“詹姆斯韦伯”:将会看到世界上最先进的望远镜
深空的幽灵
有一天有人说:哈勃的创造者需要在地球上的每个主要城市建立一座纪念碑。 他的优点非常非常。 因此,例如,在这架望远镜的帮助下,天文学家获得了一幅非常遥远的星系UDFj-39546284的照片。 今年1月,2011的科学家们发现,它的位置比之前的记录保持者 - UDFy-38135539还要大 - 约为150百万光年。 Galaxy UDFj-39546284在13,4亿光年被从我们这里移除。 也就是说,哈勃望远镜在大爆炸之后的数百万年前看到了超过13亿年前存在的恒星。 这些物体可能不再“活着”:我们只能看到长死的灯具和星系的光芒。
但哈佛太空望远镜无论如何都有其优点,它是过去千年的技术:它是在1990年推出的。 当然,多年来,技术已经向前发展。 哈勃望远镜出现在我们这个时代,它的能力将远远超过原始版本。 詹姆斯·韦伯就是这样出现的。
什么是有用的“詹姆斯韦伯”
新的望远镜就像它的祖先一样,也是一个轨道红外天文台。 这意味着它的主要任务是研究热辐射。 回想一下,加热到一定温度的物体会发射红外光谱中的能量。 波长取决于加热温度:它越高,波长越短,辐射越强。
然而,望远镜之间存在一个概念上的区别。 哈勃望远镜处于低地球轨道,也就是说,它在大约570 km的高度绕地球旋转。 “詹姆斯韦伯”将在太阳 - 地球系统的拉格朗日点L2发射到光环轨道。 它将围绕太阳旋转,与哈勃望远镜的情况不同,地球不会打扰它。 问题立即出现:物体离地球越远,接触它就越困难,因此失去它的风险就越高。 因此,“詹姆斯韦伯”将与我们的星球同步移动光线。 在这种情况下,从地球上移除望远镜将在与太阳相反的方向上移动1,5百万公里。 为了比较,从地球到月球的距离是384 403 km。 也就是说,如果“James Webb”的设备出现故障,则修复它很可能无法正常工作(远程模式除外,这会造成严重的技术限制)。 因此,有前景的望远镜不仅可靠,而且非常可靠。 这部分是由于发布日期的不断结转。
詹姆斯韦伯还有另一个重要的区别。 该设备将使他能够专注于哈勃无法考虑的非常古老和寒冷的物体。 因此,我们将知道星系的第一颗恒星,类星体,星系,星团和超星系团的出现时间和地点。
新望远镜可以发现的最有趣的发现是系外行星。 更确切地说,我们正在谈论确定它们的密度,这将使我们能够了解在我们面前的物体类型以及这样的行星是否可能适合居住。 在“詹姆斯韦伯”的帮助下,科学家们也希望收集有关遥远行星的质量和直径的数据,这将开辟原生星系的新数据。
望远镜的设备可以探测表面温度高达27°C的冷系外行星(地球表面的平均温度等于15°C)。 “詹姆斯韦伯”将能够找到距离他们的灯具超过12天文单位(即从地球到太阳的距离)的距离,并远离地球的距离为15光年。 严肃的计划与行星的大气有关。 望远镜“斯皮策”和“哈勃望远镜”能够收集大约一百个气弹的信息。 据专家介绍,新望远镜将能够研究至少三百个大气层的不同系外行星。
另一点是强调寻找III型假想的恒星种群,它应该构成大爆炸后出现的第一代恒星。 科学家们估计,这些是非常沉重的灯具,寿命很短,当然不再存在。 由于不存在碳,这些物体具有大的质量,这是经典的热核反应所必需的,其中重氢转化为轻氦,并且过量的质量转化为能量。 除此之外,新的望远镜将能够详细研究以前未开发的恒星出生的地方,这对于天文学来说也是非常重要的。
新望远镜的主要任务:
- 搜索和研究最古老的星系;
- 搜寻类似地球的系外行星;
- 检测第三类恒星种群;
- 对“星形摇篮”的研究
设计特点
