Инфографика и эмблемы миссии Ariane 5 ECA+ |James Webb Space Telescope (JWST)
Вячеслав Ермолин, 26 декабря 2021 года.
Инфографика миссии Ariane 5 ECA+ |James Webb Space Telescope (JWST)
Эмблема миссии
На сайте NASA и специальном сайте JWST есть отличная подробная инфографика проекта. Для примера...
Плюс пресс-кит от Arianespace
NASA, ESA, CSA готовы к запуску исторического космического телескопа «Джеймса Уэбба». NSF
Хейген Уоррен и Крис Гебхардт, 24 декабря 2021 г.
Ariane 5 с космическим телескопом «Джеймса Уэбба» на ELA-3 во Французской Гвиане. Фото: Крис Гебхардт (фото) Натан Баркер (обработка)
Это миссия, над которой мы работали более 25 лет. Революционный JWST (James Webb Space Telescope) — партнерство между NASA, ЕSA (Европейское космическое агентство) и CSA (Канадское космическое агентство) — находится на своей ракете Ariane 5 на стартовой площадке ELA-3 в Космическом центре Гвианы в Южной Америке.
Запуск «Джеймса Уэбба» намечен в 32-минутном «окне», которое откроется в субботу, 25 декабря, в 12:20 UTC (7:20 утра по восточному стандартному времени) с возможностью резервного запуска, доступной почти каждый день после этого. Ariane 5 не будет выводить JWST на околоземную орбиту, а вместо этого выведет телескоп на 30-дневную переходную траекторию к точке Лагранжа L2 в системе Солнце-Земля.
«Джеймс Уэбб» прибыл во Французскую Гвиану 12 октября 2021 года после многих лет обширных испытаний и окончательной интеграции генеральным подрядчиком Northrop Grumman. После прибытия во Французскую Гвиану «Джеймс Уэбб» был перевезен в Космический центр Гвианы, где были выполнены окончательные проверки, интеграция и заправка телескопа топливом.
«Джеймс Уэбб» был поднят и интегрирован наверху ракеты Ariane 5 11 декабря и заключен в 5,4-метровый обтекатель полезной нагрузки 18 декабря. Ariane 5 и «Джеймс Уэбб» вывезены из здания окончательной сборки пятью днями позже, 23 декабря, на стартовую площадку ELA-3 (Ensemble de Lancement Ariane 3).
Для «Уэбба» потребовались некоторые модификации Ariane 5, в том числе усиление дезактивации полезной нагрузки.
«Были предприняты некоторые меры предосторожности», — сказал Даниэль де Шамбюр, менеджер системы оперативного запуска Ariane 5.
«Для спутника мы установили специальный высокоэффективный фильтр HEPA для создания ламинарного потока вокруг Уэбба по мере необходимости. Основная цель заключалась в том, чтобы предотвратить загрязнение — обычное загрязнение — [в] 10 раз. Приняв эти меры, активный угольный фильтр в системе кондиционирования воздуха… это было необходимо для чувствительной аппаратуры Уэбба».
Кроме того, обтекатель полезной нагрузки, который будет защищать «Уэбба» от плотных нижних слоев атмосферы Земли в первые минуты полета, прошел более строгие процедуры очистки и обеззараживания: сначала очистили в Европе перед отправкой во Французскую Гвиану, а затем еще раз перед герметизацией.
Эти новые процедуры были специально разработаны для «Уэбба», но де Шамбюр отметил, что они, вероятно, будут в некоторой степени использоваться для предстоящей миссии ESA JUICE к спутникам Юпитера — миссии, которую в настоящее время планируется запустить на предпоследней в истории ракете Ariane 5.
Что касается «Уэбба», Ariane 5 начнет обратный отсчет в T-11 часов 23 минуты. Полная проверка электрических систем Ariane 5 состоится в Т-10 часов 33 минуты до начала загрузки топлива Ariane 5.
Топливное оборудование для ракеты Ariane 5 (Источник: Крис Гебхардт (фотография) Натан Баркер (правка)
Загрузка жидкого водорода и жидкого кислорода в первую ступень Ariane 5 начинается в T-4 часов 38 минут. Чуть более часа спустя жидкий водород и жидкий кислород начинают поступать во вторую ступень в Т-3 часа 23 минуты. Охлаждение главного двигателя Vulcain первой ступени начнется в Т-3 часа 18 минут.
В T-1 час 15 минут команды Arianespace проверит соединение между ракетой и системами телеметрии, слежения и управления. Чуть более часа спустя команды запуска проведут отчет «Все системы работают», чтобы подтвердить, что «Джеймс Уэбб» и Ariane 5 готовы к запуску.
В момент времени Т-4 в топливных баках первой и второй ступени будет повышено давление для полета. Затем, в T-1 минуту, Ariane 5 переключится на бортовое питание.
В момент T-5 секунд криогенные топливопроводы, которые снабжают резервуары Ariane 5 криогенным топливом, закроются и отведутся от ракеты. В момент времени Т-4 сек. последовательность запуска возьмет на себя бортовая система ракеты.
После T=0 загорится главный двигатель Vulcain первой ступени, а сдвоенные твердотопливные ракетные ускорители будут работать с момента T + 7,01 секунды.
В момент T + 7,3 секунды ракета Ariane 5 стартует с площадки ELA-3 в Космическом центре Гвианы с космическим телескопом «Джеймса Уэбба».
Отделение твердотопливных ускорителей произойдет в T + 2 минуты 22 секунды, со сбросом обтекателя полезной нагрузки в T + 3 минуты 26 секунд. Двигатель Vulcain исчерпает запас жидкого водорода и жидкого кислорода при T + 8 минут 47 секунд, после чего сразу же произойдет разделение ступеней и зажигание двигателя HM-7B на верхней ступени ESC-A (Etage Supérieur Cryogénique-A).
Верхняя ступень выполнит один непрерывный 16-минутный 6-секундный прожиг, чтобы направить «Уэбба» прямо на траекторию перехода к L2.
Отделение «Уэбба» от верхней ступени Ariane 5 запланировано через 27 минут 7 секунд после старта.
«Джеймс Уэбб» и Ариана 5 перемещаются из здания окончательной сборки на площадку ELA-3. (предоставлено: Крис Гебхардт (фотография) и Натан Баркер (обработка) для NSF L2
Космический телескоп «Джеймса Уэбба»
Хотя его миссия сейчас должна начаться, история JWST уходит своими корнями в середину 1990-х годов и в программу космического телескопа следующего поколения, который стремился значительно расширить возможности космического телескопа «Хаббл».
