구호는 스테이크가 높았을만큼 깊었습니다. 오전 7시 20 분에 (ET), 역사상 가장 크고 야심 찬 우주 망원경을 운반하는 로켓은 프랑스 기아나의 런치 패드를 비우고 볼티모어의 우주 망원경 과학 연구소의 미션 컨트롤 멤버들이 그들의 기민을 포효했습니다.
서스펜스는 끝나지 않았습니다. 런치 후 30 분 동안 망원경은 여전히 호스트 로켓에서 분리해야했으며, 그 후에는 태양 전지판을 배치하여 여행 전원을 공급해야했습니다. NASA 대변인은 처음으로 배치 된 후에야 Scientific American 에 대한 성명서에서 말했다. ,“우리는 우리에게 사명이 있다는 것을 알고있을 것입니다.”
천문학 자들은 James Webb Space Telescope (JWST)보다 로켓을 더 많이 타고 있습니다. 또한 천문학 자체의 미래가 아니라면 NASA의 광대 한 우주 과학 포트폴리오의 생존 가능성이 위험에 처해 있습니다. HST (Hubble Space Telescope)의 후임자로서 JWST는 정부 후원자의 인내와 책임있는 기관의 신뢰성을 긴장시킬 수있는 한 번의 세대 과학 프로젝트 중 하나입니다.
NASA 관리자 빌 넬슨 (Bill Nelson)은“이것은 미국과 유럽 및 캐나다 파트너에게는 좋은 날이지만 행성 지구의 좋은 날입니다 .... [JWST]는 우주의 시작으로 돌아가겠습니다. “우리는 큰 보상으로 큰 위험이 있다는 것을 알고 있습니다. 이것이 바로이 사업의 모든 것이므로 우리가 감히 탐구하는 이유입니다. James Webb Space Telescope는 그 탐사의 일부입니다.”
JWST가 로켓의 상단 무대에서 분리되면서 비디오 피드는 햇빛에 독립적 인 우주선을 빛나는 것을 보여 주었고, 우주의 어둠의 베일을 뚫기 전에 전망대를 마지막으로 클로즈업 한 모습을 포착하면 지구에서 멀어지게되었습니다. Space Telescope Science Institute의 감독 인 Ken Sembach는“우리가 더 멀리 보이거나 더 깊게 탐구하거나 더 정확하게 측정 할 때 우리는 놀라운 것을 찾아야합니다. "오늘 우리는 땅의 망원경에 작별 인사를했고 우주에 눈을 뜨게되었습니다."
JWST의 태양 전지판이 등장한 순간, 임무의 통제는 공식적으로 볼티모어로 이동했습니다. JWST 선교 사무소 책임자 인 Massimo Stiavelli는 우주 망원경 과학 연구소의 경우“쉬운 부분이 완료되고 어려운 부분이 시작됩니다.”라고 말합니다. 그런 다음 그는 웃습니다. “최고의 크리스마스입니다.”
시작으로 돌아 가기
JWST가 될 망원경은 1990 년 4 월에 HST가 시작되기 전에 이미 논의 중이 었습니다. 지구를 공전함으로써 HST는 지구 대기에 발병하는 광학 왜곡이없는 시야를 가질 것입니다. 그러므로 그것은 지구의 망원경보다 우주를 가로 질러 더 멀리 볼 수있을 것입니다 (그리고 빛의 속도가 유한하고 시간이 더 길어지면)
그럼에도 불구하고 HST는 주로 광학 파장에서 관찰 될 것입니다. 인간의 눈이 감지 할 수있는 전자기 스펙트럼의 작은 부분입니다. 차세대 우주 망원경 (미래 JWST가 알려진 것처럼)은 적외선의 우주를보고있을 것이며, 우주 확장이 130 억 년 전에 방출 된 우주 확장이 늘어나거나 붉은 편이가 보이는 조명을 보았습니다.
