私たち人間には、宇宙を理解するための飽くなき飢餓があります。カール・セーガンが言ったように、「理解はエクスタシーです」。しかし、宇宙を理解するには、それを観察するためのより良い方法が必要です。そして、それは一つのことを意味します：大きな、巨大な、巨大な望遠鏡。
このシリーズでは、世界の6つの超望遠鏡を取り上げます。
- 巨大マゼラン望遠鏡
- 圧倒的に大きな望遠鏡
- 30メートル望遠鏡
- ヨーロッパの超大型望遠鏡
- 大規模な総観調査望遠鏡
- ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡
- 広視野赤外線調査望遠鏡
ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡」>ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡（JWST、またはウェッブ）は、超望遠鏡の中で最も熱望されている可能性があります。たぶんそれが構築される途中で拷問された道に耐えたからでしょう。または、他の超望遠鏡とは異なるためか、いったん稼働すると地球から150万km（100万マイル）離れていることになります。
Webbの背後にあるドラマをフォローしている場合は、コストの超過によりほとんどキャンセルされたことがわかります。それは本当の恥だったでしょう。
JWSTは1996年以来醸造を続けていますが、道路に沿っていくつかの隆起がありました。その道とその隆起については他で議論されてきたので、以下は簡単な要約です。
JWSTの当初の見積もりは、16億ドルの価格と2011年の発売日でした。しかし、コストは急上昇し、他の問題がありました。これにより、米国下院は2011年にプロジェクトをキャンセルするように動きました。しかし、同じ年の後半に、米国議会はキャンセルを取り消しました。最終的に、Webbの最終的なコストは88億ドルに達し、発売日は2018年10月に設定されました。これは、JWSTの最初のライトが他の超望遠鏡よりもはるかに早くなることを意味します。
Webbは、1990年から運用されているハッブル宇宙望遠鏡の後継として想定されていました。しかし、ハッブルは低地球軌道にあり、2.4メートルの主鏡があります。 JWSTはLaGrange 2ポイントの軌道に配置され、その主ミラーは6.5メートルになります。ハッブルは近紫外、可視、近赤外スペクトルで観測しますが、ウェッブは近赤外から中赤外までの長波長（オレンジ赤）可視光で観測します。これは、ウェッブによってもたらされる科学にいくつかの重要な意味を持っています。
James Webbは、次の4つの機器を中心に構築されています。
- 近赤外線カメラ（NIRCam）
- 近赤外分光器（NIRSpec）
- 中赤外線機器（MIRI）
- ファインガイダンスセンサー/近赤外線イメージャーおよびスリットレススペクトログラフ（FGS / NIRISS）
NIRCamはWebbの主要なイメージャーです。最も初期の星と銀河の形成、近くの銀河の星の数、カイパーベルト天体、天の川の若い星を観察します。 NIRCamにはコロナグラフが装備されており、近くの暗いオブジェクトを観察するために明るいオブジェクトからの光を遮断します。
NIRSpecは0〜5ミクロンの範囲で動作します。その分光器は光をスペクトルに分割します。結果のスペクトルは、オブジェクト、温度、質量、および化学組成について教えてくれます。 NIRSpecは一度に100個のオブジェクトを観察します。
MIRIはカメラと分光器です。遠方の銀河、新しく形成された星、カイパーベルトの天体、そしてかすかな彗星の赤方偏移した光が見えます。 MIRIのカメラは、ハッブルが着実に食事を提供してくれた驚くべき画像と一緒にランクアップする広視野ブロードバンドイメージングを提供します。分光器は、観測する遠方の物体の物理的な詳細を提供します。
FGS / NIRISSのファインガイダンスセンサー部分は、高品質の画像を生成するために必要な精度をWebbに提供します。 NIRISSは、3つのモードで動作する特殊な機器です。最初の光検出、太陽系外惑星の検出と特性評価、太陽系外惑星通過分光法を調査します。
JWSTの包括的な目標は、他の多くの望遠鏡とともに、宇宙と私たちの起源を理解することです。 Webbは4つの広範なテーマを調査します。
