Космический телескоп имени Джеймса Уэбба. Авторы и права: NASA.
Когда он начнёт свою миссию в следующем году, космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) станет самой большой и сложной обсерваторией, когда-либо запущенной в космос. Именно из-за этого миссия несколько раз откладывалась, так как наземные бригады были вынуждены подвергнуть телескоп длительной серии дополнительных испытаний. Всё это необходимо для того, чтобы JWST смог нормально работать в вакууме при экстремальных температурах.
Недавно группы тестирования провели критическое испытание наземного сегмента, в ходе которого полностью собранная обсерватория была запитана, чтобы посмотреть, как она будет реагировать на команды в космосе. Эти команды были отданы из Оперативного центра миссии в Научном институте космического телескопа (STScI) в Балтиморе. Пройдя этот последний рубеж, JWST теперь находится на пути к запланированному запуску в октябре следующего года.
Подводя итог, можно сказать, что при тестировании наземного сегмента бригады проводят полный непрерывный процесс, который начинается с планирования миссии и заканчивается публикацией полученных научных данных в архиве сообщества. Это гарантирует, что все компоненты обсерватории будут функционировать в космосе и будут работать со сложными коммуникационными сетями как для приёма команд, так и для отправки данных.
Как сказала Аманда Арваи, заместитель начальника отдела операций в STScI, в недавнем пресс-релизе НАСА:
“Это был первый раз, когда мы одновременно работали как с реальной лётной аппаратурой, так и с наземной системой. Мы выполняли части этого теста во время сборки обсерватории, но это первая в истории и полностью успешная непрерывная работа обсерватории и наземного сегмента. Это большая веха для проекта, и очень приятно видеть, что Уэбб работает так, как ожидалось”.
Для этого теста команда миссии отправила команды из Оперативного центра миссии для активации и последующего управления каждым из четырёх инструментов, которые составляют интегрированный модуль научных приборов JWST (ISIM). К ним относятся камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec), прибор для работы в среднем диапазоне инфракрасного излучения (MIRI), а также датчик точного наведения / устройство формирования изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и бесщелевой спектрограф (FGS / NIRISS).
Космический телескоп Хаббл (слева) имеет 2,4-метровое зеркало и телескоп Джеймса Уэбба, имеющий 6,5-метровое зеркало. Авторы и права: NASA.
Как только Уэбб окажется в космосе, команды будут отправлены из STScI в Балтиморе в один из трёх массивов, составляющих сеть Deep Space Network (DSN). НАСА использует этот международный массив радиоантенн, которые расположены в Калифорнии, Испании и Австралии, для связи с миссиями, когда они находятся в глубоком космосе. Затем эти команды будут переданы в обсерваторию, которая вращается в точке Лагранжа L2 Земля-Солнце.
Чтобы смоделировать расстояния, которые будут задействованы, когда JWST будет находиться в космосе – 374 000 километров (232 000 миль) в перигее и 1,5 миллиона километров (930 000 миль) в апогее, – группа управления полётами использовала специальный эмулятор, который имитировал радиосвязь между телескопом и обсерваторией DSN. Затем команды передавались через эмулятор DSN в JWST, который в настоящее время находится в чистом помещении на предприятии Northrop Grumman в Редондо-Бич, Калифорния.
Как заявила Арвай, это был первый раз, когда лётная группа продемонстрировала полный цикл проведения наблюдений с помощью набора ISIM обсерватории. Как она это описала:
“Этот цикл начинается с создания плана наблюдений наземной системой, которая связана с обсерваторией группой управления полётами. Затем научные инструменты Уэбба выполнили наблюдения, и данные были переданы обратно в Операционный центр миссии в Балтиморе, где научные данные обрабатывались и распространялись среди учёных”.
Тест проводился командой, состоящей из почти 100 человек в течение четырёх дней подряд. Однако внутри Оперативного центра миссии присутствовали только семь сотрудников из-за кадровых ограничений, наложенных пандемией COVID-19. Остальная часть команды работала удалённо и полагалась на дистанционное присутствие для регулярного наблюдения за ходом тестирования.
Когда это испытание будет завершено, следующим шагом в подготовке обсерватории к работе в космосе будет измерение уровня акустики и синусоидальной вибрации. Они определят, сможет ли обсерватория противостоять суровым условиям и силам, которые она будет испытывать во время запуска и в экстремальных условиях космоса. Подобные тесты были проведены с использованием отдельных компонентов Уэбба, но это будет первый раз, когда будет протестирован полностью собранный телескоп.
Космический телескоп Джеймса Уэбба. Авторы и права: NASA.
JWST является результатом многих лет напряжённой работы научных институтов, коммерческих структур, а также нескольких космических агентств – НАСА, ЕКА и Канадского космического агентства (CSA). После запуска в октябре 2021 года этот космический телескоп следующего поколения существенно расширит открытия, сделанные такими миссиями, как космические телескопы “Хаббла”, “Кеплер” и “Спитцер”, и продолжит работу с того места, где они остановились.
Его передовой набор инфракрасных инструментов, спектрографов и коронографов позволит наблюдать далёкие звёзды и экзопланеты, что позволит учёным изучить их как никогда раньше и определить, могут ли они быть обитаемыми. Он также будет искать жизнь в нашей Солнечной системе, изучая планеты и спутники, особенно ледяные спутники Юпитера и Сатурна, которые имеют внутренние океаны (Европа, Ганимед, Энцелад, Титан…)
Его мощная оптика позволит ему заглянуть в самый ранний период жизни Вселенной, давая нам представление о том, когда и как образовались первые звёзды и галактики. И он будет исследовать крупномасштабную структуру Вселенной, чтобы измерить скорость её расширения и определить роль, которую играют тёмная материя и тёмная энергия в космической эволюции.
Источник: universetoday.ru