该设备由两家美国公司开发 - Northrop Grumman和Bell Aerospace。 詹姆斯韦伯太空望远镜是一项工程工作。 新的望远镜重量为6,2 T - 相比之下,哈勃望远镜的质量为11 T.但如果旧的望远镜可以用卡车进行比较,那么新的望远镜可以与网球场相媲美。 它的长度达到20 m,其高度就像三层楼的高度。 詹姆斯韦伯太空望远镜最大的部分是巨大的防晒盾。 这是整个结构的基础,由聚合物薄膜制成。 一方面,它覆盖着一层薄薄的铝,另一方面覆盖着金属硅。
防晒罩有几层。 它们之间的空隙填满了真空。 这对于保护设备免受“中暑”是必要的。 这种方法可以将超敏感矩阵冷却到-220°C,这在观察远处物体时非常重要。 事实是,尽管有完美的传感器,但由于“詹姆斯韦伯”的其他“热门”细节,他们无法看到物体。
在设计的中心 - 一面巨大的镜子。 这是聚焦光束所需的“上层结构” - 镜子将它们拉直,创造出清晰的画面。 望远镜“James Webb”主镜的直径等于6,5 m。它包括18块:在运载火箭发射期间,这些段将呈紧凑形式,并且只有在设备进入轨道后才会打开。 每个部分都有六个角 - 这样做是为了充分利用可用空间。 并且镜子的圆形形状使得可以最好地将光聚焦在探测器上。
为了制造镜子,选择了铍 - 一种相对硬的浅灰色金属,其中,其特点是成本高。 这种选择的优点之一是铍即使在非常低的温度下也能保持其形状,这对于正确收集信息非常重要。
科学仪器g
如果我们不关注其主要工具,那么透视望远镜的概述将是不完整的:
MIRI。 这是一款中红外设备。 它包括一个摄像头和一个摄谱仪。 MIRI的结构包括几个硅 - 砷探测器阵列。 由于该装置的传感器,天文学家希望考虑远处物体的红移:恒星,星系甚至小彗星。 宇宙学红移是辐射频率的降低,这可以通过宇宙膨胀引起的动态去除源来解释。 最有趣的是,它不仅仅是修复特定的远程对象,而是获取有关其属性的大量数据。
NIRCam或近红外相机是主要的望远镜成像单元。 NIRCam是汞镉 - 碲传感器的复合体。 NIRCam器件的工作范围为0,6-5μm。 很难想象NIRCam将帮助解决哪些秘密。 例如,科学家希望使用所谓的引力透镜法,即使用它制作暗物质图,即 在重力场中找到暗物质的凝块,在附近电磁辐射的轨迹的曲率中是明显的。
NIRSpec。 如果没有近红外光谱仪,就无法确定天文物体的物理特性,例如质量或化学成分。 NIRSpec可提供1至5μm波长范围的中分辨率光谱,波长为0,6-5μm的低分辨率。 该设备由一组具有独立控制功能的细胞组成,可让您专注于特定物体,“筛选出”不必要的辐射。
FGS / NIRISS。 这是一对由精密指向传感器和带有无间隙光谱仪的近红外成像设备组成的对。 由于精确制导传感器(FGS),望远镜将能够尽可能准确地聚焦,并且以NIRISS为代价,科学家们打算对望远镜进行第一次轨道测试,这将对其状态有一个大致的了解。 还假设成像装置将在观察远处行星中起重要作用。
正式地,望远镜打算运行五到十年。 但是,正如实践所示,这段时间可以无限期延长。 而“詹姆斯韦伯”可以为我们提供比任何人想象的更有用和简单有趣的信息。 而且,现在甚至无法想象什么样的“怪物”将取代“詹姆斯·韦伯”本身,以及天文数字将花费其建造成本。
早在2018的春天,项目价格就增加到了不可想象的9,66十亿美元。相比之下,NASA的年度预算约为20十亿,而哈勃在建设时的价值为2,5亿。换句话说,James Webb已进入 历史 作为最昂贵的望远镜和太空探索史上最昂贵的项目之一。 只有月球计划,国际空间站,航天飞机和全球GPS定位系统的成本更高。 然而,“詹姆斯韦伯”仍然领先:它的价格仍然可以增长更多。 尽管来自17国家的专家参与了其建设,但大部分资金仍然落在各州的肩上。 必须假设这将继续下去。
