Вчера, 12 июля 2022 года получены первые рабочие изображения от космического телескопа нового поколения Джеймса Уэбба.
На первом опубликованном фото показано скопление галактик SMACS 0723 запечатленное 4,6 миллиарда лет назад.
Кажется, словно мы смотрим сквозь донышко стакана, но это не артефакт системы зеркал. Комбинированная масса этого скопления галактик действует как гравитационная линза, увеличивая гораздо более отдаленные галактики за ним.
А вот шесть больших и два меленьких луча вокруг ярких объектов — артефакты созданные опорами вторичного зеркала.
Вторичное зеркало отражающее излечение в камеру телескопа удерживается на месте над основным зеркалом опорными стержнями, которые закрывают часть изображения. Когда звездный свет направляется к основному зеркалу, часть из лучей проходят мимо опорных стержней и слегка отклоняются. Возникает дифракция искажающая свет на конечном изображении, образуя «паука», который соответствует положению опорных стержней.
Так как опорные стержни вторичного зеркала телескопа расположены в виде красивого симметричном узора, дифракционные шипы на изображении звезд выглядят как популярный фильтр из Инстаграмма.
Представленные изображения — компиляция данных, записанных на разных длинах волн, включая диапазон который никогда не был исследован космическими телескопами. Кроме того, размеры и гладкость зеркал выше чем у всех предыдущих аналогов, что позволяет рассмотреть крошечные, слабые структуры галактик, которые никогда раньше не видели астрономы.
До этого дня мы могли рассмотреть только калибровочные изображения, необходимые для настройки положения зеркал.
Почему астрономы и другие ученые празднуют получение сегодняшнего фото как вторую Хануку? И почему телескоп странно выглядит, странно назван и появился только сейчас?
По следам Хаббла
Джеймс Уэбб – один из самых проблемных долгостроев NASA в партнерстве с Европейским космическим агентством (ESA) и Канадским космическим агентством (CSA).
Но эти проблемы — мелочи, по сравнению с тем что пришлось пережить его предшественнику!
Идею космических телескопов активно продвигал американский астрофизик Лайман Спитцер во времена, когда запускать телескопы в космос еще не умели. В 1962 году доклад, опубликованный Национальной академией наук США, рекомендовал включить разработку орбитального телескопа в космическую программу, и в 1965 году Спитцер был назначен главой комитета, занимающегося космическими телескопами.
У такой идеи есть преимущество: атмосфера не мешает наблюдениям — нет рассеивания (которое мешает как четкости изображений, так и снимкам в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне), преломленные лучи от Солнца и городских огней не создают светового загрязнения, не влияет погода.
И есть два недостатка. Первый: телескоп должен поместиться под головной обтекатель ракеты-носителя (или внутри шаттла Дискавери), а значит его апертура и масса ограничены.
Второй: создание, доставка и обслуживание такого аппарата очень сложны и безумно дороги.
Именно вторая проблема первой повисла над проектом Хаббл, предложенным по окончании лунной гонки. Правительство США закрыло программу «Апполон», стоившую 9 миллиардов долларов и уже вздохнуло с облегчением, представляя как легко будет планировать бюджет без интенсивных космических расходов, как астрономы потребовали реализовать проект, потративший в итоге 6 миллиардов американских денег (2,5 на разработку, остальные на обслуживание и ремонт по данным на 1999 год).
В 1974 году, в рамках программы сокращений расходов бюджета, конгресс США полностью отменил финансирование проекта, однако, после продолжительных дебатов и согласования скромного стартового бюджета в 400 миллионов долларов началось производство, которое как и любая стройка не закончилось в срок.
Хаббл, как и Уэбб — зеркальный телескоп, он отражает свет от участка звездного неба вогнутым зеркалом на матрицу камеры. Требования к гладкости зеркала — очень высоки: на нем не должно быть неровностей больше 30 нанометров (в 2666 раз меньше человеческого волоса), при диаметре в 2,4 метра.
Кроме того, аппарат должен был пережить тряску при старте и большой перепад космических температур.
Когда работы были вроде как завершены старт назначили на 1983 год и телескоп обрел имя в виде фамилии Эдвина Хаббла — человека, который открыл миру другие галактики и внес существенный вклад в теорию метрического расширения вселенной.
Из-за недоработок запуск запланировали в 1984 году… потом в 1985, ну в 1986 уж точно! В январе 1986 года произошла катастрофа с участием шаттла Челленджер и запуск решили отложить на несколько лет.
Все это время телескоп хранился в комнате с контролируемыми условиями и частично включенными системами, потребляя 6 миллионов долларов в месяц.
В результате, Хаббл запустили в 1990 году. Первый же снимок вышел мутным, как вид через окно в туалете. Оказалось, главное зеркало несмотря на свою гладкость не было точно выведеным в плане кривизны.
Три года готовилась миссия по спасению четкости на высоте 545 километров. Заменять зеркало в космосе — очень сложно, а посадку на Землю телескоп мог бы не пережить.
Решение оказалось забавным — Хабблу установили корректирующую линзу, как подслеповатому человеку выписывают очки.
Всего было проведено четыре экспедиции, выполняющие техническое обслуживание и срочный ремонт космического телескопа.
В 1997 году (в ходе второй экспедиции) у Хаббла был заменен спектрограф и уже в это время было принято решение построить космический телескоп нового поколения — больше, дальше и не такой косячный.
Запуск планировали на 2007 год, а бюджет в 500 миллионов долларов.
Нужно ли говорить, что сроки и сметы не были соблюдены?
Название
В 2002-м новый телескоп решили переименовать в честь одного из первых администраторов НАСА, Джеймса Э. Уэбба, который курировал создание лунной программы США «Аполлон».
