Космический телескоп имени Джеймса Вебба успешно стартовал 25 декабря 2021 года и сейчас движется к месту своей будущей работы на расстоянии 1,5 млн км от Земли. Все астрономы радуются успешному запуску и предвкушают выдающиеся результаты исследований, которые должны значительно расширить, а может быть и изменить наши знания о Вселенной. Почему же именно он так важен для науки, и каких достижений можно ожидать от этого результата многолетнего труда «Вебб-разработчиков»?
James Webb Space Telescope (JWST) обладает несколькими преимуществами, с которыми не сравнятся другие существующие или планируемые в ближайшее время наземные или космические телескопы. Сам JWST стал настоящим долгостроем и не раз оказывался под угрозой закрытия. Проект стартовал в 1996 году, и к моменту запуска обошёлся почти в $10 млрд. Такие сроки и стоимость определяются высочайшей сложностью аппарата, и требованиями к точности конструкции, качеству наблюдений и десятилетним сроком активной работы. Отличительной чертой телескопа выступает его главное раскладное зеркало, составленное из 18 шестиугольных сегментов. У телескопа раскладывается не только зеркало, но и тепловой щит, и вместе с оптическими элементами JWST становится настоящим космическим трансформером.
Новый телескоп чаще всего сравнивают с космическим телескопом Hubble, который уже более тридцати лет служит мировой науке. Диаметр главного зеркала Hubble 2,4 м, а у JWST 6,5 метра. На Земле есть телескопы большего размера, например, Большой Канарский имеет диаметр 10,4 м, но из-за атмосферы он может сравниться только с Hubble, да и то не во всём.
Попробую перечислить преимущества JWST, которые и определяют его флагманское значение для всей мировой астрономии на ближайшее десятилетие.
▍ Расположение
Размещение телескопа в космосе даёт несколько преимуществ. Прежде всего так избавляются от искажающего влияния земной атмосферы. В то же время сейчас освоено несколько методов повышения качества наблюдений земных телескопов. Некоторые 8-метровые земные телескопы по ряду возможностей уже превышают тот же Hubble, но отсутствие атмосферы — не единственное преимущество космоса. Космические телескопы обладают возможностью длительного накопления света во время наблюдений. В фотографическом деле это называется выдержка, т.е. время открытого затвора, за которое проецируется свет на светочувствительный элемент. А возможности цифровой обработки снимков позволяют суммировать несколько кадров одного и того же места. Вместе это позволяет вести длительное накопление фотонов. Например, рекордная съёмка Hubble eXtreme Deep Field позволила создать снимок с суммарной выдержкой 2 миллиона секунд или 23 дня.
Такой обзор позволил взглянуть в ранние времена Вселенной до 13,2 млрд лет назад, т.е. самая древняя из заснятых галактик имеет возраст около 600 млн лет от Большого взрыва.
Телескоп Hubble располагается на низкой околоземной орбите, и это не самое удобное место для такого аппарата. Земля и Солнце мешают наблюдениям, и часть времени «съедает» нижний радиационный пояс. Зато такая орбита дала возможность проводить обслуживание телескопа, что значительно продлило время его работы.
Телескоп JWST располагается удобнее для наблюдений, но недоступно для шаттлов обслуживания — в точке Лагранжа L2 в системе Земля-Солнце. Это область космоса из которой и Земля, и Солнце всегда находятся примерно в одной области неба. Это значит, что наблюдения выбранных целей не придётся прерывать каждые 45 минут, как в случае с Hubble. JWST всегда будет сориентирован «спиной» к Солнцу, а значит, всё остальное небо будет доступно для наблюдений. Годовое движение вокруг Солнца позволяет наблюдать любую точку Вселенной.
Такие условия делают эту точку популярной для космических телескопов и там уже находятся телескопы Gaia и «Спектр-РГ», до этого работали Herschel и Plank. Но не стоит опасаться, что телескопы будут там биться бортами друг о друга. На самом деле собственно в точке L2 ни один из этих аппаратов находится не будет, т.к. она неустойчивая, а летают они по широкой гало-орбите вокруг неё. При этом в поперечнике гало-орбита может достигать полутора миллионов километров, т.е. вероятность столкновения у таких телескопов намного меньше, чем опасность встречи космического мусора на низкой околоземной орбите.
▍ Размер
Диаметр JWST примерно в два с половиной раза больше Hubble, а это один из важных параметров, определяющих разрешающую способность телескопа, т.е. возможность различать наименьшие детали на снимках. Впрочем, разрешение телескопа также зависит от длины волны света, на которой ведётся наблюдение, и здесь инфракрасный телескоп проигрывает, тому, который наблюдает в более коротковолновом видимом диапазоне. Длина волны света, видимого нашими глазами диапазона, в среднем составляет 0,5 мкм, а основные приборы JWST регистрируют от 0,6 до 5 мкм, а это значит, что разрешение снимков JWST будет начинаться с двойного превосходства над Hubble (благодаря большему диаметру главного зеркала), и уходить в пять раз меньшее разрешение (из-за большей длины волны света).
