Teleskop Angkasa James Webb yang dipasang sepenuhnya dengan pelindung matahari dan "struktur palet terpadu" (yang melipat di sekitar teleskop untuk pelancaran) dilihat sebagian digunakan untuk konfigurasi terbuka untuk memungkinkan pemasangan teleskop.
(Imej: © NASA / Chris Gunn)
Paul M. Sutter adalah ahli astrofizik di Universiti Negeri Ohio, tuan rumah dari Tanya Spaceman dan Radio Angkasa, dan pengarang "Tempat Anda di Alam Semesta."Sutter menyumbang artikel ini kepada Suara Pakar Space.com: Op-Ed & Wawasan.
NASA Teleskop Angkasa James Webb (sedang) dijadualkan dilancarkan pada bulan Mac 2021, setelah bertahun-tahun tertangguh dan berbilion-bilion dolar dibelanjakan melebihi anggaran. Walaupun mudah untuk membantah bahawa sepanjang masa dan wang itu telah disia-siakan, balai cerap ini akan menjadi juara perdana panjang gelombang inframerah dan tidak dapat dipertikaikan, memberikan kita akses yang tiada tandingan ke sudut-sudut alam semesta yang saat ini tidak dapat diakses.
Sekiranya kita ingin mempelajari perkara baru mengenai segala-galanya dari galaksi pertama hingga peluang untuk kehidupan di planet lain, kira-kira $ 9.7 bilion James Webb adalah satu-satunya harapan kami.
Tidak menggigil
Sementara Teleskop Angkasa James Webb ("JWST" kepada mereka yang tahu) disebut sebagai "penerus" cerita NASA Teleskop Angkasa Hubble, jenisnya tidak. Hubble utamanya adalah teleskop optik, menangkap panjang gelombang cahaya yang serupa dengan jarak yang dilakukan oleh mata manusia, dan melewati jarak yang sedikit ke bahagian inframerah dan ultraviolet (UV) dari spektrum elektromagnetik. Pada dasarnya, Hubble adalah bola mata ruang yang mengorbit raksasa, memberikan gambar yang menakjubkan yang akan anda lihat, jika saraf optik anda juga dilengkapi.
Tetapi JWST berbeza. Ia akan memerhatikan sepenuhnya di inframerah, hampir tidak menggaru warna merah sedalam mungkin yang dapat dilihat oleh manusia. Dengan kata lain, JWST akan mengkaji alam semesta yang sebahagian besarnya tidak dapat dilihat oleh pengalaman manusia.
Salah satu sebab utama JWST dirancang untuk menjadi ruang lingkup inframerah adalah bahawa astronomi inframerah, pada umumnya, sangat sukar dilakukan dari permukaan Bumi. Pencemaran cahaya adalah rahsia ahli astronomi, yang memerlukan langit mereka yang jernih dan sangat gelap untuk melakukan pemerhatian dan pengukuran terperinci mereka.
Dan pencemaran cahaya inframerah berasal dari pelbagai tempat. Pada dasarnya, apa sahaja yang hangat. Yang, pada dasarnya, semuanya. Tubuh manusia menghasilkan 100 watt sinaran inframerah. Bumi itu sendiri cukup hangat, bersinar kuat pada jalur inframerah. Bahkan teleskop itu sendiri, jika berada pada suhu bilik, terus bergerak di inframerah.
Kita tidak boleh buat astronomi inframerah dari tanah, cukup sukar.
Oleh itu, ruang.
Jauh dari rumah
JWST akan beroperasi kira-kira 1 juta batu (1.5 juta kilometer) dari Bumi, untuk mendapatkannya dengan jauh dari planet kita yang terang dan inframerah. Tetapi masih ada, masih ada matahari untuk bersaing dengan. Pernah duduk di luar pada hari musim panas yang indah, merasakan kehangatan sinar matahari kita pada kulit anda? Ya, itu adalah sinaran inframerah, dipompa oleh baldi. Dan sejuta batu jauhnya dari Bumi, matahari masih sedikit memanggang.