- 最初の光と再イオン化： 宇宙の初期段階では、光はありませんでした。宇宙は不透明でした。結局、それが冷えるにつれて、光子はより自由に移動することができました。それから、ビッグバンからおそらく数億年後に、最初の光源が形成されました：星。しかし、いつ、どのような種類の星かわかりません。
- 銀河の組み立て方： 私たちは、スペースマガジンに存在する壮大な渦巻銀河の見事な画像を見るのに慣れています。しかし、銀河は必ずしもそうではありませんでした。初期の銀河は、しばしば小さくてかさばっていました。彼らはどのように今日私たちが見る形に形作ったのですか？
- 星の誕生と原始惑星系： ウェッブの鋭い目は、「ハッブルのようなスコープが透けて見えないほこりの雲をまっすぐに覗き込みます。それらの塵の雲は、星が形成されている場所とそれらの原始惑星系です。そこに見られることは、私たち自身の太陽系の形成について多くのことを教えてくれるだけでなく、他の多くの質問に光を当てます。
- 惑星と生命の起源： 私たちは今、太陽系外惑星が一般的であることを知っています。私たちは何千ものそれらがあらゆるタイプの星を周回しているのを発見しました。しかし、私たちはまだそれらについて、ほとんど一般的な雰囲気がどのようにあるか、そして生活のビルディングブロックが一般的であるかどうかなど、ほとんど知りません。
これらはすべて魅力的なトピックです。しかし、私たちの現在の時代では、それらのうちの1つは他のものの中で際立っています：惑星と生命の起源。
最近の発見TRAPPIST 1システムは、別の太陽系の生命を発見する可能性について人々を興奮させています。トラピスト1には7つの地球惑星があり、そのうち3つは居住可能ゾーンにあります。それは2017年2月に大きなニュースでした。この話題はまだ明白であり、人々はシステムについてのより多くのニュースを待ち望んでいます。それがJWSTの出番です。
TRAPPISTシステムに関する大きな疑問の1つは、「惑星には大気があるか」ということです。 Webbはこれに答えるのに役立ちます。
JWSTのNIRSpec機器は、惑星の周囲の大気を検出することができます。おそらくもっと重要なことは、それは大気を調査し、それらの組成について教えてくれるでしょう。大気に温室効果ガスが含まれているかどうかを確認します。 Webbは、バイオシグネチャであるオゾンやメタンなどの化学物質も検出する可能性があり、これらの惑星に生命が存在するかどうかを教えてくれます。
ジェームズウェッブがトラピスト1惑星の大気を検出し、そこでバイオシグネチャー化学物質の存在を確認できたとしたら、それはすでにその役割を果たしていると言えます。その後も動作しなくなっても。それはおそらくはるかにフェッチされています。しかし、それでも、可能性はあります。
JWSTが提供する科学は非常に興味深いものです。しかし、まだありません。 JWSTの立ち上げの問題はまだ残っており、導入には注意が必要です。
JWSTの主鏡はハッブルの主鏡よりもはるかに大きいです。直径は6.5メートルですが、ハッブルは2.4メートルです。ハッブルはスクールバスほどの大きさでしたが、問題なく発進できました。それはスペースシャトルの中に置かれ、カナダの低軌道で配備されました。それはジェームズウェッブではうまくいきません。
ウェッブはロケットに乗って打ち上げられ、最終的にはL2に送られます。そして、ロケットに搭載して打ち上げるには、ロケットの機首の貨物スペースに収まる必要があります。つまり、折りたたむ必要があります。
18セグメントで構成されるミラーは、ロケットの内側で3つに折りたたまれ、L2に向かう途中で展開されます。アンテナと太陽電池も展開する必要があります。
ハッブルとは異なり、ウェッブはその仕事をするために非常にクールに保つ必要があります。それを助けるためにクライオクーラーがありますが、それはまた巨大な日よけを持っています。このサンシェードは5層で非常に大きいです。
Webbがその機能を果たすには、これらすべてのコンポーネントをデプロイする必要があります。そして、このようなものは以前に試されていません。
Webbのローンチまであと7か月です。プロジェクトがほとんどキャンセルされたことを考えると、それは本当に近いです。いったん機能するようになると、科学の宝庫があります。
しかし、私たちはまだそこにいないので、本当に興奮する前に、神経を破壊するような立ち上げと展開を経験する必要があります。