Проблемы начались уже на этапе названия. Мало того что Джеймс Уэбб (человек) — просто чиновник, а не ученый, не космонавт, не совершил никаких открытий, так еще и требования к американским деятелям изменились с 60-х годов. В двухтысячных политику уже нужно было быть толерантным и признанным сообществом меньшинств, а Джеймс Уэбб отличился в обратную сторону.
Мне кажется, Лайман Спитцер должен был дать имя телескопу, как реальный ученый и человек приложивший наибольшие усилия к воплощению идеи космических обсерваторий.
Стоимость
В бюджете NASA, предложенном в июле 2011 года конгрессом, предполагалось прекращение финансирования строительства телескопа из-за плохого управления и превышения бюджета, все как и у предшественника.
Спустя 25 лет от начала создания проекта к запуску в 2021-м стоимость телескопа составила почти 10 миллиардов долларов.
Это дороже, чем вся лунная программа «Аполлон», которую сам Джеймс Уэбб (человек) курировал.
Зеркала
Учёные определили, что минимальный диаметр главного зеркала должен быть 6,5 метра, чтобы измерить свет от самых далёких галактик. А инженер с рулеткой подсказал им, что ширина головного обтекателя ракеты в самом широком месте 5,5 метров и такое цельное зеркало вывести в космос невозможно.
К счастью для ученых, в NASA уже был проект сегментированных зеркал, которые можно компактно сложить.
К несчастью ученых, проект Advanced Mirror System Demonstrator (AMSD) двойного назначения: для гражданских целей и военных. Технология предназначалась для спутников инфракрасной разведки и ударного спутника Space Based Laser (SBL).
Оказалось большой удачей применить технологию от не самого успешного военного объекта к самому перспективному астрономическому инструменту.
Кроме экономии места, инженерам нужно было решить проблему с экономией массы. При куда больших размерах (в разложенном виде) Уэбб должен обладать той же массой не более Хаббла, то есть быть в 10 раз легче на единицу эффективной площади зеркала.
Для этой цели основной материал шестигранных ячеек зеркала — легкий и прочный металл бериллий. Он оказался эффективнее алюминия, который обычно используется как конструктивный металл в космосе.
Покрыты ячейки золотом толщиной всего в 700 атомов. Это физический фильтр, отражающий инфракрасный участок из спектральной каши космического излучения.
Кроме того, каждая ячейка снабжена своим набором приводов, позволяющих не только менять положение, но и кривизну сегментов независимо друг от друга.
Такая полужесткая конструкция должна позволить избежать проблем, которые были у Хаббла с кривизной зеркала.
Восемнадцатью ячейками зеркала управляют в общем 132 привода, настраивая общую форму кривизны начиная с центральных сегментов и двигаясь в сторону периферийных.
Для того чтобы добиться космической гладкости после обработки дефекты на охлажденных до минус 240 градусов Цельсия зеркалах искали лазерным интерферометром.
Зонтик от Солнца
Телескоп работает в инфракрасном диапазоне, то есть крошечное тепловое излучение далеких галактик для него — объект изучения, а колоссальный жар Солнца — паразитный шум.
С другой стороны, Уэбб, как и многие автоматические аппараты в космосе работает на солнечных батареях и ему нужен солнечный свет.
Выйти из этой дилеммы позволила разработка сверх тонкого и очень эффективного теплового экрана.
Теплозащитный экран состоит из 5 слоёв полиамидной пленки (материал известен, например, электрикам как «янтарный скотч»), на каждый из которых нанесено покрытие из алюминия.
90 натяжных тросов развернули экран в ромб размером 21,1 на 14,6 метров, это примерно с теннисный корт.
Первые два «горячих» слоя обладают покрытием из легированного кремния, что в итоге должно позволять выдержать разницу в 360 градусов Цельсия между сторонами экрана. Прямо сейчас температура освещенной части Уэбба 45 градусов, а самой холодной части за экраном минус 267 градусов.
Последить за работой телескопа в реальном времени можно тут: https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html?units=metric
Место прибывания
Выбор, куда бы послать инфракрасный телескоп — это поиск места где не светит Солнце. Ну, почти, с поправкой на солнечные батареи.
Кроме того, хотелось чтобы большие отражающие свет объекты тоже не проплывали мимо золотого зеркала.
Обе эти задачи выполняет точка Лагранжа L2 — это одно из пяти мест, где гравитация двух массивных тел (Солнца и Земли в нашем случае) создает устойчивое положение во вращающихся координатах. То есть, чтобы покинуть это место, нужно прибавить энергии, а оставаться в нем можно без затрат. Было бы странно видеть такую точку в покоящемся пространстве — предметы бы падали туда где ничего нет. А вот вращение вокруг Солнца по стабильной круговой орбите уже не кажется странным.
Однако, есть у этой позиции и недостатки: никто не прилетит за полтора миллиона километров ремонтировать и даже дозаправить телескоп. Любая поломка и даже закончившееся топливо для корректировки положения и ценнейший научный инструмент потерян.
Хабблу хватает топлива лет на 5 (его периодически заправляют), а Уэббу должно хватить на 20.
Соседство в этой точке Джеймсу Уэбба составляют европейский телескоп Gaia и российский Спектр-РГ, а раньше там летали «Планк» и «Гершель».
Какой телескоп следующий?
Раз уж проекты телескопов очень долгоживущие и новое поколение планируют еще в начале жизненного цикла старого, не находится ли уже сейчас в разработке телескоп, который будет больше, дальше и сильнее Уэбба?
