fbpx
2.4 C
София

Грандиозната космическа обсерватория Джеймс Уеб бе изведена в космоса

Най-четени

Даниел Десподов
Даниел Десподовhttps://www.kaldata.com/
Новинар. Увличам се от съвременни технологии, информационна безопасност, спорт, наука и изкуствен интелект.

Космическият телескоп засега е единствената достъпна машина на времето. Космическите обсерватории от подобен тип могат да регистрират и най-слабата светлина, излъчена преди милиарди години от древните звезди и галактики, появили се след Големия взрив. Най-съвършеният към днешен ден телескоп Джеймс Уеб след цели 20 години проектиране и усъвършенстване успешно бе изведен в космоса и започна своето 30-дневно пътешествие към втората точка на Лагранж (L2). Този невероятен инструмент може да ни разкаже изключително много за това къде живеем, както и да намерим признаци за съществуването на космически съседи. Нека се спрем по-подробно за какво е нужен подобен космически телескоп и какво е неговото устройство.

 

Мисията на Хъбъл бе изпълнена

През 1990 година космическата совалка изведе в орбита около Земята телескопа Хъбъл, който стана първият истински прозорец във Вселената. Пет години по-късно този телескоп засне най-вълнуващата снимка в историята на астрономията.

 

В продължение на десет дни телескопът се взираше в една малка област на небето – наистина съвсем малка – само една 24-милионна част от цялото небе, която в ъглови размери може да сравни с топка за тенис на разстояние от 100 метра.

В началото астрономите от Земята мислеха, че надничат в непрогледен мрак. Тази област за наблюдение е специално избрана като най-черната зона на небето: минимум звезди в нашата галактика, без прах от Млечния път, без източници на инфрачервено, ултравиолетово и рентгеново излъчване. Не са много областите, гледката към които периодично не се закрива от Земята или Луната – всъщност тези зони са само 20. От тях бе избрана област в съзвездието Голяма мечка и наблюденията започнаха.

 

Ден след ден телескопът улавяше светлина с различни дължини на вълната, като в крайна сметка засне общо 342 изображения, като заснемането на едно изображение продължаваше около 100 часа. Резултатът бе изключително интересен: в най-тъмното място на небето имаше хиляди галактики с десетки милиарди звезди във всяка от тях.

 

Това изображение направо спира дъха със своите необятност и величие. В същото време поражда меланхолия от факта, че всеки един от тези ярки пиксели за нас е само една красива картина, моментна снимка от миналото, показваща светлината, излъчена от тези галактики преди милиарди години.

Възрастта на Вселената е почти 14 милиарда години и колкото и бързо да се движи светлината, минава време, защото тя трябва да измине огромни разстояния. Това разнообразие от форми, размери и оттенъци на галактиките, които видяха астрономите през 1995 година благодарение на телескопа Хъбъл, за мнозина бе абсолютна изненада. Тази снимка може да бъде счетена за времева скала на еволюцията на Вселената. Това изображение показва различни галактики на всякаква възраст и етапи от своето развитие. Това бе буквално директно доказателство, че Вселената се променя с течение на времето.

 

Днес може да ни е трудно да повярваме, но през 1990-те години имаше редица учени, които упорито се придържаха към теорията за една устойчива и стационарна Вселена. Според това схващане, наблюдаваната Вселена е на практика еднаква по всяко време и на всяко място. Привържениците на тази теория станаха значително по-малко след откриването на космическото микровълново фоново излъчване през 1964 година, предсказано от теорията за Големия взрив. Останалите привърженици на тази теория окончателно се отказаха от нея след като бяха показани снимките направени от Хъбъл.

С космическия телескоп Хъбъл са свързани голям брой научни работи по изучаване на тъмната материя, откриването на екзопланетите, събиране на подробности за черните дупки и още редица страхотни наблюдения и невероятни снимки. Можем да изброим звездния куп NGC 3603 в съзвездието Карина, мъглявината Балон (Bubble Nebula) в съзвездието Касиопея, облаците от прах и газ под формата на конска глава и огромен брой други поразителни гледки.

През изтеклите години космическият телескоп Хъбъл бе непрекъснато модернизиран и подобряван, доколкото бе възможно. Той продължаваше да наднича все по-дълбоко във Вселената във все по-далечното минало. Неговите модернизирани камери успяха да видят петно светлина, което астрономите датираха като от 500 милиона години след Големия взрив. Но ето че изминаха 30 години на орбита и старичкият вече Хъбъл започна да отказва. Той вече не успява да погледне още по-нататък –  към произхода на раждането на Вселената и сега на път е неговият наследник.

Златните клетки на телескопа Джеймс Уеб

Три години след като Хъбъл бе изведен в космоса, учените се замислиха за неговия наследник, като на всички бе ясно, че за проектирането и изграждането на новия космически телескоп ще са необходими десетилетия. Идеята какъв да бъде този телескоп окончателно се оформи в началото на века. Стана ясно, че диаметърът на неговото огледало трябва да бъде увеличен до 6,5 метра (огледалото на Хъбъл е голямо 2,4 метра), като по този начин площта на отразяващата повърхност се увеличава цели шест пъти. Ясно е, че колкото по-голям е отражателят, толкова повече светлина ще успее да събира.

Бъдещият телескоп получи наименованието Джеймс Уеб, на името на ръководителя на НАСА от времената на най-първите пилотирани полети. Първоначалните планове бяха той да бъде изведен в орбита още през 2007 година, но неговото първоначално сглобяване бе съществено чак през 2016-та, а подготовката за полет в космоса отне още 5 години. През това време цената на телескопа нарасна от $500 милиона до без малко $10 милиарда. Проектът на няколко пъти бе на границата да бъде прекратен и затворен, но ето че точно на Коледа, на 25 декември, той успешно бе изведен в космоса и вече се отправи към своето постоянно местоположение – втората точка на Лагранж.

