Kita manusia mempunyai rasa lapar yang tidak puas untuk memahami Alam Semesta. Seperti kata Carl Sagan, "Pengertian adalah Ekstasi." Tetapi untuk memahami Alam Semesta, kita memerlukan cara yang lebih baik dan lebih baik untuk memerhatikannya. Dan itu bermaksud satu perkara: teleskop besar, besar, besar.
Dalam siri ini kita akan melihat 6 Teleskop Super dunia:
- Teleskop Giant Magellan
- Teleskop Sangat Besar
- Teleskop 30 Meter
- Teleskop Eropah Sangat Besar
- Teleskop Kajian Sinoptik Besar
- Teleskop Angkasa James Webb
- Teleskop Penyiasatan Inframerah Medan Lebar
Teleskop Luar Angkasa James Webb “> Teleskop Angkasa James Webb (JWST, atau Webb) mungkin merupakan Teleskop Super yang paling dinanti-nantikan. Mungkin kerana telah menempuh jalan yang terseksa dalam perjalanan untuk dibina. Atau mungkin kerana ia berbeza dengan Teleskop Super yang lain, dengan jarak 1.5 juta km (1 juta batu) dari Bumi setelah beroperasi.
Sekiranya anda mengikuti drama di sebalik Webb, anda akan tahu bahawa kenaikan kos hampir menyebabkannya dibatalkan. Itu sungguh memalukan.
JWST telah dibuat minuman keras sejak tahun 1996, tetapi mengalami beberapa lebam di sepanjang jalan. Jalan itu dan bonggolnya telah dibincangkan di tempat lain, jadi apa yang berikut adalah kesimpulan ringkas.
Anggaran awal untuk JWST adalah tanda harga $ 1.6 bilion dan tarikh pelancaran tahun 2011. Tetapi kosnya meningkat, dan ada masalah lain. Ini menyebabkan Dewan Perwakilan AS bergerak untuk membatalkan projek itu pada tahun 2011. Namun, pada tahun yang sama, Kongres AS membatalkan pembatalan tersebut. Akhirnya, kos akhir Webb mencecah $ 8,8 bilion, dengan tarikh pelancaran ditetapkan pada bulan Oktober, 2018. Ini bermaksud cahaya pertama JWST akan lebih cepat daripada Teleskop Super lain.
Webb itu digambarkan sebagai penerus Teleskop Angkasa Hubble, yang telah beroperasi sejak tahun 1990. Tetapi Hubble berada di Orbit Bumi Rendah, dan memiliki cermin utama 2,4 meter. JWST akan berada di orbit pada titik LaGrange 2, dan cermin utamanya adalah 6.5 meter. Hubble mengamati spektrum ultraviolet dekat, kelihatan, dan dekat inframerah, sementara Webb akan memerhatikan cahaya panjang panjang gelombang (oren-merah), melalui inframerah dekat hingga inframerah pertengahan. Ini mempunyai beberapa implikasi penting bagi sains yang dihasilkan oleh Webb.
James Webb dibina di sekitar empat instrumen:
- Kamera Inframerah Dekat (NIRCam)
- Spektrograf Inframerah Dekat (NIRSpec)
- Instrumen Mid-Infrared (MIRI)
- Sensor Petunjuk Baik / Imager InfraRed Dekat dan Spektrograf Slitless (FGS / NIRISS)
NIRCam adalah pengimejan utama Webb. Ia akan memerhatikan pembentukan bintang dan galaksi terawal, populasi bintang di galaksi berdekatan, Kuiper Belt Objects, dan bintang muda di Bima Sakti. NIRCam dilengkapi dengan coronagraphs, yang menyekat cahaya dari objek terang untuk melihat objek yang redup di dekatnya.
NIRSpec akan beroperasi dalam jarak antara 0 hingga 5 mikron. Spektrografinya akan memisahkan cahaya menjadi spektrum. Spektrum yang dihasilkan memberitahu kita mengenai objek, suhu, jisim, dan komposisi kimia. NIRSpec akan memerhatikan 100 objek sekaligus.
MIRI adalah kamera dan spektrograf. Ia akan melihat cahaya merah galaksi yang jauh, bintang yang baru terbentuk, objek di Sabuk Kuiper, dan komet samar. Kamera MIRI akan memberikan pengimejan jalur lebar dan luas yang akan berada di sana dengan gambar yang menakjubkan yang Hubble berikan kepada kita diet yang mantap. Spektrograf akan memberikan perincian fizikal objek jauh yang akan diperhatikannya.
Bahagian Fine Guidance Sensor dari FGS / NIRISS akan memberikan ketepatan yang diperlukan kepada Webb untuk menghasilkan gambar berkualiti tinggi. NIRISS adalah instrumen khusus yang beroperasi dalam tiga mod. Ia akan menyiasat pengesanan cahaya pertama, pengesanan dan pencirian exoplanet, dan spektroskopi transit exoplanet.