Зато большой диаметр телескопа означает ещё и большую площадь главного зеркала, собирающей свет. Здесь JWST в пять раз превосходит Hubble, что также повышает качество наблюдений.
▍ Температура
Обеспечение теплового режима в космосе — сложная инженерная задача, которая зависит от условий работы космического аппарата. Например, теплоизоляция телескопа Hubble заботится прежде всего о сохранении стабильной температуры телескопа, независимо от его расположения на солнечной или теневой стороне околоземной орбиты. Однако, температура самого Hubble и его светочувствительных детекторов близка к комнатной. В отличие от него, у JWST рабочая температура на 223 градуса ниже нуля Цельсия. Это позволяет наблюдать гораздо большее число объектов космоса, которые излучают или отражают свет в инфракрасном диапазоне.
Пятислойный теплоизолирующий щит JWST погружает оптические системы телескопа в искусственную тень, в результате чего они охлаждаются до сверхнизких температур путём естественного излучения. В дополнение к ним, один из приборов телескопа имеет активную систему охлаждения, которая снижает температуру детектора ещё на 44 градуса до -267 Цельсия или 6 кельвинов. Всё это необходимо, чтобы видеть не только «дальше» и «глубже», но и «холоднее» или «темнее».
▍ Диапазон наблюдаемого света
Астрономические наблюдения сейчас ведутся практически во всех диапазонах электромагнитного излучения, но есть две основные причины, которые сделали приоритетным именно инфракрасный для JWST. Это межзвёздное поглощение и космологическое красное смещение. Первый эффект вызван пылью в межзвёздном пространстве, а второй — расширением Вселенной после Большого взрыва.
Космос — довольно пыльное место. Хотя нашими глазами этого не видно, но одна из причин, почему наше небо не сияет миллиардами звёзд — именно межзвёздная пыль. У астрономов есть даже термин «зона избегания» — это часть неба, где облака межзвёздной пыли в плоскости нашей галактики настолько плотные, что не позволяют вести наблюдения отдалённых объектов. Именно межзвёздная пыль долгое время не позволяла подтвердить присутствие сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей галактики и именно с помощью инфракрасного наблюдения это удалось подтвердить. Причина такого преимущества инфракрасного света проста — пыль поглощает свет на длине волны, которая короче размера пылинки. Размер межзвёздных пылинок от 0,1 мкм до 100 мкм, а количество их растёт пропорционально уменьшению их размера. То есть на длине волны видимого диапазона света около 0,5 мкм свет в межзвёздном пространстве будет поглощаться намного эффективнее, чем в более длинноволновом инфракрасном диапазоне. Это хорошо видно при наблюдении наиболее запылённых участков космоса.
Можно, конечно, уйти в ещё более длинноволновой диапазон — субмиллиметровый и миллиметровый, тогда пыль станет ещё меньшим препятствием. Этим путём идут российские учёные, создающие телескоп «Миллиметрон», но тогда нарастает проблема снижения разрешающей способности телескопа, о чём говорилось выше. Таким образом, инфракрасный диапазон для JWST это компромисс между возможностью хоть немного заглянуть в межзвёздные облака, и при этом сохранить высокую резкость снимков.
Космологическое красное смещение — ещё одна проблема обычных телескопов, которая не позволяет тому же Hubble увидеть самые древние галактики. Наша Вселенная разлетается в разные стороны, что приводит к «растягиванию» длины волны света от удаляющихся источников. Это значит, чем древнее будет космологический объект, тем краснее он будет выглядеть. В какой-то момент его свет окончательно уйдёт из видимого диапазона света в инфракрасную часть спектра, и даже могущественный Hubble его не увидит. То есть в задачи JWST входит наблюдение за процессом формирования самых древних галактик. Например сегодня, учёные не понимают, как сформировались сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик. Как появляются обычные чёрные дыры — мы уже разобрались, а вот со сверхмассивными пока загадка. Вроде бы можно этого добиться путём слияния множества обычных чёрных дыр, но откуда их взять в необходимом количестве на раннем этапе жизни Вселенной? Пока непонятно.
Кроме, собственно, оптических особенностей, James Webb Space Telescope обладает и довольно серьёзным набором спектрометрических приборов, поэтому какие-то его открытия не всегда будут сопровождаться красивыми фотографиями. Тут могут быть найдены и органические вещества в водяных фонтанах Энцелада и Европы, и определён состав атмосфер относительно близких экзопланет. Возможно, именно благодаря JWST у какой-нибудь из соседних звёзд будет найдена землеподобная планета, пригодная к переселению, на случай если Земля окажется под угрозой уничтожения какой-нибудь кометой из облака Оорта…
Комментарии (105)
Freeeon
11.01.2022 13:09+62Формулировка «Вебб-разработчики», конечно, прекрасна
agilovr
12.01.2022 10:50+4Как стать вебб-разработчиком с нуля всего за 25 лет? Думаю некоторые из участников рабочей группы телескопа смогут ответить на этот волнующий многих вопрос.
drWhy
12.01.2022 10:59+1Добавьте десять лет спокойной рядовой эксплуатации уникального инструмента и героические усилия по продлению ресурса сверх неё.