В кулуарах института исследований космоса с помощью космического телескопа (Space Telescope Science Institute) с 2009 года зреет проект телескопа ATLAST (Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope), который будет иметь главное зеркало диаметром от 8 до 16,8 метров в зависимости от окончательной концепции, которую утвердят позднее.
Телескоп будущего поколения так же отправится в точку Лагранжа L2 и будет сконцентрирован на поиске внеземной жизни.
Есть у ATLAST еще четыре аналогичных конкурирующих проекта, из которых придется выбирать лучший.
Запуск планируется на вторую половину 2030х годов, но мы знаем эти космические планы.
Бонусы
В награду тем, кто дочитал до конца статью существенно большую, чем было необходимо для того чтобы просто показать крутые фотки Вселенной, хочу заметить, что свежие изображения отлично подходят, как обои на экран телефона.
Вот отсюда можно скачать без регистрации и смс:
И вот так они будут смотреться: https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/deploymentExplorer.html#43
Комментарии (120)
mirwide
14.07.2022 00:20+9А вот шесть больших и два меленьких луча вокруг ярких объектов — артефакты созданные шестиугольной формой ячеек главного зеркала.
Вряд ли. Шесть лучей дает дифракция на 3 растяжках, как раз как на 3d модели телескопа. А 2 луча от 1 растяжки, которой нет на модели, но видимо есть в реальности. Дифракция от границ 2 десятков шестиугольных сегментов будет иметь очень сложную структуру.
spinagon
14.07.2022 10:18+14
Официальная картинка от NASA mirwide
14.07.2022 13:56Любопытно. Растяжки не симметричные для транспортировки, видимо.
Shkaff
14.07.2022 17:19+1Думаю, не симметричные для того, чтобы по максимуму совпадать с диффракцией на краях зеркал (на фотке выше можно видеть, что 4 из 6 луча совпадают). А дальше там оптимизация по весу: нужно как можно меньше растяжек, а любая другая геометрия не даст пересечения с другими лучами.
cherv2
16.07.2022 14:18а почему не исправят это каким нибудь образом, как сделали с Хаблом? Есть шансы что это как нибудь просчитают и настроят, чтобы звёзды были дисками?
spinagon
16.07.2022 20:56А звёзды дисками и не должны быть, они должны быть точками. Диски - это тоже дифракция и засветка, потому что ближние звёзды намного ярче, чем далёкие галактики. Если выдержка правильно подобрана, то шипы не видны.
Physics-for-Humanities Автор
15.07.2022 13:57Хорошее замечание, исправил по данным этого ресурса: https://www.wtamu.edu/~cbaird/sq/mobile/2015/11/16/why-do-the-spikes-that-shoot-out-of-stars-form-perfect-crosses/
KvanTTT
14.07.2022 00:24+44А где ответ на вопрос их заголовка?
Physics-for-Humanities Автор
14.07.2022 21:01+1Читателю нужно принять решение самому. Для этого у него есть как сравнительные преимущества, так и описание потраченных ресурсов.
wrqqq
14.07.2022 01:30+10Причем тут ханука?
Physics-for-Humanities Автор
14.07.2022 21:06+1Изначально там был Новый год, но это как-то банально.
nikolas78
14.07.2022 02:22+6Два вопроса:
— бериллий достаточно токсичный металл, как получилось использовать его без вреда для здоровья рабочих, какие меры безопасности применялись?
— куда делись из точки Лагранжа L2 ранее находившиеся там «Планк» и «Гершель» если из этой точки «упасть» невозможно?
AlexZaharow
14.07.2022 02:39+5Насколько я «слышал» - аппараты не точно находятся в точке Лагранжа, а немного в стороне и вращаются недалеко от этой точки (но каким способом там задается орбита вращения вокруг этой точки уже не помню).
DrPass
14.07.2022 02:49+22— бериллий достаточно токсичный металл, как получилось использовать его без вреда для здоровья рабочих, какие меры безопасности применялись?
Честно говоря, странный вопрос. С одной стороны, люди зачастую работают с куда более токсичными материалами, чем бериллий. С другой стороны, бериллий имеет массу промышленных применений, в том числе и куда менее прецизиозных, нежели изготовление зеркал космических телескопов. В общем, как-то справились. Может, не вдыхали не фильтрованный воздух в помещениях, где велась обработка бериллия :)— куда делись из точки Лагранжа L2 ранее находившиеся там «Планк» и «Гершель» если из этой точки «упасть» невозможно?
«Гершель» улетел на другую орбиту, а «Планк» никуда не делся, до сих пор там болтается. Точки Лагранжа — это не просто точки, в которых надо висеть, и есть стабильное место только для одного гаджета. Вокруг них есть стабильные орбиты, где аппараты и размещаются.nikolas78
14.07.2022 03:21-4Может, не вдыхали не фильтрованный воздух в помещениях, где велась обработка бериллия
А микропыль после мех-обработки? Рабочие должны быть в одноразовой одежде или как? Помещение ведь тоже должно потом очищаться.«Гершель» улетел на другую орбиту
А зачем — просто чтобы место освободить?
Radisto
14.07.2022 04:59+16Бериллий широко в промышленности используется. В рентгентехнике в частности. К нему относятся с намного меньшим пиететом, чем говорят. А если нет абразивной обработки, то безо всякого уважения вообще
cheburen
14.07.2022 07:08Мех-обработку производят на станках с гермокамерами, достаточно организовать вытяжку с созданием небольшого отрицательного давления внутри и никакая пыль не вырвется, а останется на фильтрах вытяжки.
pae174
14.07.2022 07:50+22Может, не вдыхали не фильтрованный воздух в помещениях, где велась обработка бериллия
Никто не позволит каким-то там рабочим за бесплатно вдыхать бериллиевую стружку просто потому что бериллий очень дорог и стружка по максимуму идёт в возвратные отходы.
