mei 17, 2022

Groenhuis

Groenhuis is de toonaangevende aanbieder van kwalitatief Nederlands nieuws in het Engels voor een internationaal publiek.

Hoe de James Webb-ruimtetelescoop alle verwachtingen overtrof

Hoe de James Webb-ruimtetelescoop alle verwachtingen overtrof

Op 25 december 2021 werd de James Webb Space Telescope gelanceerd in de ruimte.

Op 25 december 2021 werd de James Webb Space Telescope met succes in een baan om de aarde gelanceerd vanaf een raket van Ariane 5. Raketlanceringen waren de enige manier waarop we een ruimtevaartuig over grote afstanden door de ruimte konden voortstuwen.

(credit: ESA-CNES-ArianeSpace / Optique Video du CSG / NASA TV)

Het plan voorzag in zes maanden van detachering, koeling en kalibratie.

De secundaire spiegeldiffusievolgorde wordt weergegeven in deze time-lapse-afbeelding. Het moet zich op precies iets minder dan 24 voet of iets meer dan 7 meter van de primaire spiegel bevinden. Dit was een van de paar honderd stappen die zonder mankeren zoals gepland moesten gebeuren om een ​​volledig functionele JWST online te brengen.

(credit: NASA/James Webb Ruimtetelescoopteam)

Daarna zullen wetenschappelijke processen beginnen, resulterend in een levensverwachting van 5 tot 10 jaar.

James Webb Ruimtetelescoop

Als alle optica correct is ingezet en de telescoop volledig is gekalibreerd, zou James Webb in staat moeten zijn om elk buitenaards object in het universum met ongekende nauwkeurigheid te bekijken, met zijn primaire en secundaire spiegels die het licht op de instrumenten richten, waar gegevens kunnen worden genomen, verkleind , en keerde terug naar de aarde.

(credit: NASA/James Webb Ruimtetelescoopteam)

Echter, op 28 april 2022, Lijn elk gereedschap uit Het werd voltooid, met een verwachte levensduur van maximaal 20 jaar.

Deze afbeelding toont de 18 afzonderlijke segmenten die de primaire spiegel van James Webb vormen, en de drie onafhankelijke sets spiegels, gelabeld met de letters A, B en C en de nummers 1 tot en met 6, die overeenkomen met de positie waarin elke spiegel is vastgezet tot op dit moment. Telescoop publiceren.

(credit: NASA/James Webb Ruimtetelescoopteam)

De prestaties van zowel de telescoop als het team waren verbluffend, over het algemeen boven verwachting.

READ  Astronaut John Glenn, de eerste Amerikaan in een baan om de aarde aan boord van Friendship 7

Deze afbeelding met meerdere panelen toont de details die door beide JWST-instrumenten worden geretourneerd in hetzelfde aanwijs-/gezichtsveld. Voor het eerst zijn alle instrumenten over het volledige gezichtsveld correct en volledig gekalibreerd, waardoor JWST een stap dichter bij de start van wetenschappelijke operaties komt.

(credit: NASA / STScI)

Ten eerste: de originele brandstof bespaard tijdens de lancering en bedoeld voor koerscorrectie.

Nu het zonnepaneel 29 minuten na de lancering is ingezet en ongeveer 4 minuten eerder dan gepland, is het duidelijk dat NASA’s James Webb Space Telescope in gebruik is, stroom ontvangt en op weg is naar zijn eindbestemming. De lancering was een ongekend succes.

(credit: NASA TV / YouTube)

JWST arriveerde eerder dan gepland op zijn bestemming, punt L2 Lagrange.

Elke planeet draait om een ​​ster met vijf posities eromheen, Lagrangiaanse punten, die gemeenschappelijke baan. Een object dat zich precies op L1, L2, L3, L4 of L5 bevindt, zal gedurende exact dezelfde periode om de zon blijven draaien als de banen van de aarde, wat betekent dat de afstand tussen de aarde en het ruimtevaartuig constant zal zijn. L1, L2 en L3 zijn onstabiele evenwichtspunten en vereisen periodieke baancorrecties om de positie van het ruimtevaartuig daar te behouden, terwijl L4 en L5 stabiel zijn. Webb heeft zichzelf met succes in een baan rond L2 gebracht en moet altijd uit de buurt van de zon zijn voor koelingsdoeleinden.

(credit: NASA)

Elk onderdeel wordt correct ingezet en gekoeld zoals gepland.