OGR_kha
11.01.2022 14:14-50Есть версия, что James Webb имеет двойное назначение. На его базе может быть создан спутник инфракрасной разведки.
Для инфракрасной разведки высокое разрешение не обязательно. Нужно просто уметь собрать большим зеркалом слабое инфракрасное излучение от объектов. Для идентификации объектов используется не их внешний вид, а спектрометр.
Новый спутник инфракрасной разведки на базе James Webb, с большой вероятностью, по инфракрасному излучению двигателей сможет наблюдать даже полеты авиации, включая стелз-машины, в масштабах Земли.
Поэтому James Webb, по-сути, средство отработки военных технологий сегментных зеркал.
Вот иллюстрация данного тезиса с сайта Военно-морской академии США: "заместитель директора Национального разведывательного управления генерал-майор ВВС Эллен Павликовски пролетела 3000 миль, чтобы присутствовать на церемонии открытия новейшего высокотехнологичного научно-исследовательского и учебного приобретения Военно-морской аспирантуры — космического телескопа с сегментированным зеркалом.Военно-морская аспирантура является новым домом для космического телескопа с сегментированным зеркалом (SMT), спроектированного и разработанного для Национального разведывательного управления (NRO) в качестве технического демонстрационного и экспериментального стенда для передовых технологий космической съемки".
линк: https://nps.edu/-/nps-new-home-for-giant-segmented-mirror-space-telescope
DryominG
11.01.2022 14:34+42Забавно, только не имеет какого-либо смысла, ибо снимать камерой с такого расстояния, когда Солнце светит прямо в объектив - это не самая лучшая идея. То ли дело существующие разведовательные спутники, вращающиесе на НОО и находящиеся часть орбиты в тени Земли.
Nubus
11.01.2022 14:55+35Можете снимать шапочку, с точки L2 в инфракрасном спектре у вас будет сплошная засветка солнцем, на НОО он сможет работать только в тени от земли и это ограничивает зону разведки.
lorc
11.01.2022 14:57+13Но ведь можно посчитать!
Если я правильно посчитал, то из L2 угловой размер Земли аж 0.24 градуса. А наилучшее разрешение телескопа (которое попадает на видимый диапазон) - 0.02 градуса. Т.е. мы получаем аж 12 "пикселей" на всю Землю. В инфракрасном диапазоне все будет в 10 раз хуже. Вы уверены что этого достаточно для отслеживания самолетов?
d2ab
11.01.2022 16:17+6Вы что-то путаете, угловое разрешение около 0,1 угловой секунды на длине волны 2 микрометра.
lorc
11.01.2022 16:32+10Точно, в одном месте перепутал градусы с секундами. Спасибо что подсказали. Жуткий косяк :/
Ну а по поводу конкретного значения разрешения - я брал разрешение для длины волны 0.6мкм.
Если все пересчитать еще раз, с вашими значениями, то получим что на длине волны 2мкм, весь диаметр Земли будет занимать 8640 "пикселей". Опять же, я мог ошибиться в два раза, когда считал угловой размер Земли. Но все равно, порядок чисел будет такой. А ведь это теоретически достижимые "пиксели", которые не имеют ничего общего с реальными пикселями матрицы.
iliasam
11.01.2022 16:30+2"А наилучшее разрешение телескопа (которое попадает на видимый диапазон) - 0.02 градуса "
Как-то мало.
Вот здесь: https://jwst.nasa.gov/content/about/faqs/faq.html
указано: "Webb will have an angular resolution of somewhat better than 0.1 arc-seconds at a wavelength of 2 micrometers". Это 0.000027 градуса.
KvanTTT
11.01.2022 14:59+11Что значит на базе? Космические телескопы не предназначены для наблюдения за наземными объектами — это другие расстояния и технологии. А Webb вообще всегда отвернут от Земли и от Солнца.
Giperoglif
12.01.2022 05:44+5ну, вообще-то Хаббл, например, собрат(практически на базе) разведывательных спутников KH-11
unsignedchar
11.01.2022 15:11+13Поэтому James Webb, по-сути, средство отработки военных технологий сегментных зеркал.
