Космический телескоп имени Джеймса Вебба
Рис.5.3 Оптическая схема телескопа HST
Рис.5.4 Задачи космического аппарата GAIA
Рис.5.3 Положение на орбите космического аппарата GAIA
Рис.5.2 Состав космического аппарата GAIA
Рис.5.1 Оптическая схема и общий вид телескопа GAIA
 |
Телескоп HST <http://hubble.esa.int>
В 1990 году был запущен на околоземную орбиту уникальный телескоп HST (Hubble Space Telescope), более известный как “Телескоп Хаббла” Европейского Космического Агенства (ESA). Свое имя телескоп получил в честь выдающегося астронома Эдвина Хаббла – исследователя в области галактической астрономии, открывшего закон красного смещения.
Оптические данные HST:
· Оптическая схема HST (рис.5.3) кассегреновского типа (вариант Ричи-Кретьена) включает главное зеркало (b), диаметром 2.4 метра (f/1.24); зеркало гиперболическое, изготовлено из керамики;
· Вторичное зеркало (a) также гиперболическое;
· Имеется активный корректор адаптивной оптики.
Технические характеристики:
· Диаметр поля зрения (FOV) окулярного регистрирующего устройства (c) 69¢ имеет три сектора для научных приборов: - WFPC2 (планетарная камера широкого поля), STIS (спектрограф), NICMOS (инфра-красная камера), FOC (камера узкого поля для наблюдения слабых обьектов), Fine Guidance Sensors (камера для гидирования и астрометрии); все приборы работают независимо;
· Диапазон длин волн: 0.1 - 2.5 микрон;
· Величина углового разрешения до 0.²005;
· Предельная звездная величина около 26m , при длительных экспозициях до десяти и более часов;
· Стартовый вес телескопа - 11.1 тонн;
· Габаритные размеры телескопа: длина 15.9 м, диаметр - 4.2 м; 2 солнечные панели - каждая размером 2.4м ´ 12.1м;
· Орбита - круговая, 600 км над поверхностью Земли, наклон к экватору 28.05;
· Ожидаемое время работы - 20 лет, каждые 2.5 года выполнятся полеты КА «Шаттл» для ремонта и замены оборудования, 5 лет - для профилактики и коррекции орбиты; связь с HST выполняется через геостационарные коммуникационные спутники, в обьеме около 5 Гигабайт за сутки;
· Стоимость HST около 1.2 млрд долларов США, стоимость одного полета Шаттла около 420 млн долларов.
По сравнению с наземными телескопами, угловое разрешение которых 0.²5-1.²0, разрешение Хаббла в 100 раз выше (0.²005); также возможны наблюдения обьектов на порядок более удаленных (до 14 млрд световых лет). HST - телескоп коллективного пользования для 13 европейских стран в рамках обсерватории Хаббла и института STScI при научном сотрудничестве ESA и NASA. Общее количество сотрудничающих с HST организаций насчитывает 864.
Задачи и достижения HST:
- Космология и структура Вселенной (глубокие обзоры для определения возраста и размера Вселенной - Hubble Deep Fields)
- Происхождение и эволюция Галактик - открытие скоплений (кластеров) галактик, гравитационных линз
- Млечный путь и его окружение
- Рождение и формирование звезд
- Происхождение и эволюция планетарных систем
- Определение координат избранных обьектов с точностью до ±0.²001.
Hubble Deep Fields - имели экспозиции от нескольких часов (обычно) до сверхдлинных, более 100 часов! Наблюдалось около 3000 галактик в одном поле поле (3.'6х3.'6). Получены совершенно новые данные о самом молодом периоде развития нашей Вселенной.
С помощью HST было подтверждено существование сверхмассивных обьектов, т.н. “черные дыры”, “гравитационные линзы”; С помощью HST были открыты десятки спутников больших планет (Юпитера, Сатурна) нашей солнечной системы, новые изображения поверхности Плутона, что невозможно с помощью наземных обсерваторий. был обнаружен кометный пояс из сотен млн комет, окружающий Солнечную систему; у спутника Юпитера Европы обнаружена тонкая кислородная атмосфера и др.
По своим возможностям HST можно сравнить с 8-10 метровым телескопом, установленным на Земле.
 |
Рис.5.4 Общий вид: Шаттл и HST
Рис.5.5 Изображения полей «Глубокого обзора» с космического телескопа Хаббла
JWST- James Webb Space Telescope (HST-II); http://www.jwst.nasa.gov/
В настоящее время наиболее амбициозным проектом в космическом телескопостроении является Космический Телескоп Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope, JWST), который предполагается запустить в 2014 г. Это будет самая большая инфракрасная обсерватория из когда-либо посланных на орбиту. У телескопа JWST будет сегментированное из бериллиевых пластин зеркало (диаметр 6.5м., фокусное расстяние 131.4 м) и солнечный щит размером 45м. Количество света, собираемого первичным зеркалом видимом и инфракрасном диапазоне, в шесть раз больше, чем у знаменитого телескопа Хаббла (диаметр зеркала Хаббла — 2,4 метра). Первичное зеркало и солнечный щит устанавливается после запуска и вывода телескопа в космическое пространство (точка Лагранжа 2).
Телескоп JWST - большая 6-тонная, 6.5-метровая космическая обсерватория, оптимизированная под инфракрасный диапазон ( от 0.6 to 27мкм). Расположение телескопа выбрано таким образом, что температура его рабочих инструментов будет ниже 50K (-223 °С).
Several innovative technologies have been developed for JWST. These include a folding, segmented primary mirror, adjusted to shape after launch; ultra-lightweight beryllium optics; detectors able to record extremely weak signals, microshutters that enable programmable object selection for the spectrograph; and a cryocooler for cooling the mid-IR detectors to 7K. The long-lead items, such as the beryllium mirror segments and science instruments, are under construction.
Научное оборудование JWST :
- прибор для работы в среднем диапазоне инфракрасного излучения (Mid-Infrared Instrument, или MIRI);
- камера ближнего инфракрасного диапазона (Near-Infrared Camera, или NIRCam);
- спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (Near-Infrared Spectrograph, или NIRSpec);
- датчик точного наведения (на объект наблюдения) с настраиваемыми фильтрами (Fine Guidance Sensor/Tuneable Filter Imager, или FGS/TFI).