Таким образом, JWST технически не является заменой культовой обсерватории «Хаббла», а, скорее, является усовершенствованным дополнительным телескопом, который может видеть детали в таких длинах волн, которые не доступны «Хабблу».
Особый интерес для астрономов JWST представляет инфракрасная длина волны от 0,6 до 28,3 мкм, для которой оптимизирован «Уэбб». «Хаббл» наблюдает длины волн в ближнем, ближнем инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах от 0,1 до 1 мкм.
NASASpaceflight много писал о различных приборах на борту JWST, а также о его криокулере, который является ключом к охлаждению обсерватории до 6K для инфракрасных наблюдений.
Щелкните здесь, чтобы увидеть эти статьи.
Благодаря бериллиевому зеркалу диаметром 6,8 м, покрытому золотом, JWST сможет видеть «первый свет» примерно через 400 миллионов лет после Большого взрыва, когда формировались первые звезды и галактики.
Однако это не самое дальнее расстояние, которое видел телескоп; эта честь достается COBE (Cosmic Background Explorer).
COBE предоставил важные доказательства в поддержку теории Большого взрыва о создании Вселенной, в том числе то, что космическое микроволновое фоновое излучение имеет почти идеальный спектр черного тела и имеет очень слабую анизотропию.
Два главных исследователя COBE, Джордж Ф. Смут и Джон С. Мэзер, были удостоены Нобелевской премии по физике в 2006 году за свою работу с COBE. Джон Мазер сейчас является старшим научным сотрудником проекта JWST, который продолжит свою работу по исследованию формирования Вселенной, продолжая — с точки зрения того, что она может видеть — с того места, на котором остановился COBE.
Но «Уэбб» не только пытается вернуться к первым элементам формирования Вселенной. JWST также сможет видеть намного ближе к сегодняшнему дню, исследуя, среди прочего, атмосферы экзопланет, чтобы охарактеризовать их состав и раскрыть больше об их эволюции, а также об их способности поддерживать жизнь.
«Уэбба» также «попросят» наблюдать за планетами и другими целями в нашей солнечной системе.
Ariane 5 во время операций по загрузке гелия 24 декабря 2021 г. (Источник: Крис Гебхардт (фото) и Натан Баркер (обработка) для NSF)
Для выполнения разнообразных задач и исследований JWST состоит из: 18 гексагональных сегментов главного зеркала с золотым покрытием; вторичного фокусирующего зеркала; солнцезащитного экрана, чтобы сохранять холод и блокировать рассеянный свет от Солнца; криоохладителя для дальнейшего понижения температуры обсерватории сверх пассивной способности солнцезащитного экрана; системы связи для передачи данных обратно на Землю; и четырех основных научных инструментов.
Четыре инструмента Уэбба:
NIRCam — камера ближнего инфракрасного диапазона от Университета Аризоны в партнерстве с Lockheed Martin и Центром космических полетов Годдарда NASA,
NIRSpec — спектрограф в ближнем инфракрасном диапазоне от Центра космических полетов имени Годдарда NASA, Европейского космического агентства и компании Airbus Defense and Space, создавшей прибор,
MIRI — прибор среднего инфракрасного диапазона от NASA и Европейского космического агентства, а также
FGS / NIRISS — датчик точного наведения, формирователь изображения в ближней инфракрасной области и бесщелевой спектрограф от Канадского космического агентства и Университета Монреаля.
Все это делает «Уэбба» большим. Довольно большим.
Чтобы увидеть «первый свет», главное зеркало телескопа должно быть 6,8 метра в диаметре — слишком велико, чтобы поместиться в обтекатель полезной нагрузки любой существующей ракеты.
Но не самое важное, «Уэбб» должен быть очень холодным, чтобы видеть в длинах волн, необходимых для его миссии. Для этого JWST использует солнцезащитный экран, чтобы сначала пассивно охладиться до 50K, а затем криокулер снизит температуру до 6K.
Полностью развернут массивный солнцезащитный экран «Джеймса Уэбба». (Источник: NASA / Крис Ганн)
Этот солнцезащитный экран имеет размеры 14,162 м × 21,197 м, что слишком велико для обтекателя Ariane 5 диаметром 4,57 м и длиной 16,19 м.
Чтобы поместиться в Ariane 5, Уэбб должен уметь складываться перед запуском. Это не редкость в космических полетах. Спутники обычно складывают части себя не только для того, чтобы поместиться в обтекатели ракеты, но и для защиты от стартовых нагрузок.
В этом «Уэбб» отличается от всех, кто был до него. Его размер требует 344 операций развертывания в космосе, чтобы поместиться в Ariane.
Из этих 344 развертываний 307 (87%) являются критическими областями «единой точки отказа» — это означает, что если одно из этих критических развертываний выйдет из строя, будь то развертывание солнцезащитного экрана или развертывание основного/второго зеркала, миссия будет завершена раньше, чем она станет реальностью. Из этих 307 критических зон единичного отказа 225 (65%) находятся в солнцезащитном экране.
Из 344 развертываний 178 (52%) представляют собой механизмы спуска NEA (невзрывоопасный исполнительный механизм). Солнцезащитный экран содержит 120 этих механизмов разблокировки NEA, 107 из которых являются MRD (мембранными устройствами разблокировки), 9 — съемниками штифтов и 4 предназначены для торможения троса.
Процесс развертывания, запланированный командой с шагом 15 минут, начнется вскоре после отделения JWST от верхней части верхней ступени Ariane 5 ECS-D и продлится примерно 30 дней.
Ученые и инженеры проекта не решались выпускать полную временную шкалу заранее, так как многие из этих операций никогда раньше не выполнялись в космосе, а промахи и корректировки почти наверняка произойдут.
Если 30-дневный процесс развертывания проходит по плану, JWST потребуется еще примерно пять месяцев, чтобы солнцезащитный козырек и криокулер должным образом охладили обсерваторию, прежде чем можно будет провести окончательную калибровку прибора, хотя некоторые калибровки будут проведены заранее.
В настоящее время JWST должен быть готов к первым наблюдениям к середине 2022 года, хотя конкретная дата не будет известна публично до тех пор, пока сложный процесс подготовки телескопа к реальному просмотру Вселенной не будет близок к завершению.