Военные проекты шевелятся более активно ;)
А так конечно да, всё что летает в космос — оно двойного назначения. Можно уронить на потенциального противника, например ;)KvanTTT
11.01.2022 15:36+3Можно уронить на потенциального противника, например ;)
Самое неэффективное оружие, которое только можно представить.
qbertych
11.01.2022 17:17+25Это же знаменитая чугуниевая бомба, у которой радиус поражения равен радиусу бомбы!
hogstaberg
11.01.2022 21:41+10Но ведь радиус поражения равен радиусу бомбы только в частном случае сильно дорелятивистских скоростей. Чугуниевая бомба, летящая в сторону противника даже на скромной скорости в 0.05C - страшная штука.
tlv
12.01.2022 14:19+1Испарится в верхних слоях атмосферы же.
hogstaberg
12.01.2022 14:35+6«Испарение мегатонного класса». Вполне достойный преемник «хлопку газа».
sim2q
11.01.2022 23:32+1Урановыевольфрамовые ломы (тсс!) кстати очень эффективны если их даже просто скидывать. Если решить проблему с точностью, то можно очень углублённые объекты доставать. Были кстати публикации по теме кинетического оружия, но или сам перестал следить или перестали публиковать.
K_Chicago
11.01.2022 18:31+2разве? А если например взять небольшой астероид, метров 100 (ну или сколько не жалко) в диаметре, установить на него одноразовый маневровый двигатель, прицелиться и помолясь перевести его на курс падения на территорию предполагаемого противника с точностью, например плюс/минус неколько километров? И хорошо и недорого и противник не поймет откуда такое счастье...
unsignedchar
11.01.2022 18:41+7если например взять небольшой астероид, метров 100 (ну или сколько не жалко) в диаметре, установить на него одноразовый маневровый двигатель
Двигатель тоже должен соответствовать. Метров 100 ;).
Darkhon
11.01.2022 15:39+11В каком-то смысле JWST действительно "средство отработки технологий сегментных зеркал" в космосе. Потому что в будущем планируется телескоп LUVOIR, который будет иметь схожую конструкцию, но намного больше сегментов, и более сложную схему развёртывания. И сейчас JWST уже доказал жизнеспособность конструкции складного зеркала. Осталось дождаться успешной фокусировки сегментов.
Sensimilla
11.01.2022 16:18+1Ну делают сегментированное зеркало, делают, потому что могут. Если поручить Рогозину сделать такое же и дать ему 100.000 млрд. руб. он сделает такое же. Разбазарит естественно 90%, но отчитается, что сделал и батутом отправил в космос. Только мы все без штанов после таких проектов останемся.
george_vernin
11.01.2022 16:26+10Боже, это гениально!
Почти Юрий Лоза со своим - "А орбитальный телескоп с фокусным расстоянием всего лишь в 130 метров? Это просто клоунада! А куда они решили его запустить? В точку Лагранжа ! Вы можете себе это представить? Что он может оттуда наснимать?"
SergeyMax
11.01.2022 19:44+5Почти Юрий Лоза со своим - "А орбитальный телескоп с фокусным расстоянием всего лишь в 130 метров? Это просто клоунада!
Это же панорама.
balamutang
12.01.2022 10:36+3Вообще Лоза - плоскоземельщик, так что бред панорамы и бред Лозы это почти одно и то же
count_enable
11.01.2022 17:48+3На орбите уже и так дофига спутников снимающих в инфракрасном - очень удобно для сельского хозяйства и лесничества.
Zelenyikot Автор
11.01.2022 21:02+20И, собственно, что? Для кого-то секрет, что военные используют телескопы? Или, что производитель JWST — Northrop — выполняет и военные контракты? Сходство Hubble и спутника-шпиона KH-11 тоже почти не секрет.
Большой сегментированный телескоп военных такой секретный, что статьи о нём лежат на ресерчгейте.
Я вам больше скажу, следующий большой телескоп NASA — Roman — это не просто телескоп похожий на спутник-шпион, это и есть шпион, которого переделали под телескоп. Мечи на орала, орала на мечи. Так и живем. Учитесь радоваться, что кроме мечей есть что-то хорошее.
a1111exe
12.01.2022 00:40+28Есть версия, что James Webb имеет двойное назначение. На его базе может быть создан спутник инфракрасной разведки.
Да ладно, есть куда более интересные версии. Например, что это ключевой этап программы по чипированию космоса, а сам прибор - хорошо замаскированная вышка 5G, излучающая коронавирус в инфракрасном диапазоне. Заражая красное смещение, вирус отправится в далекое прошлое, в горячую молодость Вселенной, и там... :)
OGR_kha
12.01.2022 17:48+4Удивляют комментаторы, у которых, похоже, проблемы с пониманием русскоязычных текстов длинною больше абзаца.
Пишу, что технология двойного назначения - это сегментированное зеркало.
В ответ пишут - "из точки Лагранжа ничего не будет видно", "шапочка из фольги", лол бугога.
Как будто будущий "военный телескоп" можно запускать только в L2. И как будто о НОО, ГСО и ВЭО комментаторы ничего не слышали.
Такая себе примитивная манипуляция. Называется "подмена понятий".
Зачем? Чтобы был повод всем стадом заминусовать неудобное мнение, которое не вписывается в мейнстрим? Правильно понимаю?
Допускаю, что меня не так поняли. И что мой комментарий можно было трактовать как "единственный способ использования сегментированных зеркал - спутники инфракрасной разведки".