На самом деле есть санитарные правила при работе с бериллием и его соединениями - там написано про разные способы защиты.
sterr
15.07.2022 20:44С другой стороны, бериллий имеет массу промышленных применений, в том числе и куда менее прецизиозных, нежели изготовление зеркал космических телескопов.
Например старые японские акустические системы.
Goupil
14.07.2022 09:11+3куда делись из точки Лагранжа L2 ранее находившиеся там «Планк» и «Гершель» если из этой точки «упасть» невозможно?
По окончанию работы они переходят на простую гелиоцентрическую орбиту.
pavel_kudinov
14.07.2022 11:47+1из точки Лагранжа начинаешь падать при любом отклонении от нуля, зато вокруг неё можно выйти на Гало-орбиту (ссылка в комментарии ниже). Пространства на такой орбите хватает для многих аппаратов
Physics-for-Humanities Автор
14.07.2022 21:21+2пользовались санитарными правилами при работе с бериллием и его соединениями (см приложение к комменту);
-
в 2013 году Планк и Гершель были переведены на гелиостационарную орбиту и выключены навсегда. Однако, был проект разбить Гершель об южный полюс Луны и поднять взрывом в космос куски льда, который собираются искать в ходе второй лунной гонки.
R7R
14.07.2022 02:44+2Идею космических телескопов активно продвигал американский астрофизик Лайман Спитцер во времена когда запускать телескопы в космос еще не умели.
Помню, как в одной не очень детской книжке, лет 50 назад, читал о космических телескопах.
Сама книжка была издана в СССР задолго до этого, там Международный геофизический год (1957) упоминался как достаточно свежее событие.Physics-for-Humanities Автор
14.07.2022 21:29+1Идею космического телескопа первым предложил Герман Оберт в 1923 году, а Лайман Спитцер продвигал ее с 1946. Так что вполне логично читать о таком в советской книге 1957 года.
R7R
14.07.2022 23:27Идею космического телескопа первым предложил Герман Оберт в 1923 году
У Германа Оберта были легкие терки с Циолковским по поводу приоритетов.Книга Германа Оберта «Ракета для межпланетного пространства» вышла в Германии летом 1923 года, а рецензия на неё была помещена в «Известиях ВЦИК» уже 2 октября того же года. Неподписанная рецензия была профессиональной, в ней утверждалось, что основные идеи Оберта согласуются с экспериментами Р. Годдарда, но имя Циолковского не упоминалось.
Эта рецензия попалась на глаза А. Л. Чижевскому, который написал Оберту, приложив издание «Исследования мировых пространств реактивными приборами» 1903 года. Оберт ответил напрямую Константину Эдуардовичу, прислав письмо, написанное в уважительном тоне, однако в последующих своих трудах так и не стал делать ссылок на его выкладки.
По мнению Л. Мельникова и О. Станцо, это объяснялось стремлением Оберта заручиться финансовой поддержкой деловых и политических кругов тогдашней Европы, что было легче сделать в статусе первооткрывателя
Есть инфа, что:Идею космических обсерваторий выдвигали Константин Циолковский в статье «Свободное пространство» (1883), Герман Оберт в работе «Ракета в межпланетное пространство» (1923) и Макс Валье в книге «Полёт в мировое пространство» (1924)
Wesha
14.07.2022 06:57+32головной обтекатель кареты-носителя
Оригинально-с!
CrashLogger
14.07.2022 11:48Это новый проект Роскосмоса ?
General_Failure
14.07.2022 17:01головной обтекатель кареты-носителя
Да, с названием «В космос на двух лошадиных задницах»
philosoph
14.07.2022 08:28+5Согласен, ответа на вопрос в заголовке нет... Ну и уже хотелось бы почитать, что нового о вселенной астрономы узнали из этих снимков. Что-то такое, что в принципе нельзя было увидеть другими инструментами. Ну может за исключением спектра экзопланеты, о котором тут даже не упомянули.
R7R
14.07.2022 10:21+1Ну и уже хотелось бы почитать, что нового о вселенной астрономы узнали из этих снимков.
Так рановато еще :)
Physics-for-Humanities Автор
15.07.2022 14:08Ответа и не будет, его читатель должен найти сам.
По науке:
Фото скопления галактик. Гравитационное линзирование видно очень хорошо, можно уточнить модель и проверить оценку массы галактик (и вселенной).
Фото Тау Киля. Видны места, где излучение сдуло часть газа, модель можно уточнить.
Фото Южного Кольца - системы из двух звёзд, где одна источник газа вокруг, а вторая его грелка. Можно уточнить модель таких систем.
Фото близкой группы галактик. Можно уточнить модель слияния галактик и тоже пересчитать массы.
Взгляд вовне. На фоне всех фото ученые попытаться найти признаки необычной топологии пространства-времени. Например, можно увидеть свет Солнца, который обогнул вселенную в пространстве или во времени. Ну или любое другое знакомое излучение, которого там быть не должно при плоской модели пространства.
vesper-bot
14.07.2022 10:01+3Вот эта статья в несколько раз лучше, пусть и с опечатками: habr.com/ru/post/670044
forever_live
14.07.2022 17:13-1Жаль, конечно, что далеко не всегда статьи вычитываются и редактируются перед тем, как выкладываются в общий доступ. И это я сейчас про ту статью, под которой наши комменты. Глянул ещё раз перед своим комментом — уже более-менее всё попавили.
saga111a
14.07.2022 10:14легкий и прочный металл бериллий
В данном контексте не понятно что это значит, сам по себе бериллий очень хрупкий. Просто капец как легко ломается(и к тому же его оксид крайне токсичный, но тут это не важно).
