Понедельник, 24 января, 2022

Наконец-то! 5 вопросов и ответов о телескопе «Джеймс Уэбб»

Время на чтение 5 минут(ы)

25 декабря 2021 года произошло то, что просвещенное человечество ждало много лет: с космодрома Куру стартовала космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» — один из самых сложных и навороченных аппаратов, который люди вообще когда-либо отправляли на орбиту. Но и задачи у него очень амбициозные: ни много ни мало заглянуть в прошлое, совершить прорыв в изучении экзопланет и поискать признаки жизни на «водных» спутниках планет-гигантов вроде Европы и Энцилада. Что ж, вложенные 10 миллиардов придется отрабатывать.

Полноразмерная модель «Джеймса Уэбба» рядом с Центром космических полетов Годдарда. Фото: flickr.com/photos/nasawebbtelescope

Вопрос 1. Его правда строили так долго?

Да, реализация проекта заняла четверть века. В самом деле, стартом проекта считается опубликованный в 1996 году группой астрономов под руководством Адам Дресслера доклад HST and Beyond. Первоначально Next Generation Space Telescope («Джеймс Уэбб», в честь второго директора NASA, аппарат был назван в 2002-м) планировали построить к 2007 году, истратив на это полмиллиарда долларов. Видимо, первой причиной задержки была неправильная оценка трудовых и финансовых затрат. В общей сложности планируемую дату запуска сдвигали почти два десятка раз, а бюджет проекта вырос до 10 миллиардов долларов.

За это «Джеймс Уэбб» критиковали в отчете NASA в 2010 году, указывая на упомянутую недооценку затрат и неэффективный менеджмент. Спустя год, когда стоимость достигла пяти миллиардов, специальный комитет Палаты представителей США хотел было вовсе закрыть проект, но не сделал этого, получив от NASA гарантии, что итоговая стоимость не превысит восьми миллиардов. В 2018-м случился новый скандал: эксперты нашли на уже готовом телескопе множество технических проблем. Затем, когда собранный телескоп уже проходил испытания, NASA снова перенесла запуск из-за проблем, вызванных пандемией.

Кстати, испытания телескопа заняли целых два года. Он будет находиться на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли — в пять раз дальше Луны. В отличие от «Хаббла», к «Джеймсу Уэббу» нельзя будет послать космонавтов для починки, поэтому все должно работать как часы.

Погрузка телескопа на ракету. Фото: flickr.com/photos/nasawebbtelescope

Вопрос 2. Зачем посылать его так далеко?

Здесь есть несколько причин. Во-первых, для работы приборов «Джеймса Уэбба» нужна очень низкая температура — порядка 50 кельвинов. На таком удалении от Земли температура окружающего пространства подходящая, поэтому телескопу не нужны дополнительные охлаждающие установки (только для одного прибора понадобился запас гелия в качестве хладагента). Кроме того, орбитальная обсерватория снабжена защитным экраном, который предотвратит нагревание аппарата. Наконец, «Джеймсу Уэббу» нужен небольшой запас топлива для того, чтобы оставаться в расчетной точке.

Вопрос 3. Как «Джеймс Уэбб» заглянет в прошлое?

Вообще-то, все мы заглядываем в прошлое, когда смотрим на звездное небо. Из-за конечности скорости света мы видим звезды такими, какими они были тысячи и миллионы лет назад, в зависимости от расстояния, на котором они находятся от Земли.

Но «Джеймс Уэбб» сможет увидеть объекты на расстоянии 14 миллиардов световых лет. Таким образом он «заглянет» в очень раннюю эпоху, которая до этого была недоступна для наблюдений. Мы увидим первые звезды и объекты, появившиеся в эпоху Реионизации — то есть в промежутке между 550 и 800 миллионами лет после Большого Взрыва. Это поможет астрономам лучше понять, как появилась наша Вселенная и как в ней образовывались звезды и планеты.

Вопрос 4. И все это он увидит в телескоп?

«Увидит» — да, но не в том смысле, как мы смотрим в телескоп на Луну, например. «Джеймс Уэбб» будет работать в основном в инфракрасном диапазоне. Для этого у него есть камера и спектрограф ближнего инфраскрасного диапазона, в чьи задачи входит исследование излучения ранних звезд, объектов Млечного Пути и пояса Койпера, а также поиск темной материи методом гравитационного линзирования. Камера и датчик среднего инфракрасного диапазона будут фиксировать красное смещение далеких объектов. Датчик точного наведения позволит телескопу получать изображение высокого качества, а устройство формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевой спектрограф будут нацелены на поиск экзопланет и выяснение их характеристик.

Зеркало обсерватории состоит из 18 шестиугольных сегментов, сделанных из бериллия, покрытого тонким слоем золота, — его площадь в шесть раз больше, чем у «Хаббла», но при этом на треть легче. Зеркало способно принимать излучение в диапазоне от длинноволнового оптического до среднего инфракрасного.

Один из сегментов зеркала «Джеймса Уэбба». Фото: flickr.com/photos/nasawebbtelescope

Вопрос 5. Когда ждать прорывов?

Не раньше чем через полгода — первые наблюдения запланированы на 2022 год. До этого «Джеймс Уэбб» должен преодолеть расстояние до расчетной точки орбиты, развернуть зеркало и защитный экран, а также настроить все свои приборы. При этом время телескопа уже расписано: NASA удовлетворило 286 заявок на работу с аппаратом, которые займут в сумме 6 тысяч часов наблюдений.

«Джеймс Уэбб» должен проработать на орбите 5–10 лет. Впрочем, вполне вероятно, что этот срок будет продлен, если не случится какой-нибудь форс-мажорной ситуации: тот же «Хаббл» служит астрономам уже 30 лет. Будем надеяться, что его преемник проживет так же долго и откроет нам глаза на многие тайны Вселенной.


Пока фотографий с «Джеймса Уэбба» нет, посмотрите наши любимые снимки «Хаббла»:

Космический ветеран: яркие снимки телескопа «Хаббл»