오늘의 출시로 이어지는 많은 관심은 JWST가 HST보다 과거에 더 멀리 갈 수있는 능력에 초점을 맞추 었으며, 이는 빅뱅 이후 약 4 억 년 동안 유아 은하를 거슬러 올라가는 것을 관찰했습니다. 그러나 우주 역사의 그 시점에서, 물질은 이미 여러 세대의 진화를 겪었습니다. 갤러리 합병과 파쇄, 초신성 씨앗 공간 (지구상의 지상적 존재가 어느 날이라고 부를 것인) 요소의주기적인 테이블에 추가되었습니다.
.그러나 JWST는 빅뱅 이후 1 억 년 동안 과거를 볼 수있을 것입니다. 대부분의 물질은 원시적 요소로만 구성되어 별과 은하로 합쳐지기 시작했습니다. JWST의 시작부터 주요 목표는 이러한 현상을 엿볼 수있었습니다. 우주의 첫 번째 빛나는 대상.
새로운 삶의 검색
JWST가 조사 할 또 다른 주요 과학적 국경은 관심을 덜받지 않았지만 우주에 대한 우리의 이해에서도 심오한 것으로 판명 될 수 있습니다. 그것은 일종의 보너스입니다.
태양 이외의 별을 공전하는 행성에 대한 증거는 1990 년대에 처음 등장했습니다 (2019 년 노벨 물리학 상 중 일부를 발견 한 결과). 그 이후로 천문학 자들은 수천 명에 의해 외계 행성을 발견했으며, 수만 명이 앞으로 몇 년 동안 카탈로그를 넘칠 것입니다. 그러나 거의 모든 발견은 간접적 인 증거에 의존합니다. 행성이 얼굴을 가로 질러 통과 할 수있는 별의 정기적 인 밝기와 디밍 또는 인근 세계의 중력을 잡아 당기는 별의 축의 흔들림.
.JWST는 더 많은 Direct 를 제공해야합니다 증거 :행성 자체에 대한 관찰,이 새로운 우주 망원경의 약속 된 명확성과는 다른 몇 가지 다른 시설 만 관리 할 수 있습니다. 가시적 인 빛에서, 별의 밝기는 근처의 물체를 압도하지만, 적외선을 관찰함으로써 JWST는 대비를 줄여서 행성이 작은 빛의 팽창으로 배경의 눈부심에서 튀어 나올 수 있도록 대비를 줄입니다. 그 대조적 인 감소는 관찰자들이 산소 (광합성 식물에 의해 지구에서 생산됨)와 같은 잠재적 인 생물 지정 및 물 및 이산화탄소와 같은 거주의 트레이서를 위해 소수의 세계의 대기를 조사하는 데 도움이 될 것입니다.
.간단히 말해 :JWST는 영원한 질문에 대답 할 수있는 기회를 제공합니다. 우리는 혼자입니까?
Texas A &M University의 천문학자인 Nicholas Suntzeff와 American Astronomical Society의 전 부사장 인 Nicholas Suntzeff는“이것은 큰 발견이 될 것입니다. “우주에는 다른 삶이 있습니까? 그렇다면 과학에서 가장 큰 발견이어야합니다 Ever .”
죽음의 경험
그러나 첫 번째 JWST는 작업 을해야합니다 .
JWST 프로젝트의 많은 회원들은 1990 년에 HST가 시작되었을 때 아직 태어나지 않았습니다. 그러나 다음에 일어난 일은 모든 NASA를 괴롭히는 것처럼 그들을 그림자로 만듭니다. 전망대 초기 시절의 어리석은 사건은 우주 망원경 과학 연구소의 다른 원시 복도 (HST의 운영 본부와 현재 JWST의 미션 컨트롤을 따라 체인을 끌고 쫓아냅니다. HST의 초기 관찰은 초점이 맞지 않았으며 엔지니어들은 곧 거울이 부적절하게 세련되어 우주 근시와 광범위한 대중의 조롱을 초래한다는 것을 깨달았습니다. 우주 비행 우주 비행사는 나중에 거울을 수리했지만 (엄청난 비용으로), Fiasco는“당신은 단 하나의 직업을 가졌다”는 고전적인 사례였으며, HST는 거의 쓸모 없게 만들고 NASA가 교살에 대한 의회의 감독에 취약하게 남겨 두겠다는 것을 위협했습니다.
