Космический телескоп «Джеймс Уэбб» работает всего 18 месяцев из предполагаемых 10 лет, но учёные уже ставят вопрос об эффективном использовании оставшегося времени работы телескопа

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) обладает большой мощностью и возможностями для научных открытий. Одна из его основных целей — исследование атмосфер экзопланет с целью определения их химического состава — задача, которую может выполнить только такой мощный инструмент. Однако даже JWST требуется время, чтобы эффективно использовать возможности, особенно когда речь идет об одной из ключевых задач — изучении каменистых экзопланет, вращающихся вокруг красных карликов. Красные карлики являются самым распространённым типом звёзд во Млечном Пути. Наблюдения показывают, что в обитаемых зонах этих звёзд находится множество каменистых планет. Но вопросы о том, насколько подходят для жизни эти планеты и о возможности наличия атмосферы в зонах обитаемости красных карликов до сих пор остаются без ответа. Астрономы стремятся изучить атмосферы таких планет и искать биосигнатуры и другую информацию о составе их атмосферы.

Иллюстрация экзопланеты K2-18 b на основе научных данных. Космический телескоп JWST исследовал эту экзопланету и обнаружил присутствие углеродсодержащих молекул. Обилие метана и углекислого газа, а также небольшое содержание аммиака подтверждают гипотезу о том, что под богатой водородом атмосферой K2-18 b может существовать водный океан. Но чтобы с большей уверенностью делать выводы о его атмосфере, необходимы более обширные наблюдения. Источник: NASA / ESA / CSA / Joseph Olmsted (STScI)

По результатам нового исследования, JWST потребуется сотни часов наблюдений, чтобы обнаружить и помочь изучить атмосферы экзопланет. Единственным автором этого исследования является Рене Дойон из физического факультета Монреальского университета в Канаде. Дойон отмечает, что хотя изучение атмосфер экзопланет является одной из главных задач JWST, до сих пор проделана работа только с несколькими планетами: Trappist-1d, e, f, g, LHS1140b и мини-нептуном K2-18b.

Результаты исследования показывают, что JWST действительно способен изучать атмосферы экзопланет, но также указывают на то, что активность звёзд является препятствием для успешных результатов и качественных, убедительных данных. Телескоп анализирует атмосферы экзопланет, наблюдая, как планета проходит мимо своей звезды. Он анализирует свет звезды, проходящий через атмосферу экзопланеты, в поисках признаков различных молекул.

Один из важнейших вопросов в изучении экзопланет связан с каменистыми планетами, находящимися в обитаемых зонах красных карликов. Обладают ли они атмосферой? К счастью, маломассивные красные карлики и их планеты являются лучшими объектами для спектрометрического исследования.

Однако каждая возможность сопровождается своими трудностями, и когда речь идёт о маломассивных красных карликах, препятствия становятся особенно значимыми. Эти звёзды известны своими сильными вспышками, которые могут сделать близлежащие планеты неподходящими для жизни. Вспышки источают мощное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, которое может разрушить атмосферу планеты. В течение миллиардов лет такие вспышки могут настолько истончить атмосферу, что шансов на обитаемость практически не останется.

Вспышки красных карликов создают ещё одну проблему: эта звёздная активность может затруднить спектроскопическое изучение атмосфер экзопланет.

JWST — лучший инструмент для изучения атмосфер экзопланет. Однако его срок службы ограничен. Он предназначен для работы до 10 лет, и уже сейчас он выполняет свою миссию примерно 18 месяцев. Когда речь идёт об изучении экзопланет, что является лишь одной из его задач, как лучше всего использовать время?

Художественное изображение мощной вспышки, исходящей от красного карлика — Проксимы Центавра. Такие вспышки могут уничтожить атмосферы близлежащих планет. Они также затрудняют спектроскопию атмосфер экзопланет. Источник: NRAO / S. Dagnello.

Очень важно использовать время JWST не только для изучения атмосферы, но и для подготовки к будущим флагманским миссиям и разведки будущих целей для наземных обсерваторий.

Дойон говорит, что следует отдать приоритет тому, что он называет Golden-J — самых перспективных экзопланет. Эта группа планет достаточно прохладна, чтобы избежать парникового эффекта. И также необходимо иметь точные измерения радиуса и массы, что приводит к точному пониманию их плотности.