有一天有人说:哈勃的创造者需要在地球上的每个主要城市建立一座纪念碑。 他的优点非常非常。 因此,例如,在这架望远镜的帮助下,天文学家获得了一幅非常遥远的星系UDFj-39546284的照片。 今年1月,2011的科学家们发现,它的位置比之前的记录保持者 - UDFy-38135539还要大 - 约为150百万光年。 Galaxy UDFj-39546284在13,4亿光年被从我们这里移除。 也就是说,哈勃望远镜在大爆炸之后的数百万年前看到了超过13亿年前存在的恒星。 这些物体可能不再“活着”:我们只能看到长死的灯具和星系的光芒。
但哈佛太空望远镜无论如何都有其优点,它是过去千年的技术:它是在1990年推出的。 当然,多年来,技术已经向前发展。 哈勃望远镜出现在我们这个时代,它的能力将远远超过原始版本。 詹姆斯·韦伯就是这样出现的。
什么是有用的“詹姆斯韦伯”
新的望远镜就像它的祖先一样,也是一个轨道红外天文台。 这意味着它的主要任务是研究热辐射。 回想一下,加热到一定温度的物体会发射红外光谱中的能量。 波长取决于加热温度:它越高,波长越短,辐射越强。
然而,望远镜之间存在一个概念上的区别。 哈勃望远镜处于低地球轨道,也就是说,它在大约570 km的高度绕地球旋转。 “詹姆斯韦伯”将在太阳 - 地球系统的拉格朗日点L2发射到光环轨道。 它将围绕太阳旋转,与哈勃望远镜的情况不同,地球不会打扰它。 问题立即出现:物体离地球越远,接触它就越困难,因此失去它的风险就越高。 因此,“詹姆斯韦伯”将与我们的星球同步移动光线。 在这种情况下,从地球上移除望远镜将在与太阳相反的方向上移动1,5百万公里。 为了比较,从地球到月球的距离是384 403 km。 也就是说,如果“James Webb”的设备出现故障,则修复它很可能无法正常工作(远程模式除外,这会造成严重的技术限制)。 因此,有前景的望远镜不仅可靠,而且非常可靠。 这部分是由于发布日期的不断结转。
詹姆斯韦伯还有另一个重要的区别。 该设备将使他能够专注于哈勃无法考虑的非常古老和寒冷的物体。 因此,我们将知道星系的第一颗恒星,类星体,星系,星团和超星系团的出现时间和地点。
新望远镜可以发现的最有趣的发现是系外行星。 更确切地说,我们正在谈论确定它们的密度,这将使我们能够了解在我们面前的物体类型以及这样的行星是否可能适合居住。 在“詹姆斯韦伯”的帮助下,科学家们也希望收集有关遥远行星的质量和直径的数据,这将开辟原生星系的新数据。
望远镜的设备可以探测表面温度高达27°C的冷系外行星(地球表面的平均温度等于15°C)。 “詹姆斯韦伯”将能够找到距离他们的灯具超过12天文单位(即从地球到太阳的距离)的距离,并远离地球的距离为15光年。 严肃的计划与行星的大气有关。 望远镜“斯皮策”和“哈勃望远镜”能够收集大约一百个气弹的信息。 据专家介绍,新望远镜将能够研究至少三百个大气层的不同系外行星。
另一点是强调寻找III型假想的恒星种群,它应该构成大爆炸后出现的第一代恒星。 科学家们估计,这些是非常沉重的灯具,寿命很短,当然不再存在。 由于不存在碳,这些物体具有大的质量,这是经典的热核反应所必需的,其中重氢转化为轻氦,并且过量的质量转化为能量。 除此之外,新的望远镜将能够详细研究以前未开发的恒星出生的地方,这对于天文学来说也是非常重要的。
新望远镜的主要任务:
- 搜索和研究最古老的星系;
- 搜寻类似地球的系外行星;
- 检测第三类恒星种群;
- 对“星形摇篮”的研究
设计特点
