valoa vastaanottava osa) halkaisija on 2,4 metriä

JWST-aurinkosuoja on noin 22 metriä x 12 metriä (69,5 ft x 46,5 ft). Se on noin puolet niin suuri kuin 737-lentokone. Aurinkosuoja on noin tenniskentän kokoinen.

JWST:n aukon halkaisija on 6,5 metriä

JWST:ssä on laaja aurinkosuoja, jota käytetään pitämään teleskooppi viileänä. Tämä on tärkeää kaikille avaruusteleskoopeille, mutta pätee erityisesti infrapunateleskoopeille, kuten JWST, koska 'lämpimät' kohteet säteilevät paljon infrapunavaloa.

Jos itse kaukoputkea ei pidetä viileänä, kaukoputki saattaa sokeuttaa itsensä minkä tahansa kohteen valolta, jota se yrittää tarkkailla.

Tenniskenttä

Suurin parannus tässä on kuitenkin kaukoputken aukko.

Tämä on käytännössä kaukoputken päässä olevan reiän koko tai tämän kaltaisissa teleskoopeissa valon keräämiseen käytettävän peilin koko. Se vastaa silmämme keskellä olevaa pupillia, tummaa 'reikää', joka päästää valon sisään.

Mitä suurempi aukko, sitä enemmän valoa teleskooppi pystyy keräämään yhdellä kertaa ja sitä himmeämmän kohteen se näkee.

Hubble 2,4 metrin aukolla pystyy näkemään kohteet, jotka ovat vähintään 60 000 kertaa himmeämpiä kuin ihmissilmä (mitä laajenee sitten huomattavasti käyttämällä kameroita pitkän valotuksen valokuvien ottamiseen).

Melkein kolme kertaa leveämmällä peilillä JWST pystyy näkemään lähes yhdeksän kertaa Hubblea himmeämpiä esineitä, jolloin voimme kurkistaa vielä pidemmälle avaruuteen.

Skorpionin vartijatTapahtumat Kuninkaallisen observatorion tähtitieteen kurssit Tutustu tähtitieteen kurssivalikoimaamme, joka sopii useille henkilöille ja koe. Löydä kurssi Näyttely Tähtitieteellinen Vuoden valokuvaaja -näyttely Katso maailman mahtavin avaruusvalokuva Kansallisessa merimuseossa Vieraile nyt Attraction Royal Observatory Vieraile Greenwichin keskiajan (GMT) kodissa, maailman päämeridiaanissa ja Lontoon ainoassa planetaariossa. Vieraile nyt

Mitkä ovat kaukoputkien ja maan väliset etäisyydet?

Hubble

JWST

Hubble-avaruusteleskooppi kiertää maata ~570 kilometrin korkeudessa

JWST ei itse asiassa kierrä maata. Sen sijaan se istuu Maa-Aurinko L2 Lagrange -pisteessä. Tämä piste on noin 1,5 miljoonaa kilometriä kauempana Auringosta kuin Maa

maaliskuuta 2021 täysikuu

Avaruudessa sijaitsevilla kaukoputkilla on valtava etu maassa sijaitseviin teleskooppeihin verrattuna. Olemalla ilmakehän yläpuolella heidän ei tarvitse kurkistaa vaihtuvan ilman läpi nähdäkseen syvään avaruuteen, mikä antaa heille selkeämmän näkymän kuin useimmat maanpäälliset teleskoopit pystyvät saavuttamaan. Sää ei myöskään vaikuta niihin, mikä voi olla suuri ongelma tähtitieteilijöille.

Avaruudessa oleminen tekee kuitenkin pieleen menneiden asioiden korjaamisesta huomattavasti vaikeampaa. Hubblen peilissä oli tunnetusti pieni virhe laukaisun yhteydessä, jonka korjaaminen vaati avaruuteen tehtävää tehtävää.

JWST:llä ei ole tällaista pelastusta. 1,5 miljoonan kilometrin päässä, paljon kauempana kuin yksikään ihminen on koskaan matkustanut, jos jokin menee pieleen, ei ole mahdollista lähteä avaruuteen korjaamaan sitä.