«Эти критерии ограничивают выбор лишь несколькими каменистыми планетами: Trappist-1d, e, f, g и LHS1140b. И в качестве исключения мини-нептун K2-18b, несмотря на неопределённость его массы», — пишет Дойон.

JWST, как и «Хаббл», уже исследовал эти экзопланеты. Но результаты содержат неопределённость. Дойон описывает первые взгляды JWST на экзопланеты образца Golden-J как разведывательные и считает, что для устранения большей части этой неопределённости следует более тщательно изучить эти планеты в оставшееся время.

Экзопланете LHS-1140 b уделено большое внимание в работах Дойона. «LHS1140b, пожалуй, лучшая планета с умеренным климатом, о состоянии жидкой поверхности которой можно косвенно судить, опираясь на обнаружение CO2 в её атмосфере», — пишет автор. Но JWST может наблюдать только 4 транзита планеты и 4 её затмения за один год. JWST может потребоваться 12 «взглядов» в течение трёх лет, чтобы собрать достаточно убедительные доказательства присутствия жидкой воды на поверхности.

Дойон называет эту попытку более пристального наблюдения за LHS-1140 b и другими экзопланетами в подборке Golden-J «глубокой разведкой обитаемости».

Возможно, самый важный вопрос, на который JWST должен и может ответить — это заголовок моей статьи: есть ли у каменистых планет умеренного пояса вокруг М-карликов атмосфера?, — пишет Дойон.

Для этого потребуется время. Дойон подсчитал, сколько времени потребуется для наблюдений JWST: «Комплексная разведка потребует минимум 700 часов, включая примерно 225 часов, посвящённых фотометрии затмений». Однако этих часов может оказаться недостаточно: «Введение более высокого порога обнаружения для программы разведки – как было опубликовано для наблюдений Trappist-1b и Trappist-c с помощью инструмента MIRI – значительно увеличит общее время наблюдений, потенциально варьирующееся от 1300 до 2000 часов».

Это может занять ещё больше времени, особенно если появятся многообещающие результаты, требующие дополнительных наблюдений. Может показаться, что это занимает много времени для небольшого количества экзопланет. Однако JWST был создан для поиска ответов, и если это требует столько времени, значит оно будет использовано с пользой.

Вселенная показала вопросительный знак — «Джеймс Уэбб» запечатлел пару сливающихся галактик необычной формы

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) озадачил общественность, прислав две недели назад снимок объекта Хербига — Аро 46/47. Это были туманности в области формирования двух молодых звёзд. Снимок, как обычно, невероятно прекрасен, но внимание на нём привлёк не объект наблюдения, а нечто иное, также попавшее в объектив телескопа — другой объект, напоминающий по форме вопросительный знак. Учёные склонны считать, что этим объектом может оказаться пара галактик, находящихся в процессе слияния, и на вопросительный знак они похожи только с точки зрения «Джеймса Уэбба». Работники Научного института космического телескопа склонны считать, что одна из галактик могла изменить форму в процессе взаимодействия с другой. Возможно, этот объект попал на снимок впервые, и понадобится произвести дополнительное наблюдение, чтобы с какой-то уверенностью делать утверждения о его природе.

Доцент Иллинойсского университета Мэтт Каплан (Matt Caplan) склонен винить в таком эффекте силы приливного разрушения — по его мнению, они могли исказить форму галактики в верхней части «вопросительного знака». Эту версию косвенно подтверждает цвет некоторых других галактик в этой области, а подобная раздвоенная форма типична для слияний.

Снимок опубликован 26 июля. Главным объектом на нём является пара молодых звёзд в облаке пыли и газа — вещество выбрасывается и поглощается ими в процессе формирования. Сам газопылевой диск невидим, но его тень можно разглядеть в двух конусообразных областях рядом со звёздами. Формироваться эти звёзды будут ещё несколько миллионов лет.