Таким образом, публике не следует ожидать изображений от «Уэбба» раньше середины 2022 года.
Межведомственное партнерство — вместе
Международные усилия по JWST из США, Европы и Канады в некотором роде повторяют проект телескопа «Хаббл».
«Хаббл» — это партнерство NASA и ESA, при этом ESA предоставляет финансирование и инструменты в обмен на гарантированное время для европейских астрономов на обсерватории.
Двигатель Vulcain и твердотопливные ракетные ускорители доставят Ariane 5 в космос. (Предоставлено: Крис Гебхардт (фото) и Натан Баркер (обработка) для NSF)
Точно так же партнерство JWST работает примерно так же: Европа предоставила часть инструмента NIRSpec, часть криокулера и, что особенно важно, ракету-носитель.
Тем временем Канадское космическое агентство предоставило датчик точного наведения, формирователь изображения ближнего инфракрасного диапазона и бесщелевой спектрограф.
Все эти взносы предоставляют каждому агентству определенный процент времени использования JWST. Но для ESA вклад ракеты-носителя будет наиболее заметным.
Ariane 5
Высоконадежная ракета Ariane 5 будет иметь всемирную известность, поскольку ей поручено вывести в космос обсерваторию стоимостью почти 10 миллиардов долларов в субботу.
JWST — самая дорогая и, пожалуй, самая важная миссия за долгую карьеру Ariane 5, которая включала запуски межпланетных миссий, пополнение запасов грузов на Международную космическую станцию и многочисленные спутниковые миссии с одним и двумя спутниками.
Ariane 5 выполняет полеты в космос с июня 1996 года, и поэтому было разработано несколько вариантов ракеты.
К запуску «Джеймса Уэбба» Ariane 5 будет летать в конфигурации ECA (Evolution Cryotechnique type A). Первый полет в 2002 году, вариант ECA использует улучшенный главный двигатель Vulcain 2 и вторую ступень ESC-A (Etage Supérieur Cryogénique-A).
Ariane 5 ECA состоит из двух ступеней и двух сдвоенных твердотопливных ракетных ускорителей EAP P241. Эти SRB имеют высоту 31,6 м и обеспечивают общую тягу 14 160 кН в течение 140 секунд.
Первая ступень Ariane 5 ECA, получившая название EPC, имеет высоту 23,8 м и диаметр 5,4 м. EPC приводится в действие одним двигателем Vulcain 2 Hydrolox (жидкий водород-жидкий кислород), который обеспечивает тягу 960 кН на уровне моря и 1390 кН в вакууме.
Вторая ступень Ariane 5 ECA называется ESC-A и имеет высоту 4,71 м и диаметр 5,4 м. ESC-A приводится в движение одним двигателем HM7B Hydrolox, который развивает тягу в 67 кН.
В целом, Ariane 5 имеет хорошие показатели безопасности и успешности, хотя, как и все ракеты, она не застрахована от неудач.
До JWST Ariane 5 выполнила 111 миссий, две из которых полностью провалились: первая была ее самым первым полетом (квалификационная миссия), а вторая — в декабре 2002 — 19 лет назад.
Первая неудача при запуске произошла из-за того, что Arianespace использовала программное обеспечение наведения Ariane 4 на Ariane 5. Вторая неудача при запуске в декабре 2002 года произошла из-за неисправности в системе охлаждения главного двигателя Vulcain.
Ariane 5 также потерпел три частичных отказа: один во время второго квалификационного полета в октябре 1997 года, другой в июле 2001 года (когда один спутник вышел на правильную орбиту благодаря использованию своего бортового топлива, а другой был потерян), а третий частичный. отказ (когда все спутники вышли на заданные орбиты после использования своего бортового топлива) в январе 2018 года.
Однако в целом Ariane 5 является чрезвычайно надежной ракетой-носителем, а конкретная ракета-носитель Ariane 5, запускающая «Джеймса Уэбба», была тщательно протестирована и подготовлена к запуску обсерватории в L2.
В целом, «Уэбб» станет 62-й миссией и 85-м спутником, запущенным Arianespace для ESA, и 28-й научной миссией, запущенной Arianespace.
Запуск JWST является только началом рискованного процесса развертывания телескопа. Space News
Джефф Фоаст -23 декабря 2021 г.
После запуска JWST требуется две недели на крупномасштабное развертывание солнцезащитного экрана и телескопа — процесс с множеством потенциальных отказов. Предоставлено: NASA GSFC / CIL / Адриана Манрике Гутьеррес
ВАШИНГТОН. Грядущий запуск космического телескопа «Джеймса Уэбба» волнует и восхищает астрономов, но этот запуск знаменует только начало самой рискованной части миссии.
NASA и другие партнеры миссии заявили 22 декабря, что они изменили график запуска на 25 декабря JWST на Ariane 5 из Французской Гвианы после того, как 21 декабря из-за погодных условий произошел однодневный перенос.
Старт запланирован на 7:20 и 7:52 утра по восточному времени 25 декабря. Если все пойдет по плану, JWST отделится от верхней ступени ракеты через 27 минут после старта.
Хотя запуск обычно является самой рискованной частью полета космического корабля, он бледнеет по сравнению с тем, что предстоит испытать JWST. В то время как космический аппарат стартует на ракете, которая находится в эксплуатации более двух десятилетий, с ее последним катастрофическим отказом при запуске в 2002 году, JWST должна будет завершить серию первых в своем роде сложнейших развертываний и маневров после отделения от верхней ступени ракеты.
Первое развертывание происходит через 33 минуты после старта, когда разворачиваются солнечные батареи. За этим последует первая коррекция в середине курса, названная MCC-1a, которая состоится через 12,5 часов после старта.
Эти два события являются наиболее чувствительными ко времени для космического корабля, сказал Грег Робинсон, директор программы JWST в штаб-квартире NASA, во время разговора с журналистами 21 декабря. «Все остальное относительно гибкое по срокам, но на этих операциях планируем конкретные сроки», — сказал он.
Номинальный предварительный график предусматривает начало развертывания солнцезащитного экрана через три дня после запуска. Два поддона по бокам космического аппарата будут опускаться вниз со сложенным в них элементами солнцезащитного экрана. Два дня спустя откроются крышки, закрывающие материал солнцезащитного экрана, а через день произойдет развертывание двух штанг для развертывания солнцезащитного экрана до его полных размеров. Пять слоев Kapton с алюминиевым покрытием для солнцезащитного экрана натягиваются до рабочего состояния в течение следующих двух дней, завершая развертывание солнцезащитного экрана через восемь дней после запуска.
