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加拿大的贡献下一个伟大的太空望远镜

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瑞安Marciniak,物理学和天文学编辑器

第一次月球登陆的50周年,重要的是要看向未来的太空探索。从科学方面,预期不高的仪器将取代和改进哈勃太空望远镜。命名的人是美国宇航局的管理员在阿波罗年,詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)将打开一个新窗口,给人类一个更深的理解的宇宙的一部分。詹姆斯韦伯太空望远镜是一个合作国家航空和航天管理局(NASA),欧洲航天局和加拿大航天局(CSA)。

詹姆斯韦伯太空望远镜有三个主要组件:一个综合科学仪器模块一般操作通信设备和套房大的时候,光学望远镜元素。望远镜的元素包括一个6.5米主镜组成18个蜂窝段展开并调整发射后的形状,形成一个光收集区域哈勃的七倍。

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拉格朗日点的重力稳定Sun-Earth-Moon系统;图片:美国国家航空航天局/ WMAP科学团队

像哈勃,韦伯将主要在运作红外波段观察恒星和星系,宇宙大爆炸1亿年后形成的。这是最佳波长可见光观察这些对象,因为他们在130亿年前已经发出红移红外,宇宙的膨胀。不像哈勃望远镜,也就是400公里以上,詹姆斯韦伯太空望远镜将坐落在距离地球150万公里,重力稳定拉格郎日点。这个环境意味着詹姆斯韦伯太空望远镜可以用最小的运动和功能没有杂散干扰光和热,使其能够运行在最大灵敏度。

科学的目标

詹姆斯韦伯太空望远镜有四个主要科学目标:

  1. 确定第一光从早期的恒星和星系在宇宙中;
  2. 确定第一个星系是如何形成的以及它们是如何演变成我们今天所看到的宇宙;
  3. 凝视厚重的尘埃云观察新恒星和行星形成的;和
  4. 研究太阳系中行星的大气层和那些绕遥远恒星。

为了实现这些目标,一套仪器位于主镜使用望远镜的光集中执行不同的功能。CSA负责大厦两种乐器,指导传感器(投篮)和近红外成像仪slitless摄谱仪(尼里斯)。

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詹姆斯韦伯太空望远镜的设计的综合科学仪器模块;图片:美国国家航空航天局

一个加拿大的太阳系外行星搜索

投篮/尼里斯科学领导的团队是一个国际合作的太阳系外行星专家教授RenA©Doyon从意大利©de MontrA©半岛,包括从加拿大国家研究委员会的天文学家,圣玛丽大学(哈利法克斯NS)的意大利©de MontrA©,约克大学,多伦多大学,和一些美国和欧洲的机构。

Doyon教授和他的团队设计了尼里斯和两个特定功能。这将是詹姆斯韦伯太空望远镜上的高分辨率成像,使其能够识别新的系外行星和验证现有的系外行星的发现。其次,它能够识别系外行星的大气层和测量他们的化学成分通过在他们的母恒星面前。该仪器将使用光谱学搜索特定的分子如水蒸气、二氧化碳、甲烷和氧气。如果成功,它可以识别居住的类地行星,甚至生命的存在。

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一颗行星的大气层吸收特定波长的光,揭示大气的化学成分;图片:欧洲南方天文台。

保持韦伯在目标

的投篮由两个摄像头作为詹姆斯韦伯太空望远镜的“眼睛”。他们的红外图像是多余地确定使用望远镜的位置,定位目标在天空中,在数据收集和维护稳定。6毫弧秒的精度意味着它可以专注于一个人的头发在五公里外。这不可思议的精度将詹姆斯韦伯太空望远镜对准和足够稳定来捕获的宇宙中最遥远的物体。

投篮也可以准确地跟踪移动物体,比如在我们的太阳系。詹姆斯韦伯太空望远镜将观察遥远的物体柯伊伯带,包括矮行星、彗星和小行星将有助于我们理解早期的太阳系。

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好指导传感器工程试验装置低温测试做好准备在渥太华CSA的大卫佛罗里达实验室;照片:加拿大太空署,霍尼韦尔(以前COM DEV)

加拿大有一个发展的良好记录仪器的投篮。美国宇航局的远紫外光谱的探险家(保险丝)是一个太空望远镜,从1999年到2007年在轨道上。熔丝很好指导传感器设计和建造在加拿大,和他们的成功运作为加拿大的发展铺平了道路的詹姆斯韦伯太空望远镜的投篮。

时间和金钱

自1998年以来,CSA投入了超过1.6亿美元的Cdn在设计、制造、和科学支持的投篮/尼里斯。建立和测试在渥太华和剑桥,安大略,由主要承包商COM DEV(现在霍尼韦尔航空航天)。加拿大的仪器被送到美国宇航局戈达德太空飞行中心在2012年和集成到詹姆斯韦伯太空望远镜在组装。这贡献,加拿大科学家合作保证至少百分之五的总一旦詹姆斯韦伯太空望远镜观测时间是操作。

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加拿大仪器的投篮/尼里斯到达美国宇航局戈达德在翻盖集装箱詹姆斯韦伯太空望远镜的组装;图片提供:美国宇航局/ Chris耿氏

进展缓慢

詹姆斯韦伯太空望远镜是1996年首次构想与美国10亿美元的成本估计随着科技的进步,改变政府,和大量的设计和工程的挑战,这个项目被推迟了,其预算稳步增长。

尽管过去二十年的挑战,詹姆斯韦伯太空望远镜的仪器了,镜子是组装,望远镜已经详尽的测试。詹姆斯韦伯太空望远镜的进一步检查去年的进步导致了一种修正的发射日期2021年3月,和最终的预算估计超过91亿美元,等待美国国会的批准。

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詹姆斯韦伯太空望远镜的主镜动测试美国宇航局戈达德太空飞行中心;照片:美国国家航空航天局/拿破仑情史干草

有大量的乐观,詹姆斯韦伯太空望远镜将于2021年发射,但兑现20年的承诺的压力高。不过,看的令人印象深刻的图片今天将近30岁的哈勃太空望远镜,不难用镜子来表达詹姆斯韦伯太空望远镜的潜力七倍。加拿大天文学家肯定是准备发掘他们的潜能。

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功能图片:一个rtist印象的詹姆斯韦伯太空望远镜完成,其防护的时候,允许它的大镜子元素观察早期宇宙。图片:贝蒂·格

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