Прибор MIRI JWST обнаружил излучение H-альфа у галактик эпохи реионизации

Международная группа астрономов во главе с Пьерлуиджи Ринальди из Университета Гронингена впервые обнаружила излучение в линии H-альфа у ранних галактик эпохи реионизации. Для этого ученые использовали самые глубокие снимки прибора MIRI на космическом телескопе «Джеймс Уэбб». Результат был принят к публикации в Astrophysical Journal и в настоящее время опубликован на сервере препринтов arXiv. Звездообразующие галактики производят большое количество ультрафиолетовых фотонов, но в эпоху реионизации эти фотоны поглощаются межгалактической средой. Лучшим индикатором для измерения уровня звездообразования является линия излучения H-альфа в оптическом спектре. Для галактик с высоким красным смещением эта оптическая линия смещена в сторону более длинных волн. Линия H-альфа была изучена при исследовании галактик с красным смещением более семи. Исследование Ринальди и его коллег впервые показывает, что детальное изучение звездообразования в ранних галактиках возможно и может быть проведено с помощью JWST/MIRI. Мало что известно о галактиках в эпоху реионизации. Предыдущие исследования основывались на анализе спектральной линии Лайман-альфа, но эта линия становится очень слабой или вообще отсутствует в галактиках в период космического рассвета, потому что она поглощается межгалактической средой, которая в этот ранний период в основном непрозрачна. На H-альфа не влияет непрозрачность межгалактической среды, что позволяет астрономам изучать звездообразование в этих ранних галактиках.

Исследователи сначала искали звездообразующие галактики, которые могли бы иметь линии излучения во время реионизации, основываясь на анализе более чувствительных изображений NIRCam. Затем ученые проанализировали изображения этих предварительно отобранных галактик на более длинных волнах с помощью MIRI. Астрономы обнаружили, что многие из них очень яркие при 5,6 мкм, что указывает на наличие в этих источниках очень заметной линии излучения H-альфа.

Первый автор Пьерлуиджи Ринальди говорит: "Это исследование открывает возможность изучения ранних галактик способом, ранее невозможным. Самое замечательное, что мы показали, что такого рода исследования можно проводить регулярно с помощью JWST и MIRI".

Наблюдения JWST раскрывают звездную структуру звездообразующей галактики GN20

Международная команда астрономов использовала космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) для наблюдения за светящейся пыльной звездообразующей галактикой GN20. Результаты наблюдательной кампании, опубликованные 26 апреля на сервере препринтов arXiv, дают важную информацию о звездной структуре этой галактики. GN20 является одной из самых ярких пылевых звездообразующих галактик, известных на сегодняшний день. GN20 имеет инфракрасную светимость около 18,6 солнечных светимостей и скорость звездообразования около 1860 солнечных масс в год. Красное смещение галактики составляет 4,05. Распределение молекулярного газа в GN20 демонстрирует звездную структуру диаметром приблизительно 45 600 световых лет, кинематика которой соответствует кинематике массивного вращающегося диска. Недавно группа астрономов во главе с Луисом Колиной из Испанского астробиологического центра в Мадриде решила провести наблюдения GN20 в среднем инфракрасном диапазоне, стремясь пролить больше света на ее свойства. Для этой цели они использовали прибор JWST MIRI. Наблюдения показали, что GN20 имеет звездную структуру, характеризующуюся светящимся (с абсолютной звездной величиной -22,35) неразрешенным ядром и диффузной протяженной оболочкой. Эта звездная структура формирует новые звезды с постоянной высокой скоростью - около 500 солнечных масс в год - в течение 100 миллионов лет.

Размер ядра составляет менее 2600 световых лет, оно переносит 9% общего потока и совпадает с излучением компактного холодного пылевого ядра. Оболочка звезды имеет эффективный радиус около 11 740 световых лет, и ее положение совпадает с положением молекулярного газа монооксида углерода, но ее центр тяжести смещен примерно на 3300 световых лет от ядра звезды. Это смещение может быть результатом недавнего гравитационного столкновения или слияния.

Проанализировав снимки JWST, команда также выявила дополнительные слабые звездные скопления, которые, по-видимому, связаны с некоторыми скоплениями ультрафиолета и монооксида углерода. Более того, астрономы обнаружили, что ядро звезды, по-видимому, имеет очень высокую концентрацию холодной пыли, но не самую большую концентрацию молекулярного газа.