Развертывание зеркала телескопа начинается через 10 дней после старта, когда штатив, удерживающий небольшое вторичное зеркало, выдвигается на рабочее место. Два крыла, каждое из которых удерживает три из 18 сегментов главного зеркала, затем фиксируются на месте, завершая развертывание телескопа через 13 дней после запуска.
Впереди месяцы работы по выравниванию зеркал телескопа и пуско-наладке инструментов по мере их охлаждения до рабочих температур — процесс, который завершится не раньше, чем через шесть месяцев после запуска. Маневр через 29 дней после запуска выведет JWST на свою последнюю гало-орбиту вокруг точки Лагранжа Земля-Солнце L-2, в 1,5 миллиона километров от Земли.
Однако эти первоначальные развертывания являются одними из самых важных и самых рискованных. На ноябрьском брифинге Майк Мензел, ведущий системный инженер JWST в Центре космических полетов имени Годдарда NASA, сказал, что в космическом корабле (по анализу конструкции) возможны 344 одноточечных мест отказа, 80% из которых связаны с механизмами развертывания. «Когда у вас есть такой механизм, трудно обеспечить его полную избыточность», — сказал он.
«Солнцезащитный экран, например, включает в себя 140 спусковых механизмов, 70 шарнирных узлов, восемь двигателей развертывания, около 400 шкивов и 90 тросов, общая длина которых составляет 400 метров», — сказала Кристал Пуга, системный инженер JWST в Northrop Grumman, во время того ноябрьского брифинга.
«Я думаю о развертывании солнцезащитного экрана аналогично машине Руба Голдберга, поскольку он использует серию реакций, которые работают последовательно, вызывая одно событие за другим, пока не будет полностью развернут весь солнцезащитный экран», — сказала она, но добавила, что уверена в правильности работы.
«В течение нескольких лет мы проводили тестирование нескольких развертываний как на малых, так и на полноразмерных моделях», — сказала она. «Это вселяет в нас уверенность в том, что Webb будет успешно развернут».
«То, на чем мы сосредоточились при развертывании, — это определенно солнцезащитный экран, — сказал Мензель. «Солнцезащитный экран — одна из тех вещей, которые по своей природе почти недетерминированы».
Если что-то пойдет не так во время процесса развертывания, существуют различные планы действий на случай непредвиденных обстоятельств, чтобы попытаться исправить проблему. Альфонсо Стюарт, руководитель систем развертывания JWST в Goddard, сказал, что простейшие исправления включают повторную отправку команд развертывания и проверку телеметрии на наличие ошибочных сигналов.
По его словам, более сложные шаги включают в себя «шимми», когда космический корабль раскачивают вперед и назад, или «вращение», чтобы вращать космический корабль на одной оси, чтобы высвободить застрявший элемент. Еще одна процедура, получившая название «огонь и лед», — переориентировать космический корабль, чтобы солнечный свет попадал в определенные области для нагрева компонентов. «Это конкретное мероприятие, это непредвиденное обстоятельство, вероятно, является последним шагом», — сказал он. «У нас довольно много альтернативных непредвиденных обстоятельств в системе».
Если проблема с развертыванием не может быть решена, это не обязательно означает конец миссии. «Не думаю, что я бы в день, если бы половина из них не развернулась, у нас не было бы проблем. Они, конечно, будут, — сказал Мензель о солнцезащитном козырьке. «Если бы его части развернулись не так, как мы хотели, это во многом зависело бы от того, где было рассогласование».
У телескопа есть «криогенные поля», которые могут устранить некоторые проблемы с развертыванием солнцезащитного козырька. «У нас могут быть неизвестные тепловые нагрузки, например, та, которая может возникнуть из-за соприкосновения слоев [солнцезащитного экрана]», — сказал он, особенно если этот контракт был локализован в одной области солнцезащитного экрана.
Билл Окс, менеджер проекта JWST в Goddard, сказал, что команды готовы к любому количеству потенциальных проблем во время развертывания. «Мы не говорим о том, что будем делать, если потерпим неудачу. Мы говорим о том, как мы исправляем проблемы, которые видим на орбите, и как двигаться дальше», — сказал он.
Хотя установка солнцезащитного козырька и телескопа — одни из самых рискованных этапов полета, он сказал, что не будет расслабляться после того, как они будут выполнены. «Как руководитель проекта, я не вздохну с облегчением, пока мы не объявим, что мы работаем через 180 дней после запуска».
James Webb Space Telescope | Ariane 5 ECA | Everyday Astronaut
15 декабря 2021 г., 11 минут на чтение
NASA / Дезире Стовер
Время старта (может быть изменено)
25 декабря 2021 - 12:20 UTC | 9:20 GFT
Название миссии
James Webb Space Telescope (JWST)
Поставщик запуска (какая ракетная компания запускает?)
Arianespace
Клиент (Кто за это платит?)
Под руководством НАСА в сотрудничестве с European Space Agency, Canadian Space Agency и Space Telescope Science Institute.
Ракета-носитель
Ariane 5 ECA
Место запуска
ELA-3, Космический центр Гвианы, Французская Гвиана, Франция
Масса полезной нагрузки
~ 6500 кг (14300 фунтов)
Куда летит космический аппарат?
Точка Лагранжа L2 системы Земля-Солнце
Будут ли они пытаться восстановить первую ступень?
Нет, с Ariane 5 это невозможно.
Где приземлится первая ступень?
Она рухнет в Атлантический океан
Будут ли они пытаться вернуть обтекатели?
Нет, с Ariane 5 это невозможно.
Эти обтекатели новые?
Да
Как сейчас погода?
Требуется уточнение
Это будет:
— 138-я попытка орбитального запуска в 2021 году
— 289-я миссия Arianespace
— 112- я миссия Ariane 5
Где смотреть
Официальная прямая трансляция НАСА
Что все это значит?
Космический телескоп «Джеймса Уэбба» будет запущен на ракете Ariane 5 из стартового комплекса Arianespace ELA-3 на Европейском космодроме во Французской Гвиане. После развертывания космический аппарат направится к точке Лагранжа L2 системы Земля-Солнце.