De huidige staat van de JWST laat zien hoe ver het is gegaan door elke stap van zijn implementatie, inclusief de kalibratie van verschillende componenten en de temperatuur van elk apparaat. Wetenschappelijke operaties staan ​​op het punt te beginnen.

(credit: NASA / JWST-team / STScI)

begin februari, 7 stappen uitlijning / inbedrijfstelling Het proces is begonnen.

READ  Astronomen hebben twee gigantische zwarte gaten ontdekt die in een spiraal in de richting van een botsing draaien
James Webb Hubble

Een deel van het Hubble eXtreme Deep Field dat in totaal 23 dagen in beeld is gebracht, in tegenstelling tot het gesimuleerde beeld dat door JWST in het infrarood is voorspeld. Door zijn doelen verstandig te kiezen, zou de James Webb-ruimtetelescoop buitengewone details moeten kunnen onthullen over de verste objecten in het universum die geen enkel ander observatorium kan onthullen. Zodra de kalibratie is voltooid, kan dit soort wetenschappelijk werk beginnen.

(credit: NASA/ESA en Hubble/HUDF-team; JADES-samenwerking voor NIRCam-simulatie)

Eerst werden de afbeeldingen bepaald die door elke spiegelclip werden geproduceerd.

James Webb nagels

Deze mozaïekafbeelding is gemaakt door de telescoop te richten op een heldere, geïsoleerde ster in het sterrenbeeld Ursa Major, bekend als HD 84406. Deze ster is speciaal gekozen omdat hij gemakkelijk te identificeren is en niet vol staat met andere sterren met vergelijkbare helderheid, wat helpt om de achtergrond. verwardheid. Elk punt in het mozaïek wordt gemarkeerd door het bijbehorende primaire spiegelsegment dat het heeft vastgelegd. Deze voorlopige resultaten sluiten nauw aan bij de verwachtingen en simulaties.

(credit: NASA)

Ten tweede werden de afbeeldingen uitgelijnd en vervolgens werden de derde gestapeld.

Deze animatie met drie panelen toont het verschil tussen de 18 afzonderlijke afbeeldingen die niet zijn uitgelijnd, diezelfde afbeeldingen nadat elk segment beter was samengesteld, en vervolgens de uiteindelijke afbeelding waar de afzonderlijke afbeeldingen van alle 18 spiegels werden gestapeld en bij elkaar opgeteld. Het patroon gemaakt door deze ster, bekend als een “nachtmerrie-sneeuwvlok”, kan worden verbeterd met een betere kalibratie.

(tegoeden: NASA/STScI, opgesteld door E. Siegel)

Ten vierde werden 18 kleine telescopen tot één grote telescoop gemaakt.

READ  Botsingen tussen Boeing en een grote leverancier voor de lancering van het Starliner-ruimtevaartuig

Na beeldstapeling, waarbij al het licht op één plek op de detector wordt geplaatst, moeten de secties nog steeds met elkaar worden uitgelijnd met een resolutie onder de golflengte van het licht. Het meet de grove fase en corrigeert de verticale verplaatsing (dwz het zuigerverschil) van de spiegelsegmenten. Kleine zuigerfouten resulteren in minder “scheerschacht”-lijnen in deze NASA-simulatie.

(credit: NASA)

Ten vijfde trad de NIRCam-microgradiënt op, wat resulteerde in de creatie van Het eerste volledig gefocuste beeld.

James Webb nagels

De eerste minuut-fase afbeelding die ooit is vrijgegeven door NASA’s James Webb Space Telescope toont een enkel beeld van een ster, compleet met zes opmerkelijke (en twee minder prominente) diffracties, met een achtergrond van sterren en melkwegstelsels erachter. Hoe cool deze afbeelding ook is, het is waarschijnlijk de slechtste James Webb Space Telescope-afbeelding die je vanaf hier ooit zult zien.

(credit: NASA / STScI)

JWST Unieke set nagels Het komt voort uit het optische ontwerp van de telescoop.

Puntvoortplantingsfunctie voor de James Webb Space Telescope, zoals voorspeld in een document uit 2007. De vier factoren van de hexagonale (niet-cirkelvormige) primaire spiegel bestaan ​​uit een reeks van 18 betegelde zeshoeken, elk met ongeveer 4 mm openingen, en drie steunsteunen om de secundaire spiegel op zijn plaats te houden, creëren ze allemaal een onvermijdelijke reeks pieken die verschijnen rond de lichtpuntbronnen die zijn afgebeeld met JWST.