Se on sijoitettu niin syrjäiseen paikkaan useista syistä. Se pitää kaukoputken kaukana heijastuneesta Maan säteilystä, yksi monista vaihtoehdoista, jotka on suunniteltu pitämään tämä erittäin herkkä kaukoputki viileänä. Se tulee olemaan myös paikassa, jossa Auringon ja Maan painovoima toimivat yhdessä, mikä helpottaa satelliitin pitämistä paikallaan.

Kuinka kauas ajassa taaksepäin JWST voi nähdä?

Mitä kauempana kohde on, sitä kauemmaksi katsomme ajassa taaksepäin. Tämä johtuu ajasta, joka kuluu valon kulkemiseen esineestä meille.

JWST:n suuremmalla peilillä se pystyy näkemään lähes koko matkan takaisin maailmankaikkeuden alkuun, noin 13,7 miljardia vuotta sitten.

Koska JWST pystyy näkemään maailmankaikkeuden pidemmän aallonpituuden infrapunavalossa, se pystyy näkemään joitain universumimme kaukaisimpia galakseja, varmasti helpommin kuin Hubblen näkyvä/ultraviolettivalokuva.

Tämä johtuu siitä, että kaukaisten kohteiden valo venytetään universumimme laajeneessa - tämä vaikutus tunnetaan punasiirtymänä - työntämällä valon pois näkyvältä alueelta infrapunaan.

Miksi JWST on viivästynyt niin kauan?

Avaruusprojektit vievät usein odotettua kauemmin, mutta JWST on ollut epäonnellisempi kuin useimmat.

kuukauden ensimmäinen merkitys

Sen oli alun perin suunniteltu lanseeraavan vuonna 2007, mutta mittava uudelleensuunnittelu, kohonneet kustannukset ja viivästykset johtivat sen siirtämiseen noin vuoteen 2018. Vuodesta 2016 eteenpäin alkava testausjakso kärsi kuitenkin pitkistä viiveistä, ja lisäviivästys aiheutti vuoden 2020 globaali pandemia.

Laukaisu oli siirretty 18. joulukuuta 2021, mutta tätä päivämäärää siirrettiin aikaisintaan 22. joulukuuta laukaisuvalmistelujen aikana tapahtuneen 'tapahtuman' vuoksi. NASA sanoi lausunnossaan, että se tutkii asiaa ja vahvistaa uuden laukaisupäivämäärän.

Tapaus sattui Arianespacen yleisvastuulla suoritetun satelliitin valmistelulaitoksen toiminnan aikana Kouroussa, Ranskan Guyanassa. Teknikot valmistautuivat kiinnittämään Webbin kantoraketin sovittimeen, jolla observatorio integroidaan Ariane 5 -raketin ylempään vaiheeseen. Puristinnauhan äkillinen, suunnittelematon vapautuminen – joka kiinnittää Webbin kantoraketin sovittimeen – aiheutti tärinää koko observatoriossa.

NASA:n lausunto

Pieni viive saattaa olla odotettavissa, jos sää laukaisupäivänä ei ole sopiva, mutta tutkijat toivovat, että vuoden loppuun mennessä JWST on kiertoradalla Maan yläpuolella odottamassa siirtämistä lopulliseen lepopaikkaansa L2:een ja alkuun. tähtitieteen uudesta aikakaudesta.

Myymälä Royal Observatory Greenwich valaisee tähtitieteen oppaita, 2 kappaletta alkaen £18,00 Erikoishinta. Säästä 1,98 puntaa, kun ostat kaksi esteetöntä tähtitiedettä uudesta Royal Observatory Greenwich Illuminates -sarjan oppaista... Osta nyt Myymälä Planisphere & 2022 Night Sky -kirjasarjan opas 18,00 £ Täydelliset seuralaiset tähtien katseluun. Saatavilla erikoishintaan 18,00 puntaa ostettaessa yhdessä. Planisphere on helppokäyttöinen käytännöllinen työkalu, jonka avulla tähtitieteilijät voivat tunnistaa tähtikuvioita ja tähdet vuoden jokaisena päivänä... Osta nyt Myymälä Sky-Watcher Skyhawk-114 teleskooppi 179,00 £ Ihanteellinen teleskooppi valinta aloittelijoille ja keskitason tähtitieteilijöille, jotka haluavat laajentaa taivaankatselukokemustaan... Osta nyt