该设备由两家美国公司开发 - Northrop Grumman和Bell Aerospace。 詹姆斯韦伯太空望远镜是一项工程工作。 新的望远镜重量为6,2 T - 相比之下,哈勃望远镜的质量为11 T.但如果旧的望远镜可以用卡车进行比较,那么新的望远镜可以与网球场相媲美。 它的长度达到20 m,其高度就像三层楼的高度。 詹姆斯韦伯太空望远镜最大的部分是巨大的防晒盾。 这是整个结构的基础,由聚合物薄膜制成。 一方面,它覆盖着一层薄薄的铝,另一方面覆盖着金属硅。
防晒罩有几层。 它们之间的空隙填满了真空。 这对于保护设备免受“中暑”是必要的。 这种方法可以将超敏感矩阵冷却到-220°C,这在观察远处物体时非常重要。 事实是,尽管有完美的传感器,但由于“詹姆斯韦伯”的其他“热门”细节,他们无法看到物体。
在设计的中心 - 一面巨大的镜子。 这是聚焦光束所需的“上层结构” - 镜子将它们拉直,创造出清晰的画面。 望远镜“James Webb”主镜的直径等于6,5 m。它包括18块:在运载火箭发射期间,这些段将呈紧凑形式,并且只有在设备进入轨道后才会打开。 每个部分都有六个角 - 这样做是为了充分利用可用空间。 并且镜子的圆形形状使得可以最好地将光聚焦在探测器上。
为了制造镜子,选择了铍 - 一种相对硬的浅灰色金属,其中,其特点是成本高。 这种选择的优点之一是铍即使在非常低的温度下也能保持其形状,这对于正确收集信息非常重要。
科学仪器g
如果我们不关注其主要工具,那么透视望远镜的概述将是不完整的:
MIRI。 这是一款中红外设备。 它包括一个摄像头和一个摄谱仪。 MIRI的结构包括几个硅 - 砷探测器阵列。 由于该装置的传感器,天文学家希望考虑远处物体的红移:恒星,星系甚至小彗星。 宇宙学红移是辐射频率的降低,这可以通过宇宙膨胀引起的动态去除源来解释。 最有趣的是,它不仅仅是修复特定的远程对象,而是获取有关其属性的大量数据。
NIRCam或近红外相机是主要的望远镜成像单元。 NIRCam是汞镉 - 碲传感器的复合体。 NIRCam器件的工作范围为0,6-5μm。 很难想象NIRCam将帮助解决哪些秘密。 例如,科学家希望使用所谓的引力透镜法,即使用它制作暗物质图,即 在重力场中找到暗物质的凝块,在附近电磁辐射的轨迹的曲率中是明显的。
NIRSpec。 如果没有近红外光谱仪,就无法确定天文物体的物理特性,例如质量或化学成分。 NIRSpec可提供1至5μm波长范围的中分辨率光谱,波长为0,6-5μm的低分辨率。 该设备由一组具有独立控制功能的细胞组成,可让您专注于特定物体,“筛选出”不必要的辐射。
FGS / NIRISS。 这是一对由精密指向传感器和带有无间隙光谱仪的近红外成像设备组成的对。 由于精确制导传感器(FGS),望远镜将能够尽可能准确地聚焦,并且以NIRISS为代价,科学家们打算对望远镜进行第一次轨道测试,这将对其状态有一个大致的了解。 还假设成像装置将在观察远处行星中起重要作用。
正式地,望远镜打算运行五到十年。 但是,正如实践所示,这段时间可以无限期延长。 而“詹姆斯韦伯”可以为我们提供比任何人想象的更有用和简单有趣的信息。 而且,现在甚至无法想象什么样的“怪物”将取代“詹姆斯·韦伯”本身,以及天文数字将花费其建造成本。
早在2018的春天,项目价格就增加到了不可想象的9,66十亿美元。相比之下,NASA的年度预算约为20十亿,而哈勃在建设时的价值为2,5亿。换句话说,James Webb已进入 历史 作为最昂贵的望远镜和太空探索史上最昂贵的项目之一。 只有月球计划,国际空间站,航天飞机和全球GPS定位系统的成本更高。 然而,“詹姆斯韦伯”仍然领先:它的价格仍然可以增长更多。 尽管来自17国家的专家参与了其建设,但大部分资金仍然落在各州的肩上。 必须假设这将继续下去。
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