Подводя итоги, авторы статьи отметили, что GN20 обладает всеми свойствами, необходимыми для того, чтобы эволюционировать в массивную неподвижную галактику с промежуточным красным смещением.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» изучил скалистую экзопланету

Газовые гиганты, вращающиеся вокруг Солнца, демонстрируют четкую закономерность: чем массивнее планета, тем ниже процент "тяжелых" элементов (любых, кроме водорода и гелия) в атмосфере планеты. Но международная группа астрономов обнаружила, что состав атмосферы планет-гигантов в галактике не соответствует тенденциям Солнечной системы. Используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» НАСА (JWST), исследователи обнаружили, что атмосфера экзопланеты HD149026b, горячего Юпитера, вращающегося вокруг звезды, похожей на Солнце, сверхбогата углеродом и кислородом. Кроме того, диагностическое отношение углерода к кислороду у HD149026b, также известной как Смертриос, повышено по сравнению с Солнечной системой. Результаты были опубликованы в журнале Nature 27. «Похоже, что каждая планета-гигант отличается от других, и мы начинаем видеть эти различия благодаря JWST», – сказал Джонатан Лунин, профессор физических наук имени Дэвида К. Дункана в Колледже искусств и наук и соавтор исследования. – «В этой статье мы определили, сколько существует молекул относительно основного компонента газа, которым является водород, наиболее распространенный элемент во Вселенной. Это довольно много говорит нам о том, как образовалась эта планета». Исследователи отмечают, что планеты-гиганты нашей Солнечной системы демонстрируют почти идеальную корреляцию как между общим составом, так и между составом атмосферы и массой. Внесолнечные планеты демонстрируют гораздо большее разнообразие общего состава, но ученые не знали, насколько разнообразен состав их атмосферы, до этого анализа HD149026b.

«Мы окончательно показали, что состав атмосферы гигантских внесолнечных планет не соответствует той тенденции, которая столь очевидна для планет Солнечной системы», – заявил Джейкоб Бин, профессор астрономии и астрофизики в Чикагском университете и ведущий автор статьи. – «Гигантские внесолнечные планеты демонстрируют большое разнообразие состава атмосферы в дополнение к их широкому разнообразию общего состава».

По словам Лунина, Смертриос, например, сверхобогащен относительно своей массы: «Это масса Сатурна, но в его атмосфере, по-видимому, содержится в 27 раз больше тяжелых элементов по сравнению с водородом и гелием, которые мы находим на Сатурне».

Другим ключевым измерением является соотношение углерода к кислороду в атмосфере планеты, которое раскрывает «рецепт» исходных твердых веществ в планетной системе, сказал Лунин. Для Смертриоса это примерно на 0,84 выше, чем в нашей Солнечной системе.

«В совокупности эти наблюдения рисуют картину планетообразующего диска с обилием твердых частиц, богатых углеродом», – сказал Лунин. – «HD149026b приобрел большое количество этого материала по мере своего формирования».

Хотя обилие углерода может показаться благоприятным для возникновения жизни, высокое соотношение углерода к кислороду на самом деле означает меньшее количество воды на планете или в планетной системе.

Телескоп Джеймса Уэбба дает беспрецедентный обзор внутрикластерного света в скоплениях галактик

В скоплениях галактик есть часть звезд, которые уходят в межгалактическое пространство, потому что их вытягивают огромные приливные силы, возникающие между галактиками в скоплении. Свет, излучаемый этими звездами, называется внутрикластерным. Его яркость составляет менее 1% от яркости самого темного неба, которое мы можем наблюдать с Земли. Это одна из причин, по которой снимки, сделанные из космоса, очень ценны для его анализа. Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) исследователи IAC Мирейя Монтес и Игнасио Трухильо смогли исследовать внутрикластерный свет от SMACS-J0723.3-7327 с беспрецедентным уровнем детализации. На самом деле изображения JWST из центра этого скопления в два раза глубже предыдущих изображений, полученных космическим телескопом «Хаббл». Чтобы проанализировать этот чрезвычайно слабый «призрачный» свет, исследователи разработали новые методы анализа. «В этой работе нам нужно было выполнить некоторую дополнительную обработку изображений JWST, чтобы иметь возможность изучать внутрикластерный свет, поскольку это слабая и протяженная структура. Это было ключом к тому, чтобы избежать погрешностей в наших измерениях», - говорит Мирейя. Благодаря полученным данным исследователи смогли продемонстрировать потенциал внутрикластерного света для изучения и понимания процессов, которые участвуют в формировании структур столь массивных, как скопления галактик.