Но ведь очевидно, что сам факт запуска научного телескопа такую трактовку отвергает.
К сожалению, Хабр не дает отредактировать комментарий, чтобы было понятнее. Поэтому пишу здесь:
- фразу
"Поэтому James Webb, по-сути, средство отработки военных технологий сегментных зеркал"
следует читать как
"Кроме того, James Webb, по-сути, средство отработки военных технологий сегментных зеркал".И спасибо Зеленому Коту за разъяснения! И вообще за всю его научно-популяризаторскую работу. Очень вдохновляет!
SergeyMax
13.01.2022 11:11+1технология двойного назначения - это сегментированное зеркало.
Ну вообще обычное зеркало - тоже технология двойного назначения.
Medeyko
13.01.2022 17:45+1Я всё собирался написать комментарий, похожий на комментарий Zelenyikot - что HST делался с использованием части оснастки для спутников разведки; что NRO передала NASA 2 телескопа, оставшихся от программы KH-11, один из которых планируется доработать и запустить как RST. Очевидно, что военные интересуются технологией сегментных зеркал - и, например, утерянный Zuma (а его делала та же самая Northrop Grumman, что и JWST), который большинство предполагают спутником разведки, учитывая его дороговизну и секретность, как раз вполне мог иметь многосегментное зеркало и какое-то пересечение по технологиям с JWST.
Не написал раньше, потому что с учётом того, как Вас заминусовали, хотел написать комментарий так, чтобы комар носу не подточил, чтобы никому не вбрело в голову, что я сторонник какой-то там теории заговора. Теперь же, благодаря авторитету Zelenyikot, можно об этом писать не особо не напрягаясь. И мне очень понравился его жизнеутверждающий вывод! :)
Впрочем, Вы во многом сами виноваты в том, что Ваш комментарий восприняли с такой насмешкой - все эти очевидные вещи, что Вы говорите об использовании спутника разведки с многосегментным зеркалом на околоземной орбите, нужно было написать явно. А вот про технологическую связь надо было писать аккуратнее. Мне представляется очевидным, что основное предназначение JWST - не отработка военных технологий (военные свои технологии отрабатывают сами, с большим расходом средств, но гораздо быстрее); но очевидно, что его опыт военные учтут, то есть в какой-то мере он действительно будет средством отработки нужных военным технологий; и весьма вероятно, что при его создании в той или иной степени использовался опыт военных разработок.
Хочется надеяться, что кто-нибудь всё увидит, что Вы вовсе не поехавший любитель теорий заговоров, как может показаться при поверхностном прочтении Вашего комментария, и хоть немного восстановят Вам карму... Всё же на "-26" кармы он не тянет.
OGR_kha
14.01.2022 11:07Спасибо!
Не уверен, что в данной ситуации можно говорить об основном назначении технологии и, соответственно, о не основном.
Технологии двойного назначения как раз и предполагают, что их используют минимум в двух сферах. Более того, возможность военного использования технологий резко ускоряет их развитие - примеров в истории предостаточно.
Так что, как ни парадоксально, возможность военного использования технологий телескопов Хаббл и Вебб, скорее плюс, чем минус. Поскольку без интереса к этой теме у военных правительства вряд ли выделили миллирды на чисто научные проекты.
Такова наша реальность, увы.
old_bear
14.01.2022 10:37Открою вам тайну.
На самом деле в James Webb заложна секретная програма по как можно более раннему обнаружению флота Жнецов.
Только вы никому...
JaroslavTavgen
11.01.2022 14:31-61Что за манера объявлять об открытиях ещё до их совершения? Вы вначале этой вундервафлей выловите что-то, а потом уже выпендривайтесь. Такое ощущение, что это потёмкинская деревня.
EvgeniyIvanovhabr
11.01.2022 16:41+50Есть чувство, что кремлеботы – действительно стали ботами. Вообще никакой даже малейшей попытки подогнать свою риторику под уровень ресурса. Что Лента, что TJ, что Habr – везде этот одинаковый, хорошо узнаваемый, нарочито глупый стиль.
Извиняюсь за оффтоп, наболело.
Izhevsk
11.01.2022 18:15+5Вы думаете в боты идут люди большого ума? Чтобы стиль подогнать надо ресурс изучить, настроения масс. Для этого думать надо, извилины напрягать.
artemisia_borealis
11.01.2022 18:25+10Да тут в принципе нет ничего удивительного. Это представители довольно-таки слаборазвитого (или очень ограниченного) слоя. Если бы они были чуть посообразительнее, они бы вряд ли «вступили в ряды». А менее развитые уже просто не способны, к примеру, даже связанно писать (пусть и пургу). Поэтому «попытки подогнать свою риторику» это звучит как какой-то высший пилотаж, недоступный для них.
EvgeniyIvanovhabr
11.01.2022 23:09+7Сливать карму у них зато отлично получается :-( Критиковать кремлеботов – практически хабра-суицид, как я понял
SinsI
11.01.2022 14:54+2На Земле часто вместо одного гигантского радиотелескопа строят сети малых, которые работают вместе и по многим параметрам намного превосходят старые тарелки.
