ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡のポイントは何ですか?

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完全に組み立てられたジェームズウェッブ宇宙望遠鏡とその日よけと「ユニット化されたパレット構造」(望遠鏡の周りに折りたたみ、打ち上げ用)は、望遠鏡の設置を可能にするために、開いた構成に部分的に展開されています。

(画像:©NASA / Chris Gunn)

ポール・M・サッター の天体物理学者です オハイオ州立大学、 多数の 宇宙飛行士に聞く そして 宇宙ラジオ、および「宇宙でのあなたの場所。「サッターはこの記事を寄稿しました Space.comの専門家の声:Op-Ed&Insights

NASA ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡 (現在)長年の遅延と予算を超える何十億ドルもの支出の後、2021年3月にローンチする予定です。時間とお金が無駄になっていると言うのは簡単ですが、この天文台は、現在アクセスできない宇宙の隅々への比類のないアクセスを可能にする、赤外線波長のプレミアで議論の余地のないチャンピオンになります。

最初の銀河からのチャンスまですべてについて新しいことを学びたいなら 他の惑星での生活、およそ97億ドルのJames Webbが私たちの唯一の希望です。

寒気なし

ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡(「JWST」と呼ばれる人々)は、NASAの名誉ある「後継者」として称賛されています。 ハッブル宇宙望遠鏡、そうではありません。ハッブルは主に光学望遠鏡であり、人間の目と同じ範囲の光の波長を捕捉し、それを少し超えて電磁スペクトルの赤外線部分と紫外線(UV)部分に拡張します。本質的に、ハッブルは巨大な軌道を回る宇宙の眼球であり、視神経が同様に装備されていれば、あなたが見るであろう見事な写真を提供します。

しかし、JWSTは異なります。それは完全に赤外線で観測され、人間が見ることができる最も深い赤をかろうじて引っ掻きます。つまり、JWSTは、人間の経験からはほとんど見えない宇宙を研究することになります。

JWSTが赤外線スコープになるように設計されている主な理由の1つは、赤外線天文学は一般に、地球の表面から行うのが本当に難しいことです。 光害 天文学者の悩みの種です。詳細な観測と測定を行うには、空が透き通って完全に暗いことが必要です。

そして、赤外光汚染は多くの異なる場所から来ています。基本的に、暖かいものは何でも。基本的に、これがすべてです。人体は100ワットの赤外線を放射します。地球自体はかなり暖かく、赤外線バンドで強く輝いています。望遠鏡自体も、それが室温にある場合、赤外線で輝いています。

私たちができないことではありません 赤外線天文学 地面から、それはそれが苛立たしいほど難しいというだけです。

したがって、スペース。

家から遠く

JWSTは地球から約100万マイル(150万キロメートル)動作し、暖かく赤外線を放出する惑星から安全に遠く離れた場所に移動します。しかし、それでも、 太陽 と争う。天気の良い夏の日に外に座って、肌に太陽の暖かさを感じたことはありませんか?うん、それはバケツいっぱいにポンプでくみ出された赤外線放射だ。地球から100万マイル離れた場所でも、太陽はまだ少し乾いています。

これに対処するために、赤外線宇宙望遠鏡の設計者にはいくつかのオプションがあります。最も一般的な選択は、アクティブな冷却システムを使用して、望遠鏡を赤外線の波長を適切に観察するために必要な温度に冷却することです。これはすばらしいことであり、以前の赤外線宇宙望遠鏡で利用されていましたが、寿命を制限しています。クーラントはもう必要ありません。

そのため、JWSTは代わりに、長さが72フィート(22メートル)、幅が36フィート(11 m)の巨大な高価なスペース傘を配備します。この巨大な日よけ「望遠鏡自体を一定の色合いに保ちます。華氏マイナス370度(マイナス223度)の南のどこかにあります。これは、研究する赤外線の波長に理想的です。

ただし、楽しみのために、搭載されている機器の1つはアクティブ冷却システムで華氏マイナス433度(マイナス258℃)まで冷却されます。これにより、さらに長い赤外線波長にアクセスできるようになります。

科学を見よ

全体として、JWSTは巨大です。実際、それは非常に大きいので、ロケットに適合できないはずです。巨大な日よけのほかに、主鏡は横21フィート(6.5 m)になり、現在使用されているどのロケットフェアリングよりもはるかに幅が広くなります。ミラーをロケットの側面にダクトテーピングすることは、正確に実行可能な解決策ではないので、代わりに巧妙なNASAエンジニアがミラーを18個の小さな六角形のセクションに分割しました。サンシールドと望遠鏡自体の残りの部分)。

すべてが順調であれば、JWSTは起動後数日でその観測点に向かい、展開して、見始めます。

そして、それが目にするものは-そして私はこの言葉を軽く使っていません-注目に値するでしょう。その主なターゲットの1つは、宇宙が数億年前の初期の宇宙です。宇宙のシーンに最初に現れた星と銀河は、可視スペクトルで明るく燃え上がりましたが、過去130億年の間に 大宇宙 JWSTの設計パラメータのスイートスポットで、その光を可視範囲外に伸ばし、赤外線まで拡大しました。

最初の星と銀河の時代の画像はありません(口語的に「宇宙の夜明け")これは、宇宙の歴史におけるこの重要な時代への私たちの初めての見解です。

JWSTは、自宅の近くで、生まれたばかりの星の周りの原始惑星系円盤から分子雲、彗星、カイパーベルト天体など、宇宙のクールなものを研究します。

そして、JWSTは特別なデバイスを使用して、いくつかの遠方の星からの光を遮断し、天文台がそれらの星を周回するあらゆるオブジェクトの写真を撮ることができるようにします。 太陽系外惑星。これらの惑星は赤外線で輝き、それらの惑星からの光は、生命の兆候である可能性のある大気中の化学物質と元素、化学物質と元素によって変更されます。

ETハンターから宇宙の夜明けまで、JWSTは一見の価値があります。

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エピソードを聞いて詳細を学ぶ 「ジェームズウェッブは待つ価値があるのですか?」 「Ask A Spaceman」ポッドキャストで。 iTunes とウェブで http://www.askaspaceman.com。 @ SethDSanders、@ hhyech、White I.、Veljo Uに感謝します。 この作品につながった質問のために! Twitterで#AskASpacemanを使用するか、Paulをフォローして、質問を投稿してください ゆうたろう そして facebook.com/PaulMattSutter.

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