«Анализируя этот рассеянный свет, мы обнаруживаем, что внутренние части скопления формируются в результате слияния массивных галактик, в то время как внешние части обусловлены аккрецией галактик, похожих на наш Млечный путь», - отмечает она.

Но эти наблюдения дают ключ не только к пониманию формирования скоплений галактик, но и к свойствам таинственного компонента нашей Вселенной - темной материи. Звезды, излучающие внутрикластерный свет, следуют за гравитационным полем скопления, что делает этот свет отличным индикатором распределения темной материи в этих структурах.

«JWST позволит нам охарактеризовать распределение темной материи в этих огромных структурах с беспрецедентной точностью и пролить свет на ее основную природу», - заключает Игнасио Трухильо, второй автор статьи.

Ученые обнаружили древние шаровые скопления на снимке «Джеймса Уэбба»

Используя космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), исследователи из канадской команды CANUCS (CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey) идентифицировали самые отдаленные шаровые скопления, в которых могут находиться старейшие звезды во Вселенной. Исследование было опубликовано в Astrophysical Journal Letters. Используя детализированные снимки «Уэбба», ученые сосредоточились на изучении галактики Спарклер (Бенгальский огонь), которая находится на расстоянии 9 миллиардов световых лет от нас. Эта галактика получила свое название из-за маленьких желто-красных точек, окружающих ее. Команда предположила, что эти искорки могут быть либо молодыми скоплениями, активно формирующими звезды, либо старыми шаровыми скоплениями. Проведя первоначальный анализ 12 из этих объектов, исследователи определили, что 5 из них являются одними из старейших шаровых скоплений, известных нам на данный момент. Исследователи наблюдают галактику Спарклер и шаровые скопления вокруг нее такими, какими они были около 9 миллиардов лет назад. То есть на тот момент Вселенной было всего около 4,5 миллиардов лет. До сих пор астрономы не могли наблюдать окружающие галактику Спарклер компактные объекты, но все изменилось благодаря повышенному разрешению и чувствительности JWST. Кроме того, галактика Спарклер увеличена в 100 раз благодаря эффекту, называемому гравитационным линзированием. Скопление галактик SMACS 0723, находящееся на переднем плане, искажает то, что находится за ним, словно гигантская лупа.

«Наше исследование Спарклер подчеркивает огромную силу сочетания уникальных возможностей JWST с естественным увеличением, обеспечиваемым гравитационным линзированием», - говорит руководитель группы CANUCS Крис Уиллотт. – «Команда с нетерпением ждет новых открытий, когда JWST обратит свой взор на скопления галактик CANUCS в следующем месяце».

Ученые объединили новые данные с инструмента NIRCam телескопа Джеймса Уэбба с архивными данными «Хаббла». Также ученые использовали канадский прибор для формирования изображения в ближнем ИК-диапазоне и бесщелевой спектрограф NIRISS, который предоставил независимое подтверждение того, что объекты являются старыми шаровыми скоплениями.

Обнаружен новый далекий и холодный коричневый карлик

С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) международная группа астрономов обнаружила новый тусклый, далекий и холодный коричневый карлик. Недавно обнаруженный объект, получивший обозначение GLASS-JWST-BD1, оказался примерно в 31 раз массивнее Юпитера. Открытие было подробно описано в статье, опубликованной 29 июля на arXiv.org. Коричневые карлики являются промежуточными объектами между планетами и звездами. Астрономы в целом согласны с тем, что это субзвездные объекты, имеющие диапазон масс от 13 до 80 масс Юпитера. Т-карлики - класс коричневых карликов с эффективной температурой от 500 до 1500 К. Это самые холодные и наименее яркие из обнаруженных до сих пор подзвездных объектов. Хотя на сегодняшний день обнаружено множество коричневых карликов, Т-карлики не очень распространены, поскольку на данный момент идентифицировано всего около 400 таких объектов. Открытие нового Т-карлика было сделано в рамках проекта «Сквозь Зазеркалье» (GLASS-JWST) программы JWST Early Release Science (ERS), нацеленного на изучение массивного скопления галактик Abell 2744. «Открытие стало возможным благодаря чувствительности JWST на длинах волн 4 мкм и панхроматическому охвату 0,9–4,5 мкм спектрального распределения энергии», — пишут ученые в статье.

