Джеймс Вебб практично готовий: НАСА запрошує вчених надсилати пропозиції на роботу з телескопом

Р



Практично відразу після запуску телескопа Hubble вчені почали готувати більш просунутий пристрій, який був запланований для оснащення великою кількістю функцій і можливостей. Тепер вже через двадцять років, цей проект вже був реалізований, і система була перевірена і готова йти. Ми говоримо про орбітальний телескоп «James Webb», який оснащений дзеркалом 6.5-метра. Це два рази більше, ніж Hubble.

Наприкінці минулого року Джон Матер, науковий директор проекту, сказав телескоп готовий і здатний запустити на орбіті. За словами експертів, залучених до проекту, новий телескоп допоможе розпочати навчання галактик, які є мільярдами світлових років від Землі. Ми говоримо про можливість використання своєрідної машини часу, дотримуючись галактик, які з'явилися практично відразу після Big Bang. Це допоможе вчених уточнити походження Всесвіту.

Останні проблеми та рішення
Скупштина основних дзеркал телескопа завершилась у лютому минулого року. Тоді НАСА оголосила про успішну установку останнього фрагмента. Кожен з шестигранних фрагментів з масою 40 кг має діаметр близько 1,3 м. З фрагментів і складається головний дзеркала діаметром 6.5 метрів. Виготовляється з брилію, яка покрита золотою плівкою.



Для цього було розроблено монтаж дзеркал, але роботом – спеціалізований маніпулятор. На дзеркалі, крім самих дзеркал, вчені встановили сервоприводи і стяжки, які коригують викривлення поверхні. Згідно з експертами, для того, щоб фокус був точним, застібка не може перенести більше 38 нанометрів.

У листопаді минулого року науковці почали перевіряти дзеркала – вирішальний крок на шляху виконання пристрою. Під час випробувань експерти імітували зовнішні чинники, які можуть пошкодити структуру. Перш за все, ми говоримо про звук і коливання, що створюються під час запуску корабля – ці фактори, не мають належної уваги до них, можуть добре викласти телескоп з замовлення. Зазвичай кажучи, надсилання James Webb на орбіту є складною стадією, під час якої багато неприємностей може статися, якщо всі компоненти процесу відправлення не ретельно контролюються.



«Випробування покажуть, чи виникне пошкодження оптичної системи після тесту», - заявив Ритва Кескі-Куха, начальник телескопічного тестування на базі Центру космічних літаків НАСА (GSФК).

Для тесту використовується інтерферометр, пристрій, який дозволяє визначити характеристики дзеркала телескопа з надзвичайно високою точністю. Проблема полягає в тому, що ви не можете безпосередньо звернутися до дзеркала для перевірки, всі тести повинні виконуватися дистанційно. В іншому випадку мікро подряпини можуть з'явитися на дзеркалі, що призведе до зменшення ефективності всієї системи.

«Чому ми робимо тест — знати, що дійсно відбувається, замість того, щоб здогадатися», - сказав Павло Geithner, заступник керівника проекту.

Інтерферометр вирішує цю проблему. Дозволяє реєструвати найменші зміни в місці розташування елементів комплексного дзеркала телескопа і характеристик поверхні окремих фрагментів. Інтерферометр генерує світлові хвилі різної довжини, характеристики яких після відображення дзеркала вивчаються експертами.

"Попередньо чотири роки можна назвати препаратом для поточної перевірки", - сказав Девід Чені, начальник відділу метрології головного дзеркала в Центрі льотного польоту Goddard Space. «Ми вимірюємо розмір головного дзеркала, радіус його викривлення, фоновий шум. Наш тест настільки чутливий, що ми виявимо зміни в характеристиках дзеркала навіть коли люди говорять в приміщенні.

У листопаді тести пройшли плавно, не визначилися проблеми. Але на початку грудня акселерометри, які були підключені до телескопа, виловили деякі аномалії при проходженні пристрою вібраційних тестів. Учені провели низькорівневі коливальні тести порівняно з даними, що передаються датчиками до аномалії. Після того, як було виявлено проблему, тест автоматично припиняється для захисту апаратного забезпечення пристрою. Вчені перевірили телескоп знову, але не знайдено відхилень.



Наприкінці грудня представники НАСА заявили, що в інструментах немає проблем і інших складових системи. Виконувалися як візуальна перевірка та аналіз зображень пристрою в ультрафіолетовому випромінюваннях. Крім того, були проведені два додаткові низькорівневі коливальні тести, які також показали не проблема з телескопом James Webb. Більше інформації про тест можна знайти в документі, підготовленому фахівцями НАСО.