Космическая обсерватория является продуктом сотрудничества между NASA, ЕSА и CSA и придет на смену космическому телескопу «Хаббл» в качестве флагманской астрофизической миссии NASA. Ожидается, что он будет работать не менее 5 с половиной лет, но мы надеемся, что время работы продлится до 10 лет.
Что такое космический телескоп «Джеймса Уэбба»?
Космический телескоп «Джеймса Уэбба» (James Webb Space Telescope или JWST), является крупнейшей из когда-либо построенных космических обсерваторий. Он будет в 100 раз мощнее своего предшественника, Hubble, и будет опираться на 30-летние новаторские исследования. JWST оптимизирован для диапазона инфракрасных волн и предоставит беспрецедентные изображения и исследования, которые помогут расширить наше понимание Вселенной.
Обсерватория ставит четыре основные цели:
Изучить первый свет во Вселенной и объекты, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва.
Изучить, как образуются и развиваются галактики.
Наблюдать за образованием звезд и планетных систем.
Чтобы посмотреть на физические и химические свойства планетных систем и исследовать потенциал жизни в этих системах.
Телескоп и разработка миссии
Ранняя проработка нового телескопа началась в 1989 году, но официальная разработка JWST началась в 1996 году. Первоначально он назывался Next Generation Space Telescope (NGST) и не переименовывался в James Webb Space Telescope до 2002 года. Планировался телескоп с апертурой 8 м, расположенный в точке L2 со стоимостью около 500 миллионов долларов. На тот момент телескоп изначально планировалось запустить в 2007 году, но с тех пор проект был подвержен 16 переносам с запуском, перерасходу средств и серьезным изменениям конструкции.
В 2004 году началось строительство JWST, а в 2005 году ракетой-носителем и стартовой площадкой были выбраны ракеты-носители Ariane 5 и Гвианский космический центр. В течение следующего десятилетия отдельные части космического телескопа были построены и испытаны перед общей сборкой. К ноябрю 2016 года окончательная конструкция телескопа была завершена, и можно было начинать комплексные испытания.
Запуск был отложен в марте 2018 года после того, как космический аппарат порвал огромный солнцезащитный экран во время тестового развертывания. В обзоре после инцидента было обнаружено, что JWST имел 344 потенциальных отказа в одной точке, любой из которых остановил бы работу всего проекта.
После завершения строительства последние испытания телескопа были проведены на заводе Northrop Grumman в Редондо-Бич, Калифорния. Затем телескоп был отправлен в Куру, Французская Гвиана, на борту грузового корабля MN Colibri, прибывшим 12 октября на место, где его затем начали интегрировать с ракетой. 22 ноября NASA объявило, что произошел инцидент, когда хомут, который крепил полезную нагрузку к адаптеру, был случайно освобожден, что вызвало вибрацию телескопа. К счастью, в результате инцидента ничего не пострадало, и подготовку можно было продолжить. JWST в данный момент установлен на Ariane 5, и его запуск запланирован на 25 декабря.
Кем был Джеймс Уэбб?
Джеймс Уэбб был вторым администратором NASA, наиболее известным как руководитель программы «Аполлон». Бывший администратор NASA Шон О'Киф сказал о Уэббе: «Благодаря его усилиям мы получили первые проблески драматического ландшафта космического пространства ... Он провел нашу страну в ее первые исследовательские экспедиции, превратив наше воображение в реальность».
Название телескопа было предметом большой критики из-за обвинений Уэбба в дискриминации ЛГБТК. За несколько месяцев до запуска многие призывали NASA переименовать телескоп, однако в сентябре 2021 года было объявлено, что телескоп не будет переименован, а также осудили обвинения в дискриминации.
Как работает телескоп?
JWST состоит из четырех основных элементов: Платформа космического аппарата; Cолнцезащитный экран; Интегрированный модуль научных приборов (ISIM); и элементы оптического телескопа (OTE).
Схема телескопа (Источник: NASA)
Спутниковая платформа космического телескопа
Платформа JWST Spacecraft Bus — это базовый вспомогательный компонент обсерватории, содержащий многие из основных систем, которые позволяют телескопу функционировать, например, вычислительные, коммуникационные и двигательные системы. Платформа весит 350 кг (770 фунтов) и изготовлена преимущественно из графитового композитного материала. Из-за гало-орбиты космического телескопа одна сторона обсерватории будет постоянно освещена солнечным светом. Платформа расположена на обращенной к Солнцу стороне космического аппарата и работает при температуре около 300 кельвинов (80°F, 27°C).
Платформа также имеет шесть гироскопов, два звездных трекера и силовую установку. Есть десять пар подруливающих устройств, каждая пара имеет одно основное и одно резервное подруливающие устройства. В двигателях используется гидразин в качестве топлива и четырехокись азота в качестве окислителя.
Солнечный щит
Чтобы проводить наблюдения в инфракрасном спектре, телескоп необходимо держать в охлажденном состоянии, ниже 50°К (-223,2°C; -369,7°F). Если температура будет выше, собственное инфракрасное излучение телескопа нарушит правильную работу инструментов. Чтобы бороться с этим, обсерватория имеет огромный пятислойный солнцезащитный экран размером 22 на 12 м, примерно такого же размера, как теннисный корт, и в два раза больше, чем «Хаббл». Каждый из пяти слоев представляет собой тонкую прядь волос и изготовлен из Kapton E. Обе стороны каждого слоя покрыты алюминием, а обращенная к солнцу сторона двух внешних слоев дополнительно покрыта легированным кремнием, который будет отражать тепло от Солнца и возвращать его в космос. Этот солнцезащитный экран является ключом к блокированию всего света и тепла от Солнца, Земли и Луны,
Полноразмерный образец солнцезащитного козырька (Источник: NASA / Крис Ганн)
Элементы оптического телескопа
Главное зеркало телескопа, оптические элементы телескопа, состоят из 18 шестиугольных сегментов зеркала, изготовленных из позолоченного бериллия. Золотое покрытие имеет толщину всего 1000 атомов и оптимизирует отражательную способность в инфракрасном диапазоне. Сегменты объединены в зеркало диаметром 6,5 метра, которое собирает свет от далеких объектов. Затем вторичное зеркало будет отражать этот свет на приемные сенсоры на борту обсерватории.