Untuk mengatasi hal ini, pereka teleskop ruang inframerah mempunyai beberapa pilihan. Pilihan yang paling biasa adalah menggunakan sistem penyejukan aktif, menyejukkan teleskop ke suhu yang diperlukan untuk memerhatikan panjang gelombang inframerah dengan betul. Ini bagus, dan digunakan oleh teleskop ruang inframerah sebelumnya, tetapi itu membatasi jangka hayatnya. Tiada lagi penyejuk = tidak ada lagi astronomi
Oleh itu, JWST akan menggunakan payung ruang gergasi yang mahal, panjangnya 72 kaki (22 meter) dan lebar 36 kaki (11 m), yang diperbuat daripada lima lapisan bahan yang sangat reflektif, setiap lapisannya lebih tipis daripada rambut manusia. Ini besar-besaran "pelindung matahari"akan menjaga teleskop itu sendiri dalam keadaan tetap, di suatu tempat di selatan minus 370 darjah Fahrenheit (minus 223 darjah Celsius), yang sangat sesuai untuk panjang gelombang inframerah yang akan dikaji.
Walaupun, hanya untuk bersenang-senang, salah satu instrumen di atas kapal akan disejukkan dengan sistem penyejukan aktif hingga di bawah minus 433 Fahrenheit (minus 258 C), yang akan membolehkannya mengakses beberapa panjang gelombang inframerah yang lebih lama.
Lihat ilmunya
Secara keseluruhan, JWST sangat besar. Sebenarnya, ia sangat besar sehingga tidak boleh dipasang di roket. Selain pelindung matahari raksasa, cermin utama akan berukuran 21 kaki (6.5 m), yang jauh lebih luas daripada fairing roket yang sedang digunakan. Mengetuk cermin ke sisi roket bukanlah penyelesaian yang tepat, jadi jurutera NASA yang pintar memecahkan cermin menjadi 18 bahagian heksagon yang lebih kecil, yang akan disisipkan dan dilipat ke roket (bersama dengan lipatan pelindung matahari dan seluruh teleskop itu sendiri).
Sekiranya semuanya berjalan dengan betul, hanya beberapa hari selepas pelancaran, JWST akan menuju ke titik pemerhatiannya, terungkap, dan mula menatap.
Dan apa yang akan dilihat adalah - dan saya tidak menggunakan perkataan ini dengan ringan - luar biasa. Salah satu sasaran utamanya adalah alam semesta awal, ketika kosmos kita baru berusia beberapa ratus juta tahun. Bintang dan galaksi pertama yang muncul di pemandangan kosmik berkobar-kobar terang dalam spektrum yang dapat dilihat, tetapi selama 13 bilion tahun yang lalu Alam semesta telah berkembang, meregangkan cahaya dari jarak yang dapat dilihat dan turun ke inframerah - tepat di titik manis parameter reka bentuk JWST.
Oleh kerana kita tidak mempunyai gambar sama sekali dari zaman bintang dan galaksi pertama (dikenali sebagai "fajar kosmik") ini akan menjadi pandangan pertama kita ke zaman penting ini dalam sejarah kosmos.
Lebih dekat ke rumah, JWST akan mengkaji apa sahaja yang menarik di alam semesta, dari cakera protoplanet di sekitar bintang yang baru lahir hingga awan molekul, komet, objek Kuiper Belt dan banyak lagi.
Dan JWST akan menggunakan peranti khusus untuk menyekat cahaya dari beberapa bintang yang jauh, yang membolehkan balai cerap mengambil gambar objek yang mengorbit bintang-bintang tersebut - seperti eksoplanet. Planet-planet tersebut akan bersinar di inframerah, dan cahaya dari planet-planet tersebut akan dimodifikasi oleh bahan kimia dan unsur-unsur di atmosfera, bahan kimia dan unsur-unsur yang mungkin merupakan tanda kehidupan.
Dari pemburu ET hingga penceramah fajar kosmik, JWST pasti akan ditunggu-tunggu.
- Teleskop Angkasa James Webb NASA: Penerus Kosmik Hubble
- Amaran Bill House Spires Bill Tembak di Teleskop Angkasa James Webb
- Teleskop Angkasa James Webb NASA Tiba di California untuk Perhimpunan Akhir (Foto)
Ketahui lebih lanjut dengan mendengar episodnya "Adakah James Webb patut ditunggu?" pada podcast Ask A Spaceman, tersedia di iTunes dan di Web di http://www.askaspaceman.com. Terima kasih kepada @SethDSanders, @hhyech, White I., dan Veljo U. untuk soalan yang membawa kepada bahagian ini! Tanyakan soalan anda sendiri di Twitter menggunakan #AskASpaceman atau dengan mengikuti Paul @PaulMattSutter dan facebook.com/PaulMattSutter.