На вики пишут что все же это сплавы на его основе, а далеко не сам металл.
Nedder
14.07.2022 10:44Стекло тоже очень прочное и тоже хрупкое. Боюсь конечно ляпнуть глупость, но в космосе врядли будет кто-то ломать экран из бериллия, т.е. испытавать его на излом. А вот против микрометеоритов прочности должно хватить.
saga111a
14.07.2022 10:51Сплавы бериллия как раз прочные оказались ( сейчас читал).
Хрупкость это как раз не стойкость к метеоритам и почему, причем материал может быть твердым и хрупким, стекло хороший пример, твердое но хрупкое. Нет распределения напряжения и как итог то легко ломается теми же метеоритами и мусором
chapai22
14.07.2022 11:00Просто капец как легко ломается
есть такой звукосниматель для виниловой вертушки - SHURE V15 VxMR где трубка иглодержатели из бериллия. Твердая и легкая. Ну и не ломается - не так уж и хрупка, хотя под постоянной вибрацией и боковыми изгибающими нагрузками..
Совсем чистые металлы разве что в катализаторах применяются (безотносительно бериллия) а так чаще сплавы..saga111a
14.07.2022 14:41-2Тут наверное играть роль то что для обыденных материалов - сталь, алюминий, как то сплавы подразумеваются сразу. А вот для не часто используемых хочется все же уточнения т.к. фраза звучит именно как свойство бериллия. Конечно это субъективно, но подозреваю что я не один такой.
трубка иглодержатели из бериллия
Очень бы не хотел иметь дома что-либо из бериллия. Его оксиды очень токсичны.
chapai22
14.07.2022 15:28+2Не преувеличивайте. Это не яд мгновенного действия. А уж силикаты его бабы на пальцах носят - изумруды например и аквамарины.
.
Оксид бериллия - когда то в покойном СССР изготавливались термопрокладки из него. Бериллиевая керамика лучшее что есть на свете для этой цели, после алмаза.. Не отказался бы от десяточка. Жрать ее не надо но и все.
А так то полкило цианистого калия можно попросту на дом заказать без проблем - обычное дело для ювелирова и работы с золотой гальваникой. Привезут за неделю - у хазмата наземная доставка сертифицированной службой.
andlom
14.07.2022 10:43+16почему телескоп странно выглядит
Я считаю, телескоп выглядит потрясающе. Ясли прилетят инопланетяне, будет не стыдно.
mystdeim
14.07.2022 11:27+1Подскажите непосвящённому в тему, эти изобращения с фотографий, такое какое увидит человечский глаз?
pavel_kudinov
14.07.2022 11:50нет, это спектральные фотографии спроецированные в видимую человеческому глазу часть спектра
примерно, как "пение китов" или "звуки космических радиоволн"
mystdeim
14.07.2022 11:57Ясно, то есть на самом деле всё унылое и серое или как?
flx0
14.07.2022 12:02+3Вполне цветное, как на снимках Хаббла в оптическом диапазоне. Но Вебб инфракрасный, поэтому цвета, которые он видит, - другие.
Ну и для вашего глаза оно слишком тусклое, чтобы видеть цвета.pavel_kudinov
14.07.2022 12:10+7Хаббловские фотографии не реальной палитры, там чб камера + спектральные узкополосные фильтры:
Палитра Хаббла
Широкоугольная камера, главный прибор «Хаббла», сама по себе чёрно-белая, но оснащена широким магазином узкополосных светофильтров. Под названием «палитра Хаббла» в историю вошла сборка цветного изображения из трёх снимков в разных длинах волн[112]:
Красный канал — две линии серы SII (672 и 673 нм, багрово-красный).
Зелёный канал — линия водорода Hα (656 нм, красный), а также две расположенные рядом и более тёмные линии азота NII.
Синий канал — две линии кислорода OIII (501 и 496 нм, изумрудный).
Снимки выравнивают по яркости, совмещают и объявляют каналами RGB-изображения. Именно в этой палитре сделаны большинство известных цветных изображений с Хаббла. Нужно понимать, что цвета не истинные, и при съёмке в истинных цветах (например, на фотоаппарат) туманность Пузырь будет красной
DrPass
14.07.2022 12:16Нет, какого-то другого цвета. Ну и опять же таки, для получения этих фото использовалась и длительная выдержка, и мощная система зеркал. Оптика нашего глаза несколько попроще, чтобы такое видеть.
sim31r
14.07.2022 17:06Да, всего 0.3 мегапикселя в глазу, зато диапазон рабочий по освещенности 1 к миллиарду, если есть время несколько часов на адаптацию к темноте. И фокус устанавливается не только на бесконечность, как у телескопов )
enigmahas
14.07.2022 13:20+1Все это красиво, но когда уже человек отправится к далеким звездам. Или этого никогда не произойдет
Revertis
14.07.2022 13:57Если вы готовы лет 50 лететь к самой ближайшей звезде, то хоть завтра :)
KvanTTT
14.07.2022 14:13+3А на чем можно долететь до ближайшей звезды на расстоянии 4 световых года, если вылететь завтра?
Revertis
14.07.2022 14:27+1На изначальном разгоне и последующей инерции :)
KvanTTT
14.07.2022 15:19Ну в условном "завтра" (ближайшем будущем) таких технологий нет.
sim31r
14.07.2022 17:08Разогнать объект к звезде можно лазером теоретически, а остановиться не получится. Можно гравитационным маневром развернуться о звезду назад, и лазером тормозить. Вопрос в лазере на X гигаватт... и теплозащите.
vesper-bot
14.07.2022 15:02+150? а 50000 не хотите? И то не получится вотпрямщас начать строить такой корабль, который за 50000 лет долетит хотя бы до Альфы Центавра.