Главное зеркало JWST (NASA / Крис Ганн)
Интегрированный модуль научных инструментов (ISIM)
ISIM находится в центре JWST. Он содержит основную научную полезную нагрузку, которая имеет четыре научных инструмента и центр точного наведения. Масса ISIM составляет 1 400 кг (3086 фунтов), что составляет около 23% от общей массы JWST. Обсерватория имеет на борту 4 основных прибора:
NIRCam, или камера ближнего инфракрасного диапазона, представляет собой инфракрасный формирователь изображения. Его спектральный охват будет варьироваться от края видимого до ближнего инфракрасного диапазона, или от 0,6 микрометра до 5 микрометров. В тепловизоре будет 10 сенсоров по 4 мегапикселя каждый. Этот инструмент также будет датчиком волнового фронта обсерватории.
NIRSpec, или спектрограф в ближнем инфракрасном диапазоне, будет выполнять спектроскопию в том же диапазоне длин волн, что и NIRCam. В конструкции NIRSpec предусмотрено три режима наблюдения. Первый режим - это режим с низким разрешением, в котором используется призма. Во втором, многообъектном режиме R ~ 1000, используется механизм микро-затвора, который позволяет одновременно наблюдать сотни отдельных объектов в любом месте поля зрения прибора. Последний режим представляет собой интегральную единицу поля R ~ 2700 или режим спектроскопии с длинной щелью. В приборе два сенсора по 4 мегапикселя каждый.
MIRI, или прибор Mid-InfraRed, будет измерять диапазон длин волн от среднего до длинного инфракрасного излучения, составляющий от 5 до 27 микрометров. В приборе есть камера среднего инфракрасного диапазона, а также спектрометр изображения
FGS / NIRISS, или датчик точного наведения, формирователь изображения ближнего инфракрасного диапазона и бесщелевой спектрограф, стабилизируют линию обзора обсерватории во время научных наблюдений. Хотя FGS и NIRISS монтируются вместе, на самом деле они выполняют две очень разные функции. FGS проведет измерения, которые используются для контроля ориентации космического корабля и зеркала точного управления. С другой стороны, NIRISS — это модуль для построения астрономических изображений и спектроскопии, который работает в диапазоне длин волн от 0,8 до 5 микрометров.
Схема ISIM (Источник: NASA)
График развертывания
После запуска Webb начнет шестимесячный период ввода в эксплуатацию, который будет включать в себя развертывание солнцезащитного козырька и зеркала, охлаждение телескопа до криогенных рабочих температур, юстировку зеркал и калибровку научных инструментов. После этого мы начнем получать первые изображения телескопов! Вы можете узнать больше о последовательности развертывания здесь.
Последовательность запуска и развертывания JWST (Источник: NASA)
Орбита
JWST будет работать во второй точке Лагранжа (L2) системы Земля-Солнце, вокруг которой будет вращаться по гало-орбите. Точки Лагранжа — это точки в пространстве, где сила тяжести двух больших вращающихся тел, например. Солнце и Земля уравновешивают центростремительную силу, необходимую для того, чтобы космический корабль, такой как JWST, мог двигаться вместе с ними. Это означает, что для удержания космического корабля на желаемой орбите требуется очень мало топлива.
В системе Земля-Солнце пять точек Лагранжа. L2 находится примерно в 1 500 000 км (930 000 миль) от Земли и находится позади Земли от положения Солнца. L2 был местом для предыдущих астрономических миссий, включая WMAP, Planck и Herschel. Гало-орбита обсерватории вокруг L2 имеет радиус ~ 800 000 км (500 000 миль), на создание которого у космического корабля уйдет полгода.
Точка Лагранжа L2 ( Источник: NASA / Научная группа WMAP)
Почему космический телескоп «Джеймса Уэбба» инфракрасный?
«Хаббл» наблюдал ближний ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный спектры, но JWST будет наблюдать в более низком частотном диапазоне, от длинноволнового видимого света до среднего инфракрасного. Это означает, что он сможет наблюдать объекты в широком инфракрасном диапазоне, которые были слишком старыми и находились слишком далеко, чтобы «Хаббл» мог их увидеть. JWST сможет исследовать объекты на расстоянии 13,6 миллиарда световых лет, а из-за того, что свет проходит через Вселенную, это означает, что телескоп сможет смотреть на объекты до 13,6 миллиарда лет назад. Чем дальше находится космический объект, тем моложе он кажется, потому что свету потребовалось больше времени, чтобы достичь Земли. Ожидается, что он сможет увидеть первые галактики, образовавшиеся всего через сто миллионов лет после Большого взрыва. Это самое далекое прошлое, которое мы когда-либо наблюдали!
Наблюдения в инфракрасном спектре также являются ключом к тому, чтобы видеть дальше, чем в предыдущие телескопы, из-за космологического красного смещения. Красное смещение — это когда свет смещается в более красные длины волн, например, в ближнюю и среднюю инфракрасную части светового спектра, когда он распространяется долгое время. Поскольку
Вселенная расширяется, при движении свет приобретает красное смещение. Чем дальше от нас находится объект, тем быстрее распространяется свет и тем больше красное смещение. Это означает, что если мы хотим видеть объекты дальше и старше, чем мы видели в оптические телескопы раньше, нам нужно рассматривать их с помощью высокочувствительных инфракрасных телескопов, таких как JWST, который был разработан, чтобы видеть ультрафиолетовый свет с красным смещением в инфракрасный. .
Наземная астрономия ограничена в том, что касается инфракрасного излучения, потому что водяной пар и углекислый газ, присутствующие в атмосфере Земли, поглощают большую часть инфракрасного излучения. Наша атмосфера также излучает в инфракрасном спектре, который еще больше затемняет объекты, которые мы хотим наблюдать.
Другие телескопы космического базирования, такие как Хаббл, не могут видеть эти инфракрасные диапазоны, потому что их зеркала недостаточно холодны (Хаббл поддерживается при температуре 15°C), поэтому сам телескоп излучает в инфракрасных диапазонах. Большой солнцезащитный экран JWST изготовлен из силикона и алюминия Kaption, который помогает поддерживать температуру зеркала и его инструментов при температуре ниже -223,2°C. Таким образом, JWST будет выполнять работу, которую могут выполнять немногие другие наземные и космические телескопы, и делать это на совершенно новом уровне.
Инфракрасные наблюдения также позволяют легче видеть сквозь области космической пыли, которая рассеивает видимый свет. Это означает, что телескоп сможет изучать объекты, обычно скрытые газом и пылью в видимом спектре света, такие как активные ядра галактик и молекулярные облака, в которых рождаются звезды.