.JWST의 경우, 비슷한 중대한 좌절 (기술적, 정치적, 사회 학적)이 앞서 발사. 원래 예산 추정치는 20 억 달러에서 30 억 달러에 달했으며, 비슷한 출시일은 2010 년에도 말하면서, 그 마감일에는 50 억 달러가 증가했을뿐만 아니라 망원경의 대부분은 여전히 드로잉 보드에있었습니다. JWST의 무수한 기초 신기술의 발전은 기획자가 상상했던 것보다 더 다루기 어려운 것으로 입증되었습니다. 불과 1 년 후 예산은 60 %에서 80 억 달러에 달했습니다.
의회는 그러한 야망의 과학적 사명을 감히 감히 할 것인가? 그렇습니다. 1993 년 10 월, 빌 클린턴 대통령은 세계에서 가장 강력한 입자 가속기였던 초전도 슈퍼 콜 라이더를 죽이는 법안에 서명했습니다. 이 프로젝트의 비용은 이미 20 억 달러 (2021 년에 315 억 달러)가 들었다는 것을 신경 쓰지 마십시오. 지하 지루한 지구 지루한 51 마일의 터널 중 거의 19 개를 청소했다는 사실을 염두에 두지 마십시오. 입자 가속기는 변형적인 과학적 돌파구를 약속했다는 것을 신경 쓰지 마십시오. 의회는 프로젝트의 예산이 통제 불능 상태라고 생각했습니다. 취소는 미국 입자 물리 공동체의 중심부를 통해 구멍을 뚫었습니다.
2018 년까지 JWST 프로젝트는 의회 한도로 유혹하고 발사 날짜를 더 멀리 그리고 미래에 더 많이 추진했습니다. 무대 뒤에서 정부의 책임 사무실 조사에서 나중에 기술적 인 문제가 곱해지면서 JWST의 주요 계약자 인 Northrop Grumman의 근로자들은 부적절한 용매의 적용이 전망대의 추진 밸브를 손상 시켰다는 것을 발견했습니다. 배선 오류로 인해 압력 변환기가 파괴되었습니다. 그리고 진동 테스트 중에 수십 개의 볼트가 우주선에서 날아갔습니다.
예산은 공식적으로 의 8 억 달러에 의해 증가했습니다 의회 상한선을 초과합니다. 그리고 출시일은 2021 년까지 미끄러졌습니다.
망원경의 이름조차도 논란의 대상이되었습니다. 2002 년 NASA의 당시 관리자 인 Sean O'Keefe는 차세대 우주 망원경을 James Webb Space Telescope라고 불렀습니다. 망원경 및 관측소의 일반적인 이름을 저명한 과학자의 이름으로 대체하는 관행은 일상적입니다. 그러나 O'Keefe는 두 가지 규범을 위반했습니다. 그의 명예 선택은 본질적으로 일방적 인 결정이었고, 수상자는 과학자가 아니라 동료 관리자 (O'Keefe의 전임자 중 한 명)였습니다. James E. Webb는 1961 년부터 1968 년까지 달리마 경주 전성기에서 NASA의 수장으로 일했습니다.
그러나 최근 몇 년 동안 미션의 이름은 또 다른 논쟁의 계층을 얻었습니다. Wobb는 마음에 들었습니다. 1940 년대 후반과 1950 년대 초 국무부의 두 번째 사령부로 Webb의 재임 기간은 NASA의 수장이 역사가들이 이제“라벤더 겁”이라고 부르는 것과 일치함에 따라, 이들 및 기타 연방 기관에서 LGBTQ 직원을 찾아 퍼지는 것과 일치했습니다. 최근 몇 년간의 조사는 Webb의 참여에 대한 특별한 증거를 나타 냈지만, 관료와 편견 사이의 연관성은 일부 천문학 자들이 프로젝트를“JWST”라고만 언급하고 결코“WebB”라고 언급 할만 큼 충분히 가깝습니다.
.작동합니까?