При этом вместо уникального (и поэтому сверхвыскорискового и дорогостоящего) проекта получаются все преимущества массового серийного производства.
Не лучше ли что-либо подобное делать и в космосе?
Ведь если б был не один большой James Webb а 500 маленьких - то не надо было бы так трястись над каждым этапом и надеятся, что какой-нибудь микрометеорит не превратит всю эту многомиллиардную технику в кусок космического мусора...
KvanTTT
11.01.2022 15:04+6Лучше, но пока не представляется возможным с современными технологиями. К тому же радиотелескопы не так чувствительны к взаимному расположению как инфракрасные и другие телескопы с меньшей длиной волны. А инфракрасное на земле ловить бессмысленно, поскольку атмосфера его почти не пропускает и искажает. Хотя на луне вроде как планируют строить большой телескоп.
DrSmile
11.01.2022 15:49+5Есть два метода организации одного телескопа из нескольких маленьких:
1) на каждом телескопе записываем синусоиды напрямую, потом отдельно коррелируем полученные данные (так работают радиоинтерферометры);
2) сводим все сигналы на один приемник и наблюдаем интерференционную картину (так работают бинокулярные телескопы).
Записывать видимый/инфракрасный сигнал напрямую нереально, частоты не те, так что остается только второй вариант. Однако он требует синхронизации положений отдельных телескопов до долей длины волны. Мне кажется, единственный реальный способ — просто выводить сегменты зеркала по одному и стыковать их в космосе.
VT100
11.01.2022 21:30А вот этот "LIGO в космосе" (не помню название) — именно так и должен синхронизироваться? Хотя, задачка ещё та...
DrSmile
12.01.2022 01:50+2LISA это. Но даже там синхронизируются не спутники целиком, а тестовые массы с зеркалами, запрятанные в центры спутников, по максимуму изолированные от всяких левых излучений. К тому же, одно дело просто измерять расстояние с высокой точностью (скорее даже не расстояние, а скорость его изменения), а другое — создать распределенную оптическую систему из свободнолетящих спутников.
metric_ghost
11.01.2022 17:55+1С помощью большой базы можно увеличить разрешение, но не чувствительность. Нужно большое зеркало, чтобы разглядеть слабые объекты.
Ilya81
12.01.2022 08:28-1Так это радиотелескопы, которые наблюдают миллиметровые волны, а то и длиннее, перемещение с точностью до миллиметра более или менее реально, а как быть с микронами, такой механизм если и сделать, он запросто первым накроется медным тазом, и вся система тогда перестанет функционировать как единое целое.
RainAustin
14.01.2022 00:07Скорее проще было бы параллельно, по отработанной технологии собрать дублера, так как работы что для двух что для одного подобного телескопа будет навалом в любом случае.
LanMaster
11.01.2022 14:59вероятность столкновения у таких телескопов намного меньше, чем опасность встречи космического мусора на низкой околоземной орбите
Столкнуться, положим, вряд ли. А вот не будут ли они маячить в поле зрения друг друга? Тоже своего рода мешать.
d2ab
11.01.2022 15:43+4"При этом в поперечнике гало-орбита может достигать полутора миллионов километров" - и там всего несколько штук крошечных спутников. А вся околоземная орбита - на пару порядков меньше, и там огромное количество спутников, неисчислимое мусора, не считая самой немаленькой Земли. Так что там, можно считать, пусто.
Zelenyikot Автор
11.01.2022 20:36+1Астероиды Солнечной системы будут попадаться в поле зрения намного чаще. Наверное там есть механизм отсечки подобный помех. С другой стороны, у JWST очень узкое поле видимости, попасть туда — большая удача. А вот, что Gaia увидит JWST возможность гораздо выше, т.к. она ведет широкоугольные обзорные наблюдения с высокой светочувствительностью. Думаю, скоро такие фото мы увидим.
nickolas059
11.01.2022 16:41+1Любопытно, почему не хотят направить телескоп перпендикулярно орбите вращения планет. Может там нас ждут зелёные человечки и моргают нам :)
Skykharkov
11.01.2022 17:03+5но недоступно для шаттлов обслуживания
Для шаттлов недостуна уже любая точка в наблюдаемой вселенной :)
Zelenyikot Автор
11.01.2022 20:37+1Dream Chaser и X-37b тоже шаттлы, в смысле челноки. Для них НОО доступна или будет доступна в ближайшие годы.
Skykharkov
12.01.2022 01:00+1Тех, теплых и ламповых, шаттлов уже не переплюнуть.
"X-37b" вообще нечеловеческое название какое-то. Роботы везде.
"Индевор", "Колумбия" и так далее. Ну могли же давать название кораблям! Теперь это исскуство утеряно. Эпоха, веха, и так далее, прошла. Но, на марсоходах пока еще человечество выезжает.