Согласно исследованию, GLASS-JWST-BD1 имеет массу около 31,43 массы Юпитера и эффективную температуру около 600 К. Возраст этого коричневого карлика оценивается в 5 миллиардов лет.

Сравнение с теоретическими моделями позволяет предположить, что GLASS-JWST-BD1 является Т-карликом позднего типа. Новый объект находится на расстоянии от 1 850 до 2 350 световых лет от Земли в направлении перпендикулярном плоскости Млечного Пути. Результаты показывают, что этот объект, вероятно, является частью гало.

Астрономы отметили, что необходимы дальнейшие наблюдения за GLASS-JWST-BD1, чтобы подтвердить его Т-карликовую природу.

Авторы статьи подчеркнули, что их открытие демонстрирует способность JWST исследовать отдаленные маломассивные галактические звездные и субзвездные объекты.

Телескоп «Джеймс Уэбб» прибыл в Южную Америку, откуда отправится в космос в декабре

Многолетняя разработка и многочисленные задержки, связанные с запуском в космос телескопа «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope) Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США, подошли к концу. Телескоп успешно доставили во Французскую Гвиану, Южная Америка, откуда он будет запущен в космическое пространство 18 декабря. «Джеймс Уэбб» провёл 16 дней в море, которые потребовались, чтобы доставить его из Калифорнии, где он находился последние несколько лет на этапе финальной сборки. Во время транспортировки на французском грузовом корабле телескоп был упакован в специальный контейнер. Его прибытие в Южную Америку знаменует финальный этап подготовки, после которого телескоп с помощью ракеты-носителя Ariane-5 будет доставлен в космос. Теперь, когда JWST прибыл во Французскую Гвиану, миссия по его выведению на орбиту как никогда близка к завершению. Разработка космического телескопа началась ещё в 1996 году, а его запуск в космос должен был состояться в 2007 году. Вся эта кампания оценивалась в $1 млрд. Однако «Джеймс Уэбб» многократно дорабатывали и откладывали его запуск, из-за чего стоимость миссии возросла до $9,7 млрд. В прошлом месяце NASA объявило о том, что запуск JWST состоится 18 декабря 2021 года, что примерно на 14 лет позже, чем было запланировано изначально.

Задержки запуска во многом обусловлены проблемами, которые были выявлены в ходе всесторонних испытаний телескопа. Помимо прочего, аппарат подвергся вибрационным и криогенным испытаниям, которые должны были показать, что JWST выдержит тряску при пуске и сможет функционировать в суровых условиях космоса. Однако в ходе испытаний некоторые винты раскрутились, часть клапанов вышла из строя, а в тонком солнцезащитном щите, предохраняющем оборудование от перегрева при прямом попадании солнечных лучей, были обнаружены трещины.

В конечном счёте завершить подготовку телескопа удалось только в августе этого года, после чего в течение месяца его упаковывали для транспортировки на космодром. Перед пуском ещё предстоит масса работы по транспортировке на космодром и подготовке к запуску на ракете Ariane-5.