DrPass
14.07.2022 15:20Ну это как-то вы сильно оптимистично. Чтобы за 50 лет пролететь 5 световых лет, вам надо разогнать космический аппарат до 0.1с, т.е. 30 тыс. км/сек. Если взять десятитонный аппарат, ему «на глаз» надо будет где-то полтонны ксенона, чтобы получить +1 км/с. А теперь прикиньте, сколько нужно рабочего тела, чтобы разогнать десять тонн до 30000 км/с, с учётом того, что вам надо будет ещё и само рабочее тело разгонять (т.е. по формуле Циолковского), и да, с учётом того, что вторую часть пути вам надо будет ещё и тормозить ваш КА.
Revertis
14.07.2022 15:24-1Да не принимайте так близко к сердцу, я просто пошутил :)
Понятное дело, что тут всё равно идёт речь о корабле поколений, не меньше.
nikolas78
14.07.2022 15:55Вот бы где онлайн сервис такой был — вбил нужные параметры (массу КК и требуемую скорость) и получил суммарный стартовый вес (КК+топливо).
R7R
14.07.2022 15:58+3А теперь прикиньте, сколько нужно рабочего тела, чтобы разогнать десять тонн до 30000 км/с
Классика же:
santa324
14.07.2022 15:21А какая ракета до 0.1с нынче разгоняет?
sim31r
14.07.2022 17:13Относительно тех объектов которые показывает телескоп на границе видимости мы удаляемся со скоростью 2С примерно из-за расширения пространства. Телескоп видит объекты по сути другой вселенной, более нам недоступной.
R7R
14.07.2022 17:19+1Телескоп видит объекты по сути другой вселенной, более нам недоступной.
"… она содержит только конечное количество солнц, но из-за замкнутости пространства в модели свет от этих солнц вынужден вечно обходить Вселенную, изгибая свою траекторию в соответствии с местными искривлениями пространства — времени.
В результате ночное небо освещено так же ярко, как и в случае бесконечного количества солнц, если не предположить, что Вселенная настолько молода, что свет смог совершить лишь ограниченное число кольцевых витков" (с)
invasy
14.07.2022 13:24+7То ли перевод, то ли нейросеть писала. Вам бы редактора и корректора: ошибки и опечатки отвлекают от чтения.
PereslavlFoto
14.07.2022 13:56+1Все эти изображения опубликованы на Фликре по свободной лицензии CC-BY-2 (пример), — однако в действительности официальные изображения от NASA никак не охраняются имущественным авторским правом (not subject to copyright).
Это очень важный пример для всех нас!
Revertis
14.07.2022 15:09+1Вот тут девушка отлично рассказала про достижения Уебба: https://youtu.be/LypYPOQFCW0
Kerman
14.07.2022 15:33+5James Webb telescope is the most expensive wallpaper generator in the world (c) someone from reddit. А вообще странно рассуждать (в заголовке) стоит оно того или нет. Это первый аппарат такого класса и единственная возможность заглянуть чуть дальше. Аналоги на алиэкспресс ещё не появились.
sim31r
14.07.2022 17:15+1Еще важный вопрос о повреждении зеркала телескопа микрометеоритами, небольшой след на зеркале уже присутствует, снижая параметры телескопа. Является ли L2 сборищем микрометеоритов и космического мусора? Если да, то телескоп проработает недолго...
Shkaff
14.07.2022 17:28+1Оно, конечно, скопище, но их плотность все равно очень мала. Основная миссия телескопа продлится 5 лет, после этого качество упадет. Еще 5 лет после этого запланированное "время жизни" (пока топливо не кончится). Говорили, что в сумме он может продолжать давать какие-то данные лет 20.
sim31r
15.07.2022 00:23Странно что при цене под 20 миллиардов не предусмотрели дозаправку. Заправлять конечно тоже дорого, но стоимость вывода расходников 0.1 миллиарда современными ракетами.
DrPass
15.07.2022 02:46+3С ракетой-то понятно, но сама по себе дозаправка — это надо разработать ещё один КА, который должен долететь туда же, выйти на орбиту телескопа, синхронизироваться и состыковаться с ним. Сделать всё это автоматически, т.к. вручную этим процессом особо не порулишь, ибо десятисекундный лаг сводит на нет возможности оператора что-то корректировать вовремя. В автоматическом же режиме перекачать топливо в бак телескопа, потом отстыковаться и убраться с орбиты. Т.е нужно разработать и как-то отладить и новые стыковочные механизмы, и принципиально новый софт для стыковки, и механизмы дозаправки, да и вообще целиком весь корабль-дозаправщик спроектировать/разработать. Думаю, не слишком ошибусь, если скажу, что это задача примерно одного уровня сложности с самим телескопом, и требует годы разработки и испытаний.
Shkaff
15.07.2022 10:01Более того, телескоп летает по сложной орбите вокруг L2, а не сидит в самой точке, а сама она не известна т.к. постоянно корректируется. В общем, соглашусь, что это огромная задача. А учитывая то, что зеркала деградируют (время научной миссии вообще 5 лет), это становится не обосновано. Лучше сделать новый телескоп тогда уж (что и планируют).
sim31r
15.07.2022 18:27Вообще-то заправщик полетит не по баллистической траектории, а точно так же имеет возможность корректировать орбиту. Орбита достаточно простая и вполне можно прогнозировать положение аппарата за неделю. Даже если усложнить задачу и скрыть от заправщика цель, прилетев в L2 он может найти цель и подкорректировать орбиту, что там сложного? Не нужны ни гравитационные маневры, ни ускорения большие. Рано или поздно они окажутся рядом даже если не делать ничего.