 

Казано накратко революционният телескоп Джеймс Уеб е най-големият космически телескоп създаван от човека. Неговото основно огледало се състои от няколко шестоъгълни сегмента. Това огледало ще улавя невидимите за човешкото око инфрачервени лъчи, което ще ни даде възможност да погледнем извън големите облаци от прах и много по-далече назад във времето, отколкото успя Хъбъл, понеже неговият теоретичен максимум е снимка на Вселената, когато е била на възраст около 500 милиона години. Астрономите се надяват, че телескопът Джеймс Уеб ще може да погледне в миналото чак до 50-100 милиона години от момента на Големия взрив, именно когато са започнали да се формират първите звезди и галактики.

 

Как може да бъде побрано огледало с диаметър 6,5 метра под обтекателя на ракета, който е с ширина едва около 5,5 метра? Очевидно е, че огледалото трябва да бъде сгънато. Един от най-сложните моменти в създаването на космическия телескоп Джеймс Уеб е конструкцията на неговото огледало. Това е масив от 18 шестоъгълни сегмента, които в орбита образуват един голям отражател, като изключително важно е на неговата повърхност да няма нито една вдлъбнатина с дълбочина над една десетохилядна част от човешкия косъм.

 

Всички сегменти трябва да прилепнат възможно най-плътно. За тази цел е необходимо да бъдат използвани електродвигатели с безпрецедентна точност. Компанията Ball Aerospace създаде задвижващи механизми със стъпка от едва 10 нанометра. Интересно е, че тази технология е старателно скрита и никъде в интернет не могат да бъдат намерени снимки на тези двигатели.

Всеки един шестоъгълен сегмент на огледалото е направен от берилий – лек, здрав и много твърд метал, който е покрит със 100 нанометров златен слой за постигане на максимално ефективно отразяване на инфрачервената светлина.

 

В крайна сметка теглото на огледалото е 705 кг при площ 25 квадратни метра. Огледалото на Хъбъл има площ от 4,5 квадратни метра, а неговото тегло е 828 кг.

 

Друг уникален компонент на новия телескоп е неговият слънчев щит. Тъй като апаратът ще работи с инфрачервени лъчи, в никакъв случай не бива да бъде допуснато нагряването на огледалото от тях, понеже в този случай фоновия шум от топлинните вълни ще окажат твърде негативно влияние върху снимките.

Използван е петслоен екран от каптон – сребрист пластмасов материал, покрит с алуминиев слой и легиран силиций. Всичко това е с дебелина колкото човешки косъм. Благодарение на този съвсем тънък щит огледалото винаги е на сянка. А сянката в космоса е температура от -223 градуса по Целзий.

 

Сложното тук е, че този екран трябва да бъде разгънат в космоса. Докато при нулева гравитация разгъването на твърдото огледало е сравнително лесно, с гъвкавите екрани това съвсем не е така. Използват се 90 опъващи въжета, с помощта на които трябва да бъдат разтегнати пет екрана от този тип.

Далече от къщи

Когато Хъбъл бе изведен в орбита през 1990 година веднага се разбра, че неговото огледало не е идеално. Снимките бяха размазани и неясни поради изместване на лещата с 1,3 милиметра. Налагаше се корекция и тъй като телескопът бе в орбита около Земята, космонавтите от космическата совалка успяха да се приближат до него и да извършват сервизно обслужване. Подобни модернизации бяха правени няколко пъти.

Това няма как да стане с телескопа Джеймс Уеб. Той ще се придвижи на разстояние 1,5 милиона километра от Земята, както вече казахме в една от точките на Лагранж. Това е равновесна точка, в която космическият телескоп е обърнат с гърба си към Земята и Слънцето. Толкова далече нито един човек все още не е летял.

Именно с това могат да бъдат обяснени многобройните отлагания на изстрелването на телескопа. След като пристигне до своята локация, ако се наложи, няма шанс някой да отиде и да го поправи. Ето защо Джеймс Уеб бе подлаган на многобройни тестове и изпитания.

Парите не са всичко

Космическият телескоп Джеймс Уеб може да отговори на много въпроси и да разреши възникналите големи противоречия в космологията. Така например, според днешната най-съвременна теория, Вселената би трябвало да се разширява по-бавно, отколкото показват нашите наблюдения. Дали има някакъв екзотичен ингредиент, който влияе на този процес? Наблюденията на протогалактиките може да се окаже търсения ключ към разбиране природата на тъмната материя, а ако учените успеят да видят съвсем ранните звезди, навярно ще успеят да разберат по какъв начин се образуват свръхмасивните черни дупки в центъра на галактиките. Друга част от научната общност се надява на способността на новия телескоп да открива в атмосферата на екзопланетите газове, които без съмнение показват наличието на живот.

Очакванията са наистина големи. Изобщо не става дума за паричната цена на телескопа Джеймс Уеб. Неговото извеждане в космоса може да се окаже най-лесната задача. Най-сложното ще започне след няколко дни, когато тази космическа обсерватория вече е в началото на своето 30 дневно пътешествие, върху което вече няма как да се оказва влияние.

Ако всичко мине добре, то след шест месеца телескопът трябва да започне да работи. Разбира се, в началото няма да е достъпна неговата пълна функционалност, но само един негов поглед в космоса ще ни даде изключително ценно познание за света, в който сме се родили, но така малко познаваме.


Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iOS и Huawei!

Абонирай се
Извести ме за
guest

4 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари

Нови ревюта

Подобни новини