약간의 지연은 런치 패드로가는 경로에서 JWST를 계속 괴롭 혔습니다. 최근 몇 주 동안 발사 날짜는 먼저 망원경의 우발적 인 충격 (검사가 손상되지 않음)으로 인해 망원경을 지상 시스템에 연결하는 통신 케이블의 결함으로 인해 반복적으로 미끄러졌습니다. 지난 화요일, 프랑스 기아나의 런칭 사이트 인 Kourou에 대한 높은 바람의 예측은 크리스마스 이브에서 크리스마스까지의 이륙 타이밍을 자극했습니다.
다음 달, JWST는 과학적 관찰을 준비하는 동안 NASA의 명명법에서 거의 350 개의 잠재적 인 치명적인 기동 또는 "단일 실패 지점"을 실행해야합니다. 아마도 가장 까다로운 것은 거울을 배치하는 것일 것입니다. 망원경이 발사하기에는 너무 무거워지지 않도록 엔지니어들은 비교적 가벼운 요소 베릴륨에서 거울을 만들기로 결정했습니다. 그러나 거울의 무게는 가장 어려운 디자인 도전이 아니 었습니다. 그것은 그들의 크기였습니다.
거울이 최종 구성을 가정 할 때, 그들은 로켓의 페이로드 페어링에 비해 너무 넓은 21 피트 이상 (HST의 8 피트 직경과 대조적으로)에 걸쳐 총체적으로 가득합니다. 그래서 엔지니어들은 독창적 인 해결책을 개발했습니다. 벌집을 접힌 세그먼트로 나누어 지구상의 로켓 내부에 들어가서 공간에서 펼쳐지는 것을 펼치십시오.
모든 것이 잘 진행된다면, JWST는 최종 휴게소에 도달합니다 (말하자면) :천문학 자들이 두 번째 라그랑그 포인트 (Lagrange Point) 또는 L2 (18 세기 이탈리아-프랑스 수학자 조셉 루이스 라그 레인지가 태양 주위의 지구와 어울리는 지구와 어울리게 할 공간). 라그랑주 지점에서 지구와 태양 사이의 중력 균형은 안정화 영향으로 작용하여 우주선이 연료를 절약 할 수있게합니다. (L2를 차지한 기타 천문학적 프로젝트에는 Wilkinson Microwave anisotropy probe와 Herschel and Planck Space Observatories가 포함됩니다.)
그러나 JWST의 경우 L2는 더 이점이 있습니다. 그것은 태양 바로 맞은 편에 지구 측면에 있으며, 빛뿐만 아니라 열에 노출을 줄이는 위치입니다. 그럼에도 불구하고 JWST는 여전히 열 보호가 필요하므로 몇 개월 동안 점차적으로 냉각 할 수 있습니다. 항해의 첫 주 동안, 망원경은 테니스 코트 크기의 5 층 선실 (SPF 백만)을 펼치기 위해 모든 잠재적 열 오염 물질과 섬세한 광학 및 기기를 분리 할 것입니다. 방패의 망원경 측면에서 온도는 –400도에 접근합니다. 반대편에서는 200도 정도의 뜨거워 질 수 있습니다.
그러나 모든 장점에 대해 L2는 하나의 중요한 단점을 제공합니다. 지구와는 거리가 멀다. HST는 인간 서비스 임무 (예 :거울의 결함을 고치기위한 이점을 누 렸습니다. 그러나이 옵션은 JWST에서 사용할 수 없습니다. 무언가가 부러지면 부러 질 것입니다.
그러나 아무것도 깨지 않으면 JWST는 이번 여름에 과학 데이터를 지구로 돌려 보내기 시작할 것입니다 (NASA의 미션, 유럽 우주국 및 캐나다 우주국은 각각 관찰 시간의 15 ~ 5 %를 받게됩니다). 이 망원경 보물은 우주 구조의 기원과 외계 행성의 분위기에 대한 새로운 통찰력뿐만 아니라 은하수의 별 형성의 비밀과 우리 태양계의 외부 행성의 지질학을 포함합니다.
.그래야만 전세계 JWST 커뮤니티의 구성원은 진정으로 긴장을 풀고 7 월에 크리스마스를 축하 할 수 있습니다.
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