Кстати, Zelenyikot, с удовольствием читаю ваш блог. Интересно и в меру. Пожалуйста, продолжайте.
artemisia_borealis
11.01.2022 18:33+26Проект стартовал в 1996 году, и к моменту запуска обошёлся почти в $10 млрд.
За 25 лет всего-то 10 миллиардов? А сколько мусорных подводных лодок и самолётов с танчиками человечество построило за это время? Сколько на это потрачено денег и сколько не состоялось (или в лучшем случае затянулось) проектов подобных этому телескопу?
То, что Webb всё-таки стартовал это двойной успех. Поскольку вопреки унылости.
kay
11.01.2022 18:57+9эквивалентно одному 400 миллионному голливудскому блокбастеру в год
artemisia_borealis
12.01.2022 11:43+3При этом блокбастеры (как к ним ни относиться) так или иначе возвращают деньги в большинстве случаев. Это такие бизнес-проекты (да и изначально деньги они берут не из бюджета). А вот танчики и лодочки это же просто /gov/money > /dev/null.
tlv
12.01.2022 14:29+3Ну неправда же. Танчики - это не только рабочие места тех, кто их делает, но и ещё гранты тем ученым, которые могут доказать, что их разработки полезны в военке.
eboyar
11.01.2022 19:12+2Я не могу понять, как всё-таки ориентирован телескоп в пространстве? Везде пишут, что он развернут «спиной» к Солнцу, но экраны термозащиты находятся не ровно сзади телескопа, а в стороне
Он смотрит не ровно от Солнца? Блок с зеркалами может двигаться? Как в принципе будет происходить наводка на определённую область пространства, и возможна ли она вообще?
Zelenyikot Автор
11.01.2022 20:45+2Судя по всему, будет менять ориентацию в том диапазоне углов, чтобы солнце не попадало на телескоп.
akaAzazello
11.01.2022 21:12+2>> Как в принципе будет происходить наводка на определённую область пространства, и возможна ли она вообще?
Гироскопами осуществляются тонкие довороты спутников, ну а грубые - двигателями (но тут скорее всего двигатели преимущественно буду использоваться для поддержания позиции вокруг точки Лагранжа, кроме форс-мажорных ситуаций).
upd: 30 лет у Хабла, и почти 50 у его прародителей KeyHole именно гироскопы отвечают за базовую ориентацию спутников
Zelenyikot Автор
11.01.2022 21:51+5Не стоит путать гироскопы и двигатели-маховики. Гироскопы — это средства определения ориентации. А двигатели-маховики — исполнительные органы, которые позволяют менять ориентацию. Есть ещё т.н. «силовые гироскопы», для изменения ориентации, но для них есть отдельный термин — гиродин.
akaAzazello
11.01.2022 22:53+3Стоит уточнить, что это всё гироскопы технически, и для обывателя этот термин знаком лучше, чем гиродин.
Mat000
11.01.2022 21:44+6Он смотрит вдоль щита, перпендикулярно направлению на солнце. Есть возможность отклоняться на некоторый угол к/от солнца. И ещё можно вокруг этой оси вращаться. В каждый момент доступно примерно 31% небосвода. За год можно будет посмотреть все.
akurilov
11.01.2022 20:15+2Возможно, именно благодаря JWST у какой-нибудь из соседних звёзд будет
найдена землеподобная планета, пригодная к переселению, на случай если
Земля окажется под угрозой уничтожения какой-нибудь кометой из облака
Оорта…Автор, вероятно, шутит
Zelenyikot Автор
11.01.2022 20:47+12Это напоминание об уязвимости человечества, для тех, кто не смотрит вверх )
Alexey2005
12.01.2022 15:14-2Соседние звёзды-то ладно, а вот наблюдение галактик в 10 млрд световых лет с практической точки зрения годится разве только для удовлетворения любопытства.
Поскольку скорость убегания тех галактик давно превысила скорость света, и для нас они абсолютно недосягаемы даже теоретически, то это знание гарантированно никогда не будет конвертировано во что-то практически полезное — ни сейчас, ни в самом отдалённом будущем. Фактически, наводясь на эти галактики, мы изучаем то, что частью нашей Вселенной давно не является.Zelenyikot Автор
12.01.2022 15:48+4Квазары, удалённые на десяток миллиардов световых лет, в народное хозяйство применить сумели, и до убегающих галактик ко временем доберемся.
akurilov
12.01.2022 16:49+3Категорически не согласен. Вы не можете говорить о том, как применять какое-либо фундаментальное открытие, пока вы собственно не открыли это. Фундаментальные науки - всегда сюрпризы для прикладных наук. Иногда неприятные, как, например, ограничение скорости света.
KvanTTT
12.01.2022 18:08Тем более надо их запечатлить, пока они совсем не исчезли из-за разбегания :) Удовлетворение любопытства тоже неплохо — а почему бы и нет?
