길고 어려움을 겪고있는 디자인 프로세스 후, NASA의 James Webb Space Telescope (JWST)는 2021 년 12 월 25 일 우주로 성공적으로 발사되었습니다.
NASA가 허블 우주 망원경의 후임자가 되려고하는 거대한 망원경은 곧 우주의 고해상도 적외선 이미지를 포착하기 시작할 것입니다. 그러나 그것은 불안한“전개”과정 후에 만 일어날 것입니다. 어떤 사람들은 망원경의“30 일의 테러”를 불렀습니다.
힘과 복잡성은 왜 망원경이 천문학 연구에 중요한지 설명하는 데 도움이됩니다. 다음은 James Webb Space Telescope를 설계, 구축 및 출시하는 데 30 년 이상이 걸리는 이유를 자세히 살펴 봅니다.
James Webb Space 망원경은 무엇입니까?
NASA의 James Webb Space Telescope는 적외선 우주 전망대입니다. 그것은 적외선 조명을 포착하여 깊은 공간의 사진을 찍는 거대한 망원경입니다.
100 억 달러 규모의 JWST는 허블 우주 망원경의 후계자이며 NASA가 시작한 가장 크고 가장 강력한 망원경입니다. 그것은 우주 망원경의 가장 큰 거울을 특징으로합니다.
거대한 거울을 사용하면 망원경이 제 시간에 효과적으로 되돌아 갈 수 있습니다. 그것은 현재 행성 지구에 도달하는 어둡고 고대의 적외선을 모으고 있습니다.
Hubble 및 3 개의 다른 우주 망원경과 함께 JWST는 NASA의 훌륭한 전망대 중 하나입니다. 그것들은 깊은 우주에서 정보를 수집하는 거대한 우주 기기입니다.
망원경은 1961 년부터 1968 년까지 우주 기관을 담당 한 전 NASA의 제임스 웹 (James Webb)에서 이름을 얻었습니다. 재임 기간 동안 그는 가장 초기의 승무원 우주 비행 미션 중 일부를 감독했습니다. 그러나 그는 최초의 아폴로 미션이 시작되기 며칠 전에 NASA를 떠났습니다.
일단 출시되면 JWST는 지구와 태양 사이의 특별한 지점에 배치해야합니다. 동시에, 망원경 선시 리드와 같은 중요한 구성 요소가 전개됩니다. 이 과정 후, 망원경은 적어도 10 년 동안 깊은 우주 물체를 지속적으로 관찰하기 시작합니다.
일정과 예산 이상의 예산이 있었지만 성공적인 출시
여러 지연과 예산 초과에도 불구하고 NASA는 2021 년 12 월 24 일에 JWST를 성공적으로 시작했습니다.이 출시는 수십 년 동안의 건설 및 설계 프로세스 이후에 이루어졌습니다.
출시는 다상 행사였습니다. 남아메리카 프랑스 기아나에있는 유럽 우주국 (ESA) 런칭 플랫폼을 기반으로 한 Ariane 5 로켓으로 시작했습니다. JWST가 너무 커서 스토리지를 위해 로켓 내부에 접었습니다. 그런 다음 망원경은 로켓에서 분리되면 공간에서 펼쳐졌습니다.
전개 과정은 매우 복잡합니다. 완료하는 데 2 주에서 30 일이 소요됩니다. 이 과정에서 작은 오류조차도 망원경이 올바르게 작동하지 않도록 할 수 있습니다.
틀림없이 망원경은 최종 목적지로 이동할 것입니다. 지구에서 백만 마일 떨어진 태양 주위의 궤도에서. 그것은 태양 주위로 움직일 때 지구와 정렬 될 수있는 특수 지점 (두 번째 라그랑주 지점)에서 공전 할 것입니다.
.도전적인 JWST 발사 후“30 일의 테러”
일부 관찰자들은 폴란 과정을 망원경의“30 일의 테러”라고 부릅니다. 망원경이 움직이고 전개 될 때 얼마나 잘못 될 수 있는지 때문입니다.
이 과정의 중요한 단계 중 하나는 망원경 테니스 코트 크기의 5 층 선실이 전개되는 것입니다. 이 작품은 민감한 망원경 기기에 그늘을 제공합니다. 이 Sunshield는 JWST의 운영에 중요합니다. 그것은 열로 두 배가되는 적외선을 관찰하기 때문에 망원경은 태양의 강한 열로부터 그것을 보호하기 위해이 성분이 필요합니다.
선시 리드가 제대로 전개되지 않으면 망원경에는 깊은 공간에서 정보를 캡처하는 데 필요한 보호 기능이 없습니다. 선실이 연장 된 후 망원경은 망원경의 1 차 거울과 2 차 거울을 모두 확장해야합니다.
일단 제자리에 있으면 망원경은 모든 구조물 배포를 마치고 재사용 대기 시간 프로세스를 시작합니다. 향후 몇 개월 동안 NASA는 망원경 기기를 교정하고 JWST가 과학 작전을 준비 할 수 있도록 시작합니다.