Shkaff
15.07.2022 18:37Почему они окажутся рядом? L2 - не стабильная точка, если ничего не делать, они улетят в разные стороны. JWST летает вокруг L2 по постоянно корректирующейся орбите (сама орбита по диаметру как орбита Луны). Поэтому просто прилететь в L2 и скорректировать положение - это довольно сложная задача) конечно, ничего невозможного, но полноценная синхронизация орбиты, стыковка - это очень сложно
sim31r
16.07.2022 20:28На первом этапе просто выводим на орбиту L2, как это делал телескоп. На втором этапе сближаемся поддерживая дельту по скорости в некоторых пределах, например в 100 м/с, при сближении дельту уменьшаем обратно пропорционально расстоянию.
Алгоритм займет 5 строк кода или даже 20? Где тут сложность?
Ради интереса можно усложнить задачу и ослепить заправщик, оставив радар ближнего действия, тогда нужно будет сеткой сканировать пространство L2, лучше на встречной орбите, так быстрее будет. Когда телескоп определим, интерполировать траекторию и перейти на траекторию догоняющую...
R7R
15.07.2022 12:21выйти на орбиту телескопа, синхронизироваться и состыковаться с ним. Сделать всё это автоматически, т.к. вручную этим процессом особо не порулишь, ибо десятисекундный лаг сводит на нет возможности оператора что-то корректировать вовремя. В автоматическом же режиме перекачать топливо в бак телескопа, потом отстыковаться и убраться с орбиты.
Пункт «перекачать топливо в бак» тут лишний.
Расстыковать узлы телескопа, отвести с орбиты те из них, которые уже выработали свой ресурс («пустые баки с топливом :), вывести на орбиту телескопа свежие, состыковать систему. Профит!
(по крайней мере — я сделал бы именно так :)DrPass
15.07.2022 17:48+1Расстыковать узлы телескопа, отвести с орбиты те из них, которые уже выработали свой ресурс
А вы правда думаете, что «отстегнуть топливные баки или целиком двигательные узлы космического аппарата, и пристегнуть на место новые» — это более простая задача, чем закачать тетраоксид азота и гидразин из одного бака в другой?sim31r
15.07.2022 18:30+1Двигательная установка в принципе может быть вообще отдельным узлом прикрепленным электромагнитиком с силой удержания 1Н условно. Больше там и не нужно, коррекция орбиты миллиньютонами осуществляется. Топливо кончилось, двигательная установка отстегнулась и улетела, прилетела новая и примагнитилась. Никакой сложной механики.
R7R
15.07.2022 18:37А вы правда думаете, что «отстегнуть топливные баки или целиком двигательные узлы космического аппарата, и пристегнуть на место новые» — это более простая задача, чем закачать тетраоксид азота и гидразин из одного бака в другой?
В сообщении выше, на которое я отвечал — предусмотрена как стыковка (см.) так и перекачка :)
sim31r
15.07.2022 18:23-4Эта задача ужаснула бы сложностью инженеров в1950е годы, сейчас всё решит Ардуинка с набором китовых сенсоров. Ну детская же задача. И вручную с лагом в 10 секунд это делается, скорости хоть 1 см в час можно поддерживать на этапе стыковке, куда спешить? А можно и автоматически, чтобы не платить зарплату оператору. Отправил на орбиту и забыл.
задача примерно одного уровня сложности с самим телескопом
Это задача 0.01% сложности, поделка на уровне курсовой работы. Самая дорогая часть вывод на орбиту груза примитивного достаточно. Это даже не спутник связи. Это заправщик глупый.
принципиально новый софт для стыковки
Этот "софт" как алгоритмы существуют лет 100 уже как.
DrPass
15.07.2022 18:48+7Это задача 0.01% сложности, поделка на уровне курсовой работы.
Скажите, почему в наш просвещённый век даже сотни раз решаемая задачка уровня «пристыковать одну жестянку к другой на околоземной орбите» решается не всегда удачно, а аппаратура стыковки внутри себя содержит не ардуинку, а кучу датчиков, дальномеры, ФАР и т.д.? Может, вы всё-таки недооцениваете сложность задачи «состыковать в автоматическом режиме два аппарата, летящие на скорости десяток км/с» на расстоянии полтора миллиона км, без прямой видимости и без возможности точного определения местоположения каждого из них? ;)
Так-то и телескоп — ну что там разрабатывать так долго? Рамка с пятью слоями фольги, выточить из бериллия 18 шестиугольников, посадить на каркас, приделать камеры, малинку для управления и телеметрии, ну и реактивный движок с солнечными батареями. Делов-то :)sim31r
16.07.2022 20:20Скажите, почему в наш просвещённый век даже сотни раз решаемая задачка уровня «пристыковать одну жестянку к другой на околоземной орбите» решается не всегда удачно, а аппаратура стыковки внутри себя содержит не ардуинку, а кучу датчиков, дальномеры, ФАР и т.д.? Может, вы всё-таки недооцениваете сложность задачи «состыковать в автоматическом режиме два аппарата, летящие на скорости десяток км/с» на расстоянии полтора миллиона км, без прямой видимости и без возможности точного определения местоположения каждого из них? ;)
Каждый случай нужно разбирать отдельно. Основные причины сбой в работе механизмов, неисправность двигателя (разгерметизация топливной системы, мусор в трубопроводе), обрыв сигнального провода, попадание частицы высокой энергии в процессор или память, усталость металла, ошибка при сборке. Это скучные "бытовые" проблемы, с которыми можно столкнуться и в личном автомобиле и при работе стиральной машины.Там нет скоростей в десятки км/с, это не ракета ПВО, дельта скорости может быть 1 см/час. В космосе спешить некуда, сутками ранее или позднее стыковка произойдет (в отличие от задачи ракеты ПВО).