Matlamat JWST yang terlalu melengkung, bersama dengan banyak teleskop lain, adalah memahami Alam Semesta dan asal usul kita. Webb akan menyiasat empat tema luas:
- Cahaya dan Pengionan Semula Pertama: Pada peringkat awal Alam Semesta, tidak ada cahaya. Alam Semesta legap. Akhirnya, ketika sejuk, foton dapat bergerak dengan lebih bebas. Kemudian, mungkin beratus juta tahun selepas Big Bang, sumber cahaya pertama terbentuk: bintang. Tetapi kita tidak tahu bila, atau jenis bintang apa.
- Bagaimana Galaksi Berkumpul: Kami terbiasa melihat gambar menakjubkan galaksi spiral yang ada di Space Magazine. Tetapi galaksi tidak selalu seperti itu Galaksi awal selalunya kecil dan berantakan. Bagaimana mereka membentuk bentuk yang kita lihat hari ini?
- Kelahiran Bintang dan Sistem Protoplanetri: Mata Webb yang tajam akan menatap awan debu yang tidak dapat dilihat oleh ruang lingkup seperti Hubble. Awan debu itulah tempat bintang terbentuk, dan sistem protoplanetinya. Apa yang kita lihat di sana akan memberitahu kita banyak tentang pembentukan Sistem Suria kita sendiri, serta memberi penerangan mengenai banyak persoalan lain.
- Planet dan Asal-usul Kehidupan: Kita sekarang tahu bahawa eksoplanet adalah perkara biasa. Kami mendapati beribu-ribu dari mereka mengorbit semua jenis bintang. Tetapi kita masih tahu sedikit tentang mereka, seperti bagaimana atmosfera biasa, dan jika asas kehidupan adalah perkara biasa.
Ini semua topik yang menarik. Tetapi pada zaman kita sekarang, salah satunya menonjol antara lain: Planet dan Asal-usul Kehidupan.
Penemuan baru-baru ini sistem TRAPPIST 1 telah membuat orang teruja kerana dapat menemui kehidupan di sistem suria yang lain. TRAPPIST 1 mempunyai 7 planet daratan, dan 3 daripadanya berada di zon yang boleh dihuni. Ini adalah berita besar pada bulan Februari 2017. Bunyi masih jelas, dan orang-orang tidak sabar menunggu lebih banyak berita mengenai sistem ini. Di sinilah JWST masuk.
Satu persoalan besar mengenai sistem TRAPPIST adalah "Apakah planet-planet memiliki atmosfera?" Webb dapat membantu kami menjawab ini.
Instrumen NIRSpec di JWST akan dapat mengesan sebarang atmosfera di sekitar planet. Mungkin yang lebih penting, ia dapat menyiasat atmosfera, dan memberitahu kita tentang komposisi mereka. Kita akan tahu jika atmosfera, jika ada, mengandungi gas rumah hijau. Webb juga dapat mengesan bahan kimia seperti ozon dan metana, yang merupakan biosignature dan dapat memberitahu kita jika kehidupan mungkin ada di planet-planet tersebut.
Anda boleh mengatakan bahawa jika James Webb dapat mengesan atmosfera di planet TRAPPIST 1, dan mengesahkan adanya bahan kimia biosignature di sana, ia akan berjaya. Walaupun ia berhenti berfungsi selepas itu. Itu mungkin tidak masuk akal Tetapi masih ada kemungkinan ada.
Ilmu yang akan diberikan oleh JWST sangat menarik. Tetapi kita belum sampai di sana. Masih ada masalah pelancaran JWST, dan penyebarannya sukar.
Cermin utama JWST jauh lebih besar daripada cermin Hubble. Diameternya 6.5 meter, berbanding 2.4 meter untuk Hubble. Hubble tidak ada masalah untuk dilancarkan, walaupun sebesar bas sekolah. Itu ditempatkan di dalam pesawat ruang angkasa, dan dikerahkan oleh Canadarm di orbit bumi rendah. Itu tidak akan berjaya untuk James Webb.
Webb mesti dilancarkan di atas roket untuk dihantar dalam perjalanan ke L2, ia akhirnya menjadi rumah. Dan untuk dilancarkan di atas roketnya, ia harus masuk ke ruang kargo di hidung roket. Itu bermaksud ia mesti dilipat.
Cermin, yang terdiri dari 18 segmen, dilipat menjadi tiga di dalam roket, dan dilipat dalam perjalanan ke L2. Antena dan sel suria juga perlu dibuka.
Tidak seperti Hubble, Webb perlu dikekalkan dengan sangat baik untuk menjalankan tugasnya. Ia mempunyai cryo-cooler untuk menolongnya, tetapi ia juga mempunyai pelindung cahaya yang sangat besar. Pelindung matahari ini berlapis lima, dan sangat besar.
Kami memerlukan semua komponen ini digunakan agar Webb dapat melaksanakannya. Dan perkara seperti ini tidak pernah dicuba sebelumnya.
Pelancaran Webb hanya 7 bulan lagi. Itu sudah hampir, memandangkan projek itu hampir dibatalkan. Terdapat banyak ilmu pengetahuan yang harus dilakukan sebaik sahaja ia berfungsi.
Tetapi kita belum sampai di sana, dan kita harus melalui pelancaran dan penyebaran saraf sebelum kita benar-benar bersemangat.
