«Джеймс Уэбб» поймал первые фотоны звёздного неба в ходе настройки оптики телескопа

Как сообщает НАСА, команда телескопа «Джеймса Уэбба» в ходе юстировки оптики телескопа смогла уловить первые фотоны звёздного неба. Они были зафиксированы прибором Near Infrared Camera (NIRCam) — камера ближнего ИК-диапазона. Как отмечает агентство, этот шаг знаменует собой первый из многих шагов по получению изображений и использованию их для медленной точной настройки телескопа. Первые результаты соответствуют ожиданиям инженеров, всё идёт по плану. Юстировкой оборудования и выравниванием телескопа занимаются специалисты из Ball Aerospace, Института исследований космоса с помощью космического телескопа и Центра космических полётов Годдарда. Процесс настроки будет проходить три месяца. Он разделён на семь этапов, по прохождению которых оптика телескопа будет готова к эксплуатации. Сделанные в этот период изображения не будут «красивыми» в широком понимании этого слова. Они необходимы исключительно для подготовки телескопа к работе. Первые «красивые» изображения представят общественности в июне 2022 года. 27 января 2022 года НАСА назвало первую цель «Джеймса Уэбба» — звезда HD 84406, находящаяся на расстоянии около 260 световых лет от Земли в созвездии Большая Медведица. Именно на этом объекте телескоп сейчас «учится» собирать информацию об объектах звёздного неба. Видимая звёздная величина звезды составляет около 6,9m. Её нельзя увидеть с Земли невооружённым глазом, при этом звезда слишком яркая, чтобы вести наблюдения при помощи «Уэбба». Как только телескоп заработает в полную силу, НАСА переключится на другие объекты.

В первую очередь «Уэбб» сделает серию расфокусированных изображений HD 84406. По этим снимкам будут настраивать положение каждого из 18 зеркал телескопа и отрабатывать юстировку оптики. Команде инженеров предстоит выровнять оптику телескопа с точностью до доли длины волны света – примерно 50 нанометров, как указало НАСА. Список семи этапов следующий:


идентификация сегмента изображения;

выравнивание сегмента;

наложение изображений;

грубая фазировка;

точная фазировка;

выравнивание телескопа по полям зрения инструмента;

заключительная корректировка оборудования.

На текущий момент зеркала телескопа повёрнуты немного в разные стороны и при съёмке одного и того же объекта они выдают снимки с разным расположением HD 84406. Ниже представлен смоделированный пример первоначального расположения звезды на снимках, сделанных на телескоп, и положение звезды после первичной корректировки и выравнивания расположения сегментов. Выравнивание сегментов начнётся с расфокусировки сегментных изображений путём смещения вторичного зеркала. При помощи математического анализа, применяемого к расфокусированным изображениям, специалисты определят точные ошибки позиционирования сегментов. По итогам двух этапов, грубо говоря, получится 18 отдельных телескопов, которые нужно будет свести вместе, чтобы они работали как один.

После этого следующий этап настройки будет заключаться в укладке 18 изображений в одно, как показано на модели ниже. Укладка будет проходить последовательно в три группы — A-сегменты, B-сегменты и C-сегменты. Этот процесс подготовит телескоп к грубой фазировке. Она будет проводиться трижды, и между грубыми фазировками специалисты будут проводить тонкую фазировку. После настройки тонкая фазировка будет проходить регулярно в течение всего срока службы телескопа. Как указывает НАСА, эти операции измеряют и исправляют оставшиеся ошибки выравнивания, используя тот же метод расфокусировки, что и при выравнивании сегментов. Однако вместо использования вторичного зеркала специалисты задействуют специальные оптические элементы внутри научного прибора, обеспечивающие различную степень расфокусировки для каждого изображения.

По окончанию тонкой фазировки прибор будет настроен под NIRCam. После инженеры начнут проводить измерения для настройки остальных приборов. По полученным данным алгоритм укажет на ошибки и вычислит окончательные поправки, необходимые для получения хорошо выровненного телескопа по всем научным приборам.

После этого останется устранить любые небольшие остаточные ошибки позиционирования в сегментах основного зеркала при помощи тонкой фазировки. Специалисты проведут заключительную проверку качества изображения на каждом из научных приборов. Как отмечает НАСА, в ходе настройки может потребоваться повторять предыдущие этапы. Примерно через три месяца после настройки телескопа НАСА будет готово приступить к вводу интрументов телескопа в эксплуатацию.