Энтузиасты в качестве хобби решают такие задачки в Kerbal Space Program, на глазок и этого достаточно для стыковки, физика просчитывается достаточно точно, но через пару попыток даже вручную можно проводить стыковки.
И какая куча датчиков, дальномер и ФАР это всего 2 датчика, для ближнего и дальнено наведения и поддержания связи. Вместо дальномера можно видеокамеру использовать, как это Тесла делает, не пользуясь лидаром.
Так-то и телескоп — ну что там разрабатывать так долго? Рамка с пятью слоями фольги, выточить из бериллия 18 шестиугольников, посадить на каркас, приделать камеры, малинку для управления и телеметрии, ну и реактивный движок с солнечными батареями. Делов-то :)
?!! Вы приписываете свои фантазии мне, нарушая логику дискуссии. Я утверждал обратноеЭто задача 0.01% сложности
Телескоп в 10 000 раз сложнее, а может и более.
Скорее всего у вас когнитивное искажение. Что космос это сложно, созданное из впечатлений из 60х годов, когда космос был на пике возможностей технологий. Сейчас космос рутина и уровень поделок уровня дипломного проекта
Первый молдавский спутник, который построили студенты Технического университета Молдавии (ТУМ) при поддержке Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA (ДЖАКСА), запущен в космос.«Сегодня в 03:44 (соответствует мск) был запущен в космос сконструированный ТУМ спутник TUMnanoSAT, который был доставлен на ракете Falcon 9 компании SpaceX на Международную космическую станцию», – передает ТАСС со ссылкой на сообщение университета в пятницу.
Аппарат выведут на орбиту с помощью манипулятора с японского модуля «Кибо». Молдавский спутник представляет собой куб с гранью 10 см. Он оснащен датчиками различных типов для ориентации в пространстве, системами связи и питания на основе солнечных батарей. Весит аппарат чуть более 1 кг.
dead_undead
14.07.2022 19:26+1Мне кажется, Лайман Спитцер должен был дать имя телескопу, как реальный ученый и человек приложивший наибольшие усилия к воплощению идеи космических обсерваторий.
Вообще то, телескоп Спитцер вполне себе существует.
dead_undead
14.07.2022 19:44
Кстати крутой wallpaper еще изображение туманности NGC 7635.
На вики есть в разных разрешениях (макс ~ 8к на 8к).
artemerschow
15.07.2022 09:51Ну у старичка Хаббла вообще много крутых фоток, что на обои поставить не стыдно.
sappience
14.07.2022 21:26+4Теплозащитный экран состоит из 5 слоёв полиамидной пленки (материал известен, например, электрикам как «янтарный скотч»)
«Янтарный скотч» (каптоновая лента) это полиимид, а не полиамид. И для теплового экрана телескопа использовался он же.
kv22
14.07.2022 21:41Как же круто. Рогозин правда, то же самое сделал бы обычной лупой и снял на мобильник. Никто и не отличил бы.
artemerschow
15.07.2022 09:58В наших реалиях, лупа используется при просмотре уже отснятых изображений, для увеличения детализации, а не при съемке.
MishaRash
14.07.2022 21:47Мне кажется, Лайман Спитцер должен был дать имя телескопу, как реальный ученый и человек приложивший наибольшие усилия к воплощению идеи космических обсерваторий.
Его именем уже назвали инфракрасный телескоп, запланированный и запущенный намного раньше.
vassabi
14.07.2022 23:43Хабблу хватает топлива лет на 5 (его периодически заправляют), а Уэббу должно хватить на 20.
эээ ... а где можно почитать про периодическую заправку топливом Хаббла ?
MishaRash
15.07.2022 23:07Было 4 (5) миссии по обслуживанию между 1993 и 2009, не продолжаются из-за закрытия программы «Спейс шаттл», с расчётом на которую планировался телескоп.
cherv2
16.07.2022 14:07Скажите, видно ли на снимках с Уебба диск звезды, или это всего лишь 'булавочные проколы' и размер звезды на снимках это количество света которое она излучает?
p-oleg
На второй фотке, где изображение туманности Эты Киля, на снимке Webb в верхней части кадра есть яркая оранжевая звезда.
А на снимке Хаббла эта звезда гораздо тусклее.
Это потому что она яркая в инфра-красном диапазоне?
doctorw
Вероятно, тут ещё красное смещение влияет
shedir
Возможно в инфракрасном меньше мешает пыль.
p-oleg
Похоже так и есть.
Physics-for-Humanities Автор
Оба телескопа захватывают видимый и инфракрасный диапазоны.
Инфракрасная камера Хаббла NICMOS работает от 0,8 до 2,5 мкм, основной инструмент Уэбба - камера ближнего инфракрасного спектра (NIRCam) от 0,6 до 5 мкм, т. е. Уэбб захватывает больше различного излучения.
Кроме того, площадь собирающей поверхности Хаббла 4,5 м2, а Уэбба 25 м2, значит он получает куда больше излучения в тех же диапазонах.
Ну и вишенка на торте - гладкость зеркал.
Зеркало Уэбба не имеет неровностей больше 20 нм, а зеркало Хаббла имело отклонение от заданной кривизны по краям под 1600 нм, а остальные дефекты в пределах 30 нм.
Таким образом, снимки Уэбба ещё и более резкие, что позволяет увидеть яркую звезду с меньшим размытием.