Телескоп James Webb прошёл важнейший тест системы развёртывания несущей мачты

Во вторник 9 июня 2020 года в Центре космических полётов имени Годдарда успешно прошло испытание системы развёртывания несущей мачты Deployable Tower Assembly (DTA) космического телескопа имени Джеймса Уэбба (James Webb Space Telescope, JWST). В ходе испытания несущая мачта раздвинулась на 1,2 метра (48 дюймов) и тем самым обеспечила удаление основного зеркала и приборного отсека от космической платформы. Такое разделение необходимо для максимальной изоляции охлаждённого зеркала и приборов от тёплых элементов платформы. Полностью развернутая DTA на космическом телескопе Джеймса Уэбба. Соединяющая нижнюю и верхнюю части конструкции телескопа, она будет выдвинута на 48 дюймов (1.2 м) после запуска. Руководитель систем развёртывания космического телескопа Альфонсо Стюарт прокомментировал успешное испытание: «Телескоп работал точно так, как прогнозировалось … Впервые была протестирована конфигурация максимально приближенная к полётной. Такой тест даёт возможность оценить все интерфейсы и взаимодействия между прибором и шинными секциями обсерватории» Развёртывание несущей мачты проходило в течении нескольких часов и для максимального приближения к условиям невесомости использовалась уникальная система подъёмных кранов и противовесов. Особую сложность испытанию придавала конфигурация космической обсерватории: аппарат полностью собран и любые динамические операции требуют особой тщательности в подготовке и проведении.

Складная конструкция несущей фермы необходима телескопу для того, что бы он в сложенном виде мог поместиться в обтекателе ракеты-носителя. Для запуска JWST производители ракеты-носителя «Ариан-5» создали обтекатель диаметром 5,4 метра — самый большой в семействе «Ариан».

Космический телескоп имени Джеймса Уэбба — это международная программа, возглавляемая NASA при участии Европейского и Канадского космических агентств. Запуск космической обсерватории многократно переносился и последний раз был запланирован на март 2021 года, но из-за коронавируса произойдет еще один перенос. Новая дата должна быть объявлена в следующем месяце. Ждем!

Разрабатывается новая концепция космических телескопов

Уже не первый год продолжается строительство космического телескопа JWST, который должен прийти на смену старому, доброму Hubble. Он станет мощнее, сможет увидеть больше, но также будет намного больше, тяжелее и дороже, чем даже отнюдь не маленький Hubble. Масштабы телескопов, действительно, растут постоянно. Растут и расходы на них, регулярно приводя к задержкам в реализации: запуск того же JWST откладывали уже неоднократно. Такие проблемы заставляют специалистов присматриваться к другим архитектурным решениям для создания телескопов сверхвысокого разрешения. Заменить один массивный аппарат мог бы «рой» согласованно работающих малых зондов — концепцию этой системы выдвигают американские астрофизики Джейс Доуэлл (Jayce Dowell) и Грегори Тейлор (Gregory Taylor). Их статья готовится к публикации в Journal of Astronomical Instrumentation, а пока представлена в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.org. Авторы призывают отойти от традиционного, «монолитного» устройства телескопов к сетевой архитектуре «роя», распределенного массива автономных систем, связанных высокопроизводительной системой коммуникаций.

Тем более что сходным образом работают такие современные инструменты, как радиоинтерферометры со сверхдлинными базами: они могут включать антенны, находящиеся в разных обсерваториях, странах и континентах, объединенные в единый инструмент.

По словам ученых, смена парадигмы «требует смещения точки принятия решений от людей-операторов к программному обеспечению, которое будет работать в каждой части обсерватории». Компьютерные системы управления смогут взаимодействовать друг с другом, настраивать «рой» телескопов под каждое конкретное наблюдение и контролировать его. Разумеется, и JWST, и другие современные телескопы уже высоко автоматизированы, но «уровень ответственности» и независимости каждого управляющего компьютера в «рое» должен быть выше.

Другим важным элементом «роя телескопов» станет связь между отдельными элементами — централизованная, ориентированная на один или несколько важнейших центров либо полностью распределенная, без определенного центрального узла. Наконец, третьим элементом «роя» авторы называют передачу собранных данных — либо после наблюдений, блоками больших размеров, как это делает радиоинтерферометр VLBA, либо в режиме реального времени.

Доуэлл и Тейлор заключают, что такой «рой» станет естественным новым шагом в развитии инструментов астрономии. Их предложение развивает некоторые звучавшие ранее концепции, включая LUVOIR, который подразумевает создание космической системы аппаратов с общей разрешающей способностью телескопа с 30-метровым зеркалом. Не так давно проект LUVOIR выбрали для эскизной проработки в рамках программы NASA NIAC.