Medeyko
11.01.2022 20:32+7Размер межзвёздных пылинок от 0,1 мкм до 100 мкм, а количество их растёт пропорционально уменьшению их размера. То есть на длине волны видимого диапазона света около 0,5 мкм свет в межзвёздном пространстве будет поглощаться намного эффективнее, чем в более длинноволновом инфракрасном диапазоне. Это хорошо видно при наблюдении наиболее запылённых участков космоса.
Там даже круче, чем линейно. Практические измерения говорят, что для видимого света и чуть больше удельное поглощение обратно пропорционально длине волны в степени 1,85.
То есть то, что он инфракрасный - это реально здорово, и в самом деле может привести к заметному количеству новой информации о нашем мире, и возможно даже к каким-то астрономическим прорывам.
voldemararduan
11.01.2022 21:52-2Автор!Я давным-давно в научно-популярных книжках читал,что газовый хвост комет очень разрежен и не несет абсолютно никакой опасности.вы про это разве не знаете?
Zelenyikot Автор
11.01.2022 21:53+5Для жителей Земли хвост кометы не несет угрозы. Для космических аппаратов опасны пылинки, которые присутствуют в кометных хвостах и имеют высокую скорость.
voldemararduan
12.01.2022 09:58-1Zelenyikot Автор
12.01.2022 10:09+3Розетта выравнивала скорость с кометой в течение 10 лет. И основное время работы у кометы проводила перед нею, а не позади. Если этого не сделать, то скорость аппарата будет значительно отличаться от скорости кометной пыли, и пыль будет действовать как абразив в пескоструйном аппарате. solarsystem.nasa.gov/stardust/spacecraft/whipple.html
SignallerK
11.01.2022 23:49+4Как раз на канале Huygens Optics вышло замечательное видео про-то почему разрешение телескопа зависит от его диаметра и длинны волны:
snnrman
12.01.2022 08:36+2"Более 1200 учёных и инженеров связанных с космическими исследованиями, включая известных ученых как Chanda Prescod-Weinstein, написали петицию с требованием переименовать телескоп ещё раз, так как Уэбб известен своим преследованием ЛГБТ сообщества среди персонала НАСА. По мнению авторов петиции Уэбб не заслуживает «памятника гомофобии»"
ЭхехехеMedeyko
12.01.2022 09:49+2Уже "проехали", NASA провело расследование и отказалось переименовывать. https://www.nature.com/articles/d41586-021-02678-1
KvanTTT
12.01.2022 14:14Если даже не касаться темы преследований, то не очень понятно за что Вебб удостоился такой чести. Он был просто чиновником и администратором NASA. При всем уважении, до Хаббла ему далеко.
Medeyko
12.01.2022 19:49+6За Луну - за одно из самых ярких позитивных событий в истории человечества. Не стоит недооценивать его роль. Он умел организовать людей, убедить, делегировать, вовремя всё проконтролировать, учесть дикое количество самых разнородных факторов в самых разных отраслях. Он выбивал деньги, разрешал конфликты - а контрагенты там ого-го какие были. Взял на себя ответственность за пожар на Аполлоне-1 - будь на его месте кто-нибудь послабее, это был бы гораздо более сильный удар по программе.
Это была кооперация чудовищных масштабов, даже не знаю, с чем ещё сравнить - разве что с Манхэттенским проектом. Именно в рамках этой кооперации родились микросхемы - что, в общем-то, перевернуло потом весь мир, и в том числе поспособствовало нарастающему отставанию СССР в вычислительной технике.
В общем, лично мне кажется, американцам действительно очень повезло с этим человеком. Если бы у американцев был бы свой "Мишин", а у нас - свой "Вебб", то первым на Луне мог бы быть и советский космонавт. То, что Веббу решили отдать должное - это более чем справедливо, по-моему.
bazin
12.01.2022 10:29+2Интересно, а подобные телескопы могут работать по принципу синтезированной апертуры SAFT? Ведь тогда можно добиваться ещё большего разрешения, не увеличивая размеров зеркал.
Радары и ультразвуковые дефектоскопы такую технологию используют.
Zelenyikot Автор
12.01.2022 10:46+5Выше такие вопросы уже обсуждаются. Там проблема в длине волны, чем короче волна, тем сложнее синхронизировать телескопы. Пока предел возможности между наземным и космическим телескопом — миллиметровый диапазон, что и хотят реализовать в «Миллиметроне».
Dabbuger
12.01.2022 17:27+1Я так долго ждал этого запуска, и каждый раз когда слышал о дате запуска, мне всегда это казалось как "никогда" и вот наконец наступил этот момент, а я даже пропустил сам запуск ((
Спасибо что написали эту статью, мне очень интресно. Не умею сам себе отыскивать контент. То что приходит на почту, то и читаю, а приходит только подписка с Habr
csl
Предпоследний этап до полного функционирования переносится уже минимум дважды (коррекция зеркал) https://webb.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html?units=metric ...
Sensimilla
разворачивание полностью завершено, а коррекция зеркал после охлаждения
vovavipper
Коррекция и охлаждение - это параллельные операции.