Hubble verzus James Webb: Ako sa porovnávajú 2 výkonné teleskopy

Ako každý, kto mal starší počítač, ktorý si čoraz častejšie vyžaduje reštart, vie, že je to znamenie, že niečo ustúpi. Môže to trvať mesiace, môže to byť zajtra, ale radšej si zálohujte dáta a plánujte.



Bohužiaľ, Hubbleov vesmírny teleskop NASA ukazuje tieto znaky.

Starnúci vedecký prístroj, ktorý prvýkrát vstúpil na obežnú dráhu Zeme v roku 1990, prešiel do bezpečnostný mód v pondelok a zostane offline, kým NASA vyšetruje technický problém. Ide o druhý incident v bezpečnom režime pre Hubbleov teleskop v tomto roku po júnovom probléme, ktorý ponechal HST v bezpečnom režime asi mesiac.

NASA dúfa, že Hubbleov teleskop bude opäť bzučať a produkovať úžasné snímky, potenciálne na ďalšie roky, ale vesmírna agentúra vie, že nemôže žiť večne.



Našťastie sa bezprostredný nástupca Hubbleovho teleskopu, dlho odkladaný vesmírny teleskop Jamesa Webba, konečne blíži k svojmu štartu v decembri. Po uvedení do prevádzky Webb V ideálnom prípade poskytne vedcom nové a vzrušujúce obrázky a údaje okrem tých, ktoré pochádzajú z ctihodného Hubbleovho teleskopu – ale bude tiež pripravený akceptovať prechod pochodne, keď príde čas.

Tu je návod, ako sa dva vlajkové vesmírne teleskopy NASA navzájom spájajú.

V čom sa bude teleskop Jamesa Webba líšiť od Hubbleovho teleskopu?

Vo svojich jadrách sú teleskopy Hubble a Webb veľmi podobné. Zdieľajú misiu nahliadnuť do hlbokých zákutí priestoru a času a priviesť späť obrázky a údaje slabých a vzdialených objektov, ktoré nie sú dostupné pre iné prístroje.



Koncepčne ide dokonca o rovnaký typ ďalekohľadu: A Cassegrainov reflektor , ktorý využíva primárne zrkadlo na zhromažďovanie a zaostrovanie svetla na menšie sekundárne zrkadlo, ktoré zase zaostruje obraz na senzorové prístroje.

Ilustrácia svetelnej dráhy v Hubblovom vesmírnom teleskope. NASA

Ale spôsob, akým to robí Webbov teleskop, je fyzicky a technologicky veľmi odlišný od Hubbleovho teleskopu a bude fungovať za veľmi odlišných podmienok.



Vo 43-stopovom valcovom vonkajšom tele Hubbleovho teleskopu, ktorý vyzerá trochu ako striebristá segmentovaná plechovka od kávy, sa nachádza sklenené primárne zrkadlo s priemerom viac ako sedem stôp a vedecké prístroje schopné interpretovať svetlo zaostrené týmto zrkadlom v blízkej infračervenej viditeľnej oblasti. a ultrafialové pásy elektromagnetického spektra. Na nízku obežnú dráhu Zeme ju rozmiestnil raketoplán, do ktorého sa zmestilo celé Hubbleovo observatórium.

Na rozdiel od toho je Webb v súčasnosti zložený ako púčik pri príprave na štart na palube rakety Ariane 5 z Francúzskej Guyany 18. decembra 2021.

Po rozložení vo vesmíre bude vyzerať skôr ako veľká rádiová anténa než ako valcový teleskop, pričom jeho primárne zrkadlo s priemerom 21 stôp – zložené z 18 šesťuholníkových segmentov berýlia potiahnutých zlatom – vystavené vesmíru.

Ilustrácia vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, ktorý sa má nasadiť. Vydavateľstvo QAI/Universal Images Group/Getty Images

Webb použije slnečné clony podobné mylaru veľkosti tenisového kurtu, aby zablokoval svetlo a teplo z našej hviezdy. Toto je dôležitá súčasť jeho misie, keďže Webb je navrhnutý tak, aby sa mohol pozerať ďalej do infračerveného spektra ako Hubbleov teleskop, čo je kľúčová schopnosť vidieť vzdialenejšie objekty ako Hubbleov teleskop.

Bude sledovať iba červenší koniec viditeľného spektra a ultrafialové žiarenie nebude zobrazovať vôbec.

Po kom sú pomenované teleskopy Hubbleovho teleskopu a Jamesa Webba?

Hubbleov teleskop je pomenovaný po zosnulom americkom astronómovi Edwinovi Hubblovi. V roku 1920 Hubble dokázal existenciu galaxií za Mliečnou dráhou meraním stupňa, do ktorého sa svetlo zo vzdialených galaxií posunulo smerom k červenej a infračervenej oblasti spektra. To pomohlo potvrdiť skutočnosť, že samotný vesmír sa rozpína.

Fotografia Hubbleovho teleskopu plávajúceho nad Zemou z roku 2002. NASA

Teleskop Webb, pôvodne známy ako vesmírny teleskop novej generácie, je pomenovaný po zosnulom správcovi NASA Jamesovi Webbovi, druhom vodcovi vesmírnej agentúry, ktorému sa pripisuje vedenie NASA počas mesačného programu Apollo.

Voľba Webba ako menovca vesmírneho teleskopu novej generácie sa skončila nedávna kritika niektorými vesmírnymi vedcami. prečo?