(credit: R.B. Makidon, S. Casertano, C. Cox & R. van der Marel, STScI/NASA/AURA)

Ten zesde strekte de uitlijningsdekking zich uit over de JWST-toolkit en het hele gezichtsveld.

Na het optimaliseren van de podia is de telescoop goed uitgelijnd op slechts één plek in het gezichtsveld van de NIRCam. Door metingen op meerdere veldpunten over elk instrument uit te voeren, kunnen intensiteitsverschillen tot in de perfectie worden geminimaliseerd, waardoor een goed gecoördineerde telescoop over alle wetenschappelijke instrumenten wordt bereikt.

(credit: NASA)

Ten zevende maakten de laatste iteratieve correcties een einde aan de uitlijning.

Geometrische afbeeldingen van sterk gefocuste sterren in het gezichtsveld van elk instrument laten zien dat de telescoop perfect is uitgelijnd en scherpgesteld. In deze test wees Webb naar een deel van de Grote Magelhaense Wolk, een klein satellietstelsel van de Melkweg, dat een dicht veld van honderdduizenden sterren over alle sensoren van het observatorium verschaft.

(credit: NASA / STScI)

nu NircamEn

Oorspronkelijk, toen de eerste beelden van JWST’s verbluffende “8-puntige” ster werden geproduceerd, was dit een indicatie dat de ruggengraatcamera van het ruimtevaartuig, NIRCam, op een bepaald moment was gekalibreerd. Nu vindt deze kalibratie plaats over het hele gezichtsveld van de JWST, over het volledige NIRCam-veld en de velden van alle andere instrumenten.

(credit: NASA / STScI)

precisie stuursensor,

De JWST Precision Wisdom-sensor volgt de leidende sterren om het observatorium precies en nauwkeurig te oriënteren, en maakt kalibratiebeelden in plaats van de beelden die worden gebruikt om wetenschappelijke gegevens te extraheren.

(credit: NASA / STScI)

NerisEn

De near-infrared imaging en spectrograaf, die deel uitmaakt van hetzelfde instrument als de Precision Orientation Sensor, is ontworpen om uit te blinken in ontdekking, karakterisering en transitspectroscopie van exoplaneten. Als er essentiële hints zijn over exoplaneten, zou het NIRISS-instrument ze moeten vinden.

(credit: NASA / STScI)

dichtbijgelegen,

NIRSpec is een spectrometer, geen imager, maar kan afbeeldingen maken, zoals de afbeelding van 1,1 m die hier wordt getoond, voor kalibratie en doelacquisitie. De donkere gebieden die zichtbaar zijn in delen van de NIRSpec-gegevens zijn te wijten aan hun microshutter-arraystructuren, die honderdduizenden regelbare luiken bevatten die kunnen worden geopend of gesloten om te bepalen welk licht naar de spectrometer wordt gestuurd.

(credit: NASA / STScI)

En Alle MIRI-tools zijn uitgelijnd.

Hoewel het MIRI-instrument (Intermediate Infrared Instrument) van de James Webb Space Telescope minder nauwkeurig is vanwege de lange golflengten die het beïnvloedt, is het in veel opzichten ook het krachtigste instrument dat in staat is om de meest afgelegen functies in het universum te onthullen. .

(credit: NASA / STScI)

Alleen maar Instrument inbedrijfstelling en definitieve kalibraties Stoffelijk overschot.

Dit is een gesimuleerd JWST/NIRCam-mozaïek gegenereerd met JAGUAR en Guitarra om NIRCam-beelden te simuleren, op de geprojecteerde diepte van JADES Deep. Het is zeer waarschijnlijk dat James Webb in zijn eerste jaar van wetenschappelijke operaties veel van de records die Hubble in de loop van 32 jaar (en nog steeds) heeft gevestigd, zal breken, inclusief de records voor de meest verre sterrenstelsels en de meest verre ster.

(credit: C. Williams et al., ApJ, 2018)

Met brandstofbesparing en snelle uitlijning, ~Meer dan 20 jaar wetenschappelijke operaties begint binnenkort.

Mostly Mute Monday vertelt een astronomisch verhaal met foto’s, visuals en niet meer dan 200 woorden. zwijgzaam; lach meer.