На изображении ниже вы можете увидеть туманность Киля в видимом и инфракрасном свете. На изображении в видимом свете вы можете увидеть, что у туманности есть большой столб из газа и пыли, который освещен массивными близлежащими звездами. Излучение и поток заряженных частиц от этих звезд означает, что внутри столба рождаются новые звезды, однако их нельзя увидеть, потому что газ блокирует их свет. Однако мы можем видеть все эти новообразованные звезды на инфракрасном изображении, поскольку столб из газа и пыли не виден.
Туманность Карина (Источник: NASA, ЕSА и команда космического телескопа Hubble SM4 ERO)
Ariane 5 ECA
Ariane 5 ECA — это европейская ракета-носитель большой грузоподъемности, разработанная Arianespace для Европейского космического агентства. Считающаяся одной из самых надежных ракет-носителей в мире, с 1996 года Ariane 5 запускалась 109 раз с вероятностью успеха 95,4%. Ракета выполнила 82 последовательных старта без сбоев, прежде чем потерпела частичный отказ в январе 2018 года. Ariane 5 запускается с европейского космодрома во Французской Гвиане, космодрома недалеко от экватора, что позволяет ракете воспользоваться преимуществами экваториальной скорости вращения Земли и повысить грузоподъемность запуска.
Версия ECA Ariane 5 способна запускать два больших спутника, один над другим, с помощью адаптера, известного как Système de Lancement Double Ariane (SYLDA). Адаптер покрывает нижний сателлит, так как поддерживает более высокий сателлит. Когда приходит время для развертывания спутников, сначала высвобождается верхний спутник, затем сбрасывается адаптер SYLDA, а последним высвобождается нижний спутник.
JWST не может поместиться ни в одну из существующих ракет-носителей в полностью развернутом виде, поэтому он был сложен, чтобы поместиться внутри обтекателей Ariane 5. Он будет разворачиваться, сегмент за сегментом, в течение двухнедельного периода по мере продвижения к конечному пункту назначения.
Запуск Ariane 5 (Источник: ESA / CNES / Arianespace)
Ускорители
По бокам основной ступени ракеты прикреплены два твердотопливных ускорителя (РРД) Р241. Они заправлены смесью перхлората аммония (AP) (68%), алюминиевого топлива (18%) и полибутадиена с концевыми гидроксильными группами (HTPB) (14%). Каждый ускоритель обеспечивает около 7080 кН (1590000 фунтов ф ) тяги, работу в течение 130 секунд , прежде чем упасть в океан. Их обычно оставляют погружаться на дно океана, но, как и в случае с космическими шаттлами SRB, их можно восстановить с помощью парашютов. Когда это будет сделано, это будет полезно для анализа после полета, но ускорители не могут использоваться повторно.
Основная ступень
Ariane 5 имеет криогенную основную ступень H173, называемую EPC ( Étage Principal Cryotechnique - Cryotechnic Main Stage), которая работает в течение 540 секунд. Она состоит из основного резервуара высотой 30,5 м и имеет два отсека: один для жидкого водорода (LH2), а другой — для жидкого кислорода (LOx). Двигатель Vulcain 2 находится по центру основания ступени и обеспечивает вакуумный тягу 1390 кН (310000 фунтов).
Основная криогенная ступень (Источник: Arianespace)
Вторая ступень
ECA имеет верхнюю ступень, называемую ESC-A (Étage Supérieur Cryotechnique - Cryogenic Upper Stage), которая использует двигатель HM7B, работающий на жидком водороде (LH2) и жидком кислороде (LOx). Ступень создает 67 кН (15000 фунтов ф ) тяги в вакууме, имеет ISP=446 секунд, и будет работать в течение 945 секунд.
Криогенная разгонная ступень (Источник: Arianespace)
Продолжение поста «НАСА откладывает запуск телескопа Джеймс Уэбб»
Наконец-то! Ожидание, которое когда-то измерялось годами и месяцами, теперь лучше всего измерять в днях, и многие в космическом сообществе задавались вопросом, а наступит ли когда-нибудь этот момент.
В пятницу утром—да, в канун Рождества—в 7:20 утра по восточному времени из Куру, Французская Гвиана, должен взлететь Ariane 5, на борту которого находится самый ценный полезный груз за четвертьвековую историю этой ракеты - космический телескоп им.Джеймса Уэбба (JWST). Миссия стоимостью 10 миллиардов долларов, которая разрабатывалась десятилетиями и откладывалась на многие годы, наконец-то сдвинется с мертвой точки.
Но запуск может быть наименьшей из проблем. JWST запускает Ariane 5, одна из самых надежных современных крупных ракет-носителей. Его последний катастрофический сбой произошел почти 20 лет назад (в 2018 году запуск Ariane 5 вывел полезную нагрузку на неправильные орбиты, когда системе наведения ракеты были даны неправильные координаты; оба спутника геосвязи смогли достичь желаемых орбит, но с потерей срока службы миссии.)
Настоящая драма развернется буквально в последующие часы, дни и недели. Запуск JWST знаменует собой только начало процесса доставки его к конечному пункту назначения, точке Лагранжа L-2 Земля-Солнце на расстоянии 1,5 миллиона километров, и ввода его в эксплуатацию для науки. Это требует серии развертываний, некоторые из которых никогда ранее не предпринимались в космосе, чтобы привести космический корабль в его окончательную конфигурацию.
График развертывания телескопа после запуска:
T-plus 31 минута: развертывание солнечных батарей для подачи энергии
T-plus 12,5 часов: Маневровые двигатели начинают движение к конечной орбите
T-plus три дня: начало развертывания рамы Sunshield
Т-плюс четыре дня: Башня раскрывается на отдельные зеркала и инструменты
Т-плюс пять дней: пятислойный солнцезащитный экран начинает разворачиваться; процесс включает 107 механизмов выпуска самостоятельно
T-plus 10 дней: развертывание телескопа
T-plus 12 дней: развернуто основное зеркало
T-plus 13 дней: компоненты главного зеркала зафиксированы
T-plus 15 дней: 10-дневный процесс выравнивания всех 18 зеркал в точных положениях с использованием 126 приводов
Т-плюс, день 29: Маневровые двигатели доставляют телескоп до точки Лагранжа 2, или L2, примерно в миллионе миль от Земли.