  • Webb nebol astronóm ani vedec, na rozdiel od postáv ctených v názvoch vesmírnych teleskopov Hubble, Chandra alebo Spitzer.
  • Po druhé, objavili sa nové dôkazy o Webbovej účasti na čistkách od gayov a lesieb od vlády počas Lavender Scare v 50. rokoch.

Na základe petície podpísanej členmi vesmírnej komunity NASA vyšetrila správcu Webba, ale oznámila, že agentúra nenašla dôvod na zmenu názvu Webb the Telescope.

Hviezdne vojny stará republika 3

Náklady na Hubbleov teleskop verzus náklady na teleskop Jamesa Webba

Cena Hubbleovho teleskopu 4,7 miliardy dolárov , v roku 2010 v dolároch, v čase jeho uvedenia na trh. Ak vezmete do úvahy misiu z roku 1993, ktorá opravila HST chybnú optiku, toto číslo stúpne na 5,8 miliardy dolárov.

Na rozdiel od toho bude teleskop Webb stáť odhadom 9,7 miliardy dolárov, kým sa v decembri spustí. Za predpokladu, že sa spustí v decembri — Úrad pre zodpovednosť vlády v máji 2021 správa V tomto odhade nákladov sa tiež uvádza, že k nákladom sa pridalo sedem rokov oneskorení.

Ako ďaleko dovidí teleskop Jamesa Webba?

Aj keď vidieť ďalej ako Hubble nie je jedinou metrikou úspechu Webbovho teleskopu, bol kľúčovým prvkom dizajnu nového vesmírneho teleskopu – jeho väčšie primárne zrkadlo a citlivosť na infračervené žiarenie sú ideálne na zachytenie objektov, ktoré sú príliš slabé na to, aby ich mohli vidieť existujúce. teleskopy ako Hubbleov teleskop.

Aby ste pochopili, ako ďaleko dovidí Webbov teleskop, je lepšie uvažovať z hľadiska času ako priestoru. Najvzdialenejšie galaxie sú tak ďaleko, že trvá miliardy rokov, kým ich svetlo dosiahne Zem. Ich zobrazenie je podobné ako urobiť snímku raného vesmíru.

Hubbleov teleskop dokáže zhotoviť snímky galaxií vzdialených niekoľko miliárd svetelných rokov alebo len 480 miliónov rokov po veľkom tresku pred 13,8 miliardami rokov. NASA ich opisuje ako batoľa galaxie, ktoré nevznikli ako prvé vo vesmíre, ale sú blízke.

Snímka Hubble Deep Field odhalila doteraz nevidené vzdialené galaxie. NASA

Verí sa, že Webbov teleskop bude schopný vidieť malé galaxie, úplne prvé, ktoré sa vo vesmíre vytvorili menej ako 200 miliónov rokov po Veľkom tresku.

Kde sa nachádza Hubbleov teleskop?

Hubbleov teleskop letí na nízkej obežnej dráhe Zeme vo výške približne 340 míľ nad Zemou.

Je to obežná dráha, ktorá bola ľahko dostupná pre raketoplán, ktorý naposledy slúžil Hubbleovi v roku 2009, ale po vyradení flotily raketoplánov NASA nemá prostriedky na vykonanie opráv na Hubbleovom telese, ak by nejaký hardvér trvalo zlyhal.

Každých 95 minút vykoná Hubbleov teleskop jeden obeh okolo Zeme. NASA

The vozidiel v programe Commercial Crew agentúry NASA, kapsula SpaceX Dragon a stále vo vývoji Boeing Starliner, sú určené na prepravu posádky a nákladu na Medzinárodnú vesmírnu stanicu – nie na obsluhu starnúcich vesmírnych teleskopov.

Kde bude umiestnený teleskop Jamesa Webba?

Dokonca aj so slnečnými clonami by Webbove prístroje boli oslepené teplom zo Zeme, ak by boli rozmiestnené na obežnej dráhe ako Hubbleov teleskop.

Namiesto toho bude Webbovi trvať týždne, kým sa dostane do Lagrangeovho bodu dva (L2) – miesta asi 745 000 míľ za Zemou pri pohľade zo Slnka, kde sa gravitácia Zeme a Slnka rušia.

Táto vzdialenosť tiež znamená, že Webb nie je navrhnutý na servis alebo modernizáciu.

Nahradí Hubbleov teleskop Jamesa Webba?

NASA nenazýva Webb náhradou za Hubbleov teleskop, ale radšej ho nazýva Hubblovým nástupcom.

Vesmírna agentúra dúfa, že bude pokračovať v prevádzke oboch vesmírnych ďalekohľadov, pokiaľ to Hubbleov teleskop dovolí. Možnosti Webba sa prekrývajú, ale úplne neduplikujú schopnosti Hubblea.

Ale keď príde deň, kedy konečne definitívne uspí Hubbleov teleskop, Webb bude jediným vesmírnym teleskopom s podobnou schopnosťou v prevádzke – aspoň do vypustenia rímskeho vesmírneho teleskopu Nancy Grace v roku 2027.

Je teleskop Jamesa Webba lepší ako Hubbleov teleskop?

Lepšie je relatívny pojem. Hubble, hoci to nie je jarné kura, môže stále vykonávať ultrafialové astronomické štúdie, ktoré Webb so všetkou jeho špičkovou technológiou jednoducho nemôže.

Ale Webb bude v určitých veciach lepší ako Hubbleov teleskop, najmä pri sledovaní vzdialených končín vesmíru a hlbokých epoch času. A ako novšia technológia bude, dúfajme, fungovať aj v nasledujúcich desaťročiach.