Запуск космического телескопа «Джеймс Уэбб» опять отложат

Издание Space News со ссылкой на отчет Счетной палаты США, представленный 28 февраля, сообщает, что космический телескоп «Джеймс Уэбб» аэрокосмического агентства NASA может с высокой долей вероятности столкнуться с дополнительными задержками и переносами запуска. В предоставленном в американский Конгресс документе говорится, что разработка космического аппарата исчерпала практически все выделенные ресурсы и поэтому вполне возможно, что телескоп не будет запущен в космос в рамках выделенного окна до июня 2019 года. Разработка космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) ведется уже долгие годы. Изначально аппарат планировалось запустить в 2014 году, однако чрезмерно высокие затраты на его постройку и серьезное отставание от графика вынудили NASA перенести предполагаемую дату старта миссии сначала на сентябрь 2015 года, потом – на октябрь 2018 года. Однако в сентябре 2017-го NASA объявило о том, что переносит запуск на другой срок. Этим сроком должно было стать окно между мартом и июнем 2019 года. По мнению агентства, к этому моменту все работы над космическим аппаратом планировалось уже завершить.

Новое окно запуска давало команде миссии дополнительные четыре месяца на подготовку телескопа к работе. Однако в свежем отчете Счетной палаты США говорится о том, что вскоре после объявления нового времени запуска руководители проекта узнали, что компании Northrop Grumman (является разработчиком JWST по заказу NASA) может потребоваться еще дополнительные три месяца. Такой вывод был сделан «согласно результатам испытаний по развертыванию элементов телескопа, а также проверке солнцезащитного экрана его зеркала», в то время как само агентство проводило испытания оптической системы телескопа и его научных инструментов.

На самом деле серьезные проблемы стали отмечаться еще в 2016 году. Тогда после проведенных вибрационных тестов инженеры NASA заявили о наличии неких аномалий в работе. В подробности вдаваться агентство не стало, но это заставило его провести детальную проверку телескопа, поскольку эти аномалии могли говорить о возможных повреждениях или трещинах в научных инструментах аппарата или его корпусе.

Позже выяснилось, что источник проблемы скрывается не в конструкции самого телескопа, а в специальных креплениях, которые удерживают лепестки его зеркала на месте, не давая им развернуться. Напомним, что «Джеймс Уэбб» имеет сборную конструкцию. Телескоп просто огромен, поэтому в космос его планируется отправлять в сложенном виде. Большое 6,5-метровое зеркало аппарата и аналогичных размеров экран, защищающий его от солнечного света, разделены на три части, которые планируется развернуть, когда телескоп выйдет в космос.

Проблемы с этими креплениями инженеры пытались решить в течение всего прошлого года, что фактически «съело» все резервное время, которое изначально было заложено в программу постройки на случай каких-то непредвиденных обстоятельств.

В настоящий момент сотрудники Northrop Grumman трудятся над JWST в три смены 24-часа в сутки. С сентября прошлого года объем рабочей силы, выделенный на проект телескопа, уже в пять раз превысил изначальные цифры.

По мнению комиссии Счетной палаты, все это может привести к тому, что запуск обсерватории состоится не раньше лета 2019 года. И то только в том случае, если все остальные фазы проверки и подготовки аппарата к запуску пройдут идеально, без каких-либо заминок или задержек. В это верится с трудом, поэтому запуск «Джеймса Уэбба» может быть перенесен на вторую половину 2019 года или даже на начало 2020 года.

«Нам будет очень тяжело уложиться в текущую программу запуска миссии. Мы надеемся, что мы завершим все проверки и запустим телескоп в космос примерно через полтора года», — прокомментировал Грег Робинсон, заместитель главы директората научных миссий в NASA.
Что это значит? А это значит, что проект в очередной раз выйдет за рамки бюджета, что, в свою очередь, может привести к конфликту между NASA, Конгрессом и Белым домом, выразившим желание вкладывать новые средства в программу освоения Луны, а не в новые научные космические проекты.

Дополнительные сложности может создать и то, что ревизоры NASA считают руководство миссии главными виновниками в появлении этих задержек, так как они проигнорировали рекомендации космического агентства по просчету всех рисков, которые были озвучены еще в 2012 году, после первого переноса сроков запуска «Джеймса Уэбба».