У грудні Джон Про це заявив, що учасники проекту очікують, що телескоп успішно пройшли всі необхідні тести. У той же час агентство планує використовувати будь-які доступні запобіжні методи для забезпечення успішного запуску телескопа на орбіту. На жаль, це не зовсім зрозуміло, що ці аномалії були і як вони можуть вплинути на систему під час її запуску в космос. Заключні висновки будуть складені агенцією пізніше цього місяця.

У середині цього року James Webb буде відправлено до дочірньої компанії Northrop-Grumman для остаточного складання та підключення до сонячного екрана, а також вхідної системи маневрування. Оптична система телескопа та наукові інструменти будуть протестовані в тепловій вакуумній камері Johnson Space Center.

На даний момент учасники програми оптимістичні. "Ми не думаємо, що ми будемо працювати в щось, що буде важко виправити", - каже Павло Герц.

Астрономісти можуть підготувати пропозиції для роботи з телескопом
На 229-му засіданні Американського астрономічного товариства було оголошено, що вчені можуть почати застосовуватися для запропонованих методів експлуатації телескопа. Пряма робота телескопа почнеться в квітні 2019 року, через шість місяців після запланованого запуску цієї системи. Упродовж шести місяців будуть виконуватися різні тестові процедури та перевірки, якщо все буде заплановано, то вчені зможуть втілити свої ідеї.

"Це вражає мене, - каже Ері Сміт, менеджер програми. Справа в тому, що всі минулі роки команда займалася виключно в технічному боці матерії, а не науки. І тепер ви можете перейти на фінальну черги і зробити наукову роботу. «Цей рік – це можливість наукового співтовариства повернутися до роботи на програмі. й

На зустрічі обговорювалися вище, керівництво програми заявили, що вчені, які брали участь у розробці інструментів, програмного забезпечення або різних функцій телескопа James Webb зможуть гарантовано отримувати час з телескопом. Крім того, ранній доступ до можливостей системи буде наданий тим, хто подає цікаві заявки, надаючи можливість продемонструвати повну функціональність телескопа до наукової спільноти. В результаті інші вчені зможуть зрозуміти, як краще використовувати функціональність James Webb для спостереження за всесвітом, а також надіслати свої пропозиції. У будь-якому випадку, це ідея. Вчені матимуть змогу надсилати пропозиції «адміністрації» на кінець 2017 року.

Зараз фахівці, які беруть участь у розробці системи, продовжують тестувати телескоп, включаючи оптичну частину та наукові інструменти. Перевірки проводяться в Центрі польоту Goddard Space.



Компоненти телескопа та його можливості
Джеймс Вебб – це комплексна система, яка складається з тисяч окремих елементів. Вони утворюють телескопічні дзеркала і його наукові інструменти. Що стосується останнього, то це такі пристрої:

• Нейфрачервона камера
• Пристрої для роботи в середній діапазоні інфрачервоного випромінювання (Інфрачервоний інструмент);
• Неінфрачервоний спектрограф (Near-Інфрачервоний спектрограф)
• Настроювання датчика з локальним пристроєм візуалізації та безщільним спектрографом (Fine Guidance Sensor/Near InfraRed Imager та Slitless Spectrography).

Ці інструменти будуть виконувати наукові завдання:

• Виявлення світла з ранніх зірок і галактик у їх формуванні
• дослідження стельових популяцій поблизу галактик;
• вивчення юних зірок молочного способу і об'єктів балету Kuiper;
• визначення морфології та кольору галактик при сильному червоному зсуві;
• визначення світлових кривих далеких наднов;
• Натискання темної матерії за допомогою гравітаційних лінз
• Виявлення "першого світла";
• виявлення екзоплантів;
• отримання їх характеристик;
• транзитна спектроскопія.

Що далі?
За словами Еріка Сміта, проект залишається в межах бюджету. На даний момент все відбувається за планом і не існує перешкод, які можуть запобігти запуску телескопа в жовтні 2018 року. Єдина проблема виявлена - коливання аномалії - вже близько до вирішення, фахівці активно працюють над проведенням остаточної локалізації проблеми і позбавлення від неї. Звичайно виникають труднощі. «Ми зараз на сцені в програмі, де ми зіштовхуємо нові виклики, які відрізнялися від тих, які ми зіштовхнулися далеко», - сказав Сміт. Але в той же час він впевнений в міцності команди: «Коли виникають проблеми, я впевнений, що команда може вирішити їх. й

Джерело: geektimes.ru/post/284434/