태양 주위의 궤도에서 망원경은 매우 먼 별에서 희미한 적외선을 지속적으로 관찰합니다. 이 IR 라이트를 사용하여 망원경은 깊은 공간의 이미지를 생성하며, 첫 번째는 2022 년 여름 어느 시점에서 사용할 수 있어야합니다. JWST는 적외선을 사용하는 유일한 망원경은 아닙니다. 지금 은퇴 한 Spitzer 망원경도 그랬습니다. 적외선 파장은 3 내지 180 미크론 범위였다.
James Webb Space Telescope의 첫 번째 작업
망원경의 재사용 대기 시간 및 설정 프로세스는 출시 후 약 6 개월 후에 완료됩니다. 그런 다음 JWST는 Hubble Space 망원경에 의해 관찰 된 작은 공간 영역 인 Ultra Deep Field를 조사하기 시작합니다.
크기에도 불구 하고이 지역에는 약 10,000 개의 은하가 포함되어 있습니다. 이 은하의 빛은 과거 130 억 년 전부터 빅뱅 이후 4 억에서 8 억 년 만에 나올 수 있습니다.
Ultra Deep Field는 우주의 초기 역사를 엿볼 수있을뿐만 아니라 몇 개의 은하가 있는지 보여줍니다. JWST는 허블이 할 수있는 것보다 훨씬 더 나아갈 것입니다. 그것은 허블이보기에는 너무 어둡은 수만 개의 추가 은하를 잠재적으로 감지 할 것입니다.
가시 빛으로 이미지를 캡처하는 Hubble과 달리 JWST는 적외선 기반 이미지를 얻습니다. 그들은 과학자들에게 JWST가 캡처 한 딥 스페이스 물체에 대한 많은 정보를 제공 할 것입니다.
망원경의 이미징 데이터를 사용하면 과학자들은 분광기 (적외선 분석)를 사용하여 온도, 질량 및 고유 한 화학적 조성물을 포함한 관찰 된 깊은 공간 물체의 특성에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.
갤럭시에서 가장 오래된 가시적 인 물체에 대한 자세한 정보를 제공하는 것 외에도이 화학 정보는 NASA의 우주 생물학 프로그램에 유용 할 것입니다. 이 프로그램은 JWST 데이터를 사용하여 잠재적으로“태양계를 넘어 지구 같은 행성에서 생명의 서명을 식별”하기를 희망합니다.
.제임스 웹 우주 망원경의 미래
Hubble Ultra Deep Field를 관찰 한 후 JWST는 다른 공간 섹션을 관찰하기 시작합니다. 망원경은 원래 약 10 년 동안 작동하도록 설계되었습니다. 그러나 NASA는“초고속 출시”덕분에 망원경이 별을 훨씬 더 오래 관찰 할 수 있다고 생각합니다.
비교를 위해 허블 우주 망원경은 30 년 이상 작동 해 왔습니다. 미래에 계속 잘 작동 할 것입니다.
JWST의 문제가있는 디자인 역사
James Webb Space Telescope의 개발 및 구조는 간단했습니다. NGST (Next Generation Space Telescope)라고 불리는 JWST의 개발은 1996 년에 시작되었습니다. NASA는 원래 프로젝트에 대해 5 억 달러의 예산을 예상했으며 2007 년 출시를 계획했습니다.
망원경은 궁극적 으로이 계획된 출시일 이후 14 년까지 출시되지 않았습니다. 또한 원래 예산의 20 배에 달하는 약 100 억 달러가 소요될 것입니다. 개발 중에이 프로젝트는 취소 위협을 받았으며 7 번 이상 연기되었습니다.
NASA가 2021 년 12 월 25 일 출시 날짜에 마침내 해결 될 때까지 주요 설계 변경과 심각한 물류 문제가 프로젝트를 여러 번 지연시켰다. 망원경의 엄청난 규모와 기계적 복잡성으로 인해 설계 프로세스가 매우 어려워졌습니다.
망원경 작업을 수행하는 데 필요한 최첨단 엔지니어링은 궁극적으로 프로젝트가 처음에 예상했던 것보다 훨씬 더 오래 걸렸고 비용이 많이 들었다는 것을 의미했습니다.
망원경은 허블 우주 망원경의 후임자이지만 교체는 아닙니다. 두 망원경은 매우 다른 임무를 수행하고 다른 유형의 공간 데이터를 수집합니다. Hubble은 가시 빛을 포착하는 반면, 개발자는 항상 JWST가 적외선을 찾도록 의도했습니다.
허블은 우주 물체의 고품질 사진을 제공했습니다. 그러나 JWST는 관찰 된 물체에 대한 사진과 자세한 분광 정보를 모두 제공합니다.
James Webb Space Telescope의 다음은 무엇입니까?
성공적인 출시 후 JWST는 현재 망원경의 선시 리드 및 거울과 같은 주요 구성 요소를 위치로 이동하고 있습니다. 이러한 구성 요소가 제자리에 들어가면 망원경은 냉각하고 우주 작동을 준비하는 데 시간을 소비해야합니다.
일단 운영되면 JWST는 깊은 공간 개체를 문서화하는 10 년 이상의 임무를 시작할 것입니다. 이 대상의 데이터는 우주의 초기 역사에 대한 새로운 정보를 알려줄 것입니다. 그것은 우리가 우주에서 생명의 징후를 발견하는 데 도움이 될 수도 있습니다.
망원경의 첫 번째 이미지는 2022 년 여름에 사용할 수 있어야합니다.