Сразу после отделения JWST от разгонного блока Ariane 5, через полчаса после старта, космический аппарат разворачивает свою солнечную батарею, чтобы начать генерировать энергию. За этим следует антенна с высоким коэффициентом усиления через два часа после запуска. Первый из трех маневров коррекции курса выполняется через 12 часов после взлета.
Однако в течение следующей недели последуют гораздо более масштабные развертывания. Пятислойный солнцезащитный козырек космического корабля, сложенный по бокам космического корабля при старте, начинает развертывание. По оценкам НАСА, потребуется несколько дней, чтобы вытянуть и полностью расправить солнцезащитный козырек, площадь которого примерно равна площади теннисного корта.
“Я думаю о развертывании солнцезащитного щита как о чем-то напоминающем машину Руба Голдберга, в том смысле, что она использует серию последовательных реакций, запускающих одно событие за другим, пока весь солнцезащитный щит не будет полностью развернут”, - сказала Кристал Пуга, инженер по системам космических аппаратов JWST в Northrop Grumman, главный подрядчик миссии. Эта система, сказала она на брифинге в прошлом месяце, включает 140 спусковых механизмов, 70 шарнирных узлов, восемь двигателей развертывания, 400 шкивов и 90 кабелей общей длиной 400 метров.
Фото: Пример машины Руба ГолдбергаВся эта сложность заставляет нервничать даже опытных инженеров. По ее словам, все эти механизмы высвобождения должны работать идеально, чтобы солнцезащитный козырек высвободился. Но, добавила она, на этот процесс ушли годы испытаний. “Это дает нам уверенность в том, что Уэбб успешно развернется”.
После того, как солнцезащитный козырек будет развернут, инженеры перейдут к развертыванию сегментированного зеркала космического корабля. Штатив, удерживающий вторичное зеркало, сначала разворачивается, затем два широких крыла сегментов первичного зеркала поворачиваются в нужное положение. Через месяц после запуска полностью развернутый "Уэбб" должен выйти на орбиту гало вокруг L-2.
Однако для JWST впереди еще несколько месяцев работы. Зеркала и приборы космического корабля должны будут остыть, а сегменты зеркал выровняться с точностью до доли длины волны инфракрасного света. Основные приборы Уэбба будут откалиброваны и проверены, а научные наблюдения начнутся через полгода после этого старта.
Нет недостатка в том, что может пойти не так для миссии, где многое уже пошло не так. На этом брифинге в прошлом месяце Майк Мензел, ведущий инженер по системам миссий JWST в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, сообщил, что на космическом корабле произошло 344 одноточечных сбоя, 80% из которых были связаны с механизмами развертывания, такими как солнцезащитный козырек и зеркала телескопа.
“Когда у вас есть механизм высвобождения, трудно вложить в него стопроцентную надежность”, - сказал он. “Когда вы имеете дело с механизмами высвобождения, обычно довольно трудно избежать того, что мы называем одноточечным отказом”.
Фото: Известный специалист по одноточечным отказам механизмов высвобождения.
В центре внимания - солнцезащитный козырек. “Солнцезащитный козырек - одна из тех вещей, которые почти всегда по своей сути непредсказуемы”, - сказал он. “Солнцезащитный козырек - это то, что несет в себе некоторый риск”.
Существуют сценарии действий в непредвиденных обстоятельствах, которые включают шаги, которые инженеры могут предпринять, если развертывание пойдет не по плану, сказал Альфонсо Стюарт, руководитель JWST по системам развертывания в Годдарде. Это включает в себя маневр “shimmy”, когда космический корабль раскачивается взад и вперед, и “fire and ice”, чтобы переориентировать космический корабль относительно Солнца, чтобы нагреть некоторые области. Этот последний способ, по его словам, является чем-то вроде последней попытки, если другие шаги не увенчаются успехом. ”Надеюсь, нам не придется использовать этот".
У инженеров также есть сценарии сбоев, если, скажем, солнцезащитный козырек не будет полностью развернут. “Я не скажу, что если что-то не развернется, то у нас не будет с этим проблем. Конечно будут”, - сказал Мензел. “Если какая-то часть не развернется точно так, как мы хотели, многое будет зависеть того, где это произошло”. Он добавил, что в конструкции солнцезащитного козырька есть “криогенные поля”, которые могут справиться с ограниченными недостатками в развертывании солнцезащитного козырька.
Риск проблем с развертыванием и опасения астрономов оправданы, учитывая потенциал телескопа, который может произвести революцию в исследованиях в различных областях, от «космического рассвета» Вселенной до потенциально пригодных для жизни экзопланет и исследований в пределах нашей солнечной системы. «Уэбб обладает таким огромным потенциалом открывать неожиданное», - сказал Клаус Понтоппидан, ученый проекта JWST в Научном институте космического телескопа, во время другого брифинга в прошлом месяце. «Мы можем спланировать то, что мы собираемся увидеть, но в конце концов мы знаем, что природа умеет удивлять».И если вы все еще ищете праздничный подарок для астронома, подумайте о пузырьке таблеток успокоительного. Может быть даже двух, учитывая, что еще предстоит после взлета.
В сокращении
НАСА откладывает запуск телескопа Джеймс Уэбб
После установки и подключения космического телескопа им.Джеймса Уэбба к его пусковой установке Ariane 5 на выходных во Французской Гвиане инженеры обнаружили периодическое выпадение данных, связанное с наземным вспомогательным оборудованием. Глава научного подразделения НАСА заявил во вторник, что долгожданный запуск обсерватории будет отложен как минимум на два дня до 24 декабря, чтобы устранить проблему.
Миссия была ранее намечалась на 22 декабря из европейского космического центра Гвианы в Куру, Французская Гвиана, на северо-восточном побережье Южной Америки. Последний шаг в подготовке к запуску Уэбба был сделан в субботу, когда обсерватория была поднята на вершину ракеты-носителя Ariane 5.
Но техническая проблема задержала следующий шаг в кампании по запуску. Сделанный в Швейцарии кожух полезной нагрузки Ariane 5 должен был быть опущен на трехэтажную обсерваторию в понедельник.
В кратком заявлении НАСА написало на своем веб-сайте поздно вечером во вторник, что команда Уэбба «работает над проблемой связи между обсерваторией и системой ракеты-носителя».
Томас Зурбухен, помощник администратора управления научных миссий НАСА, заявил во вторник, что инженеры обнаружили «проблему интерфейса» в системе, которая обменивается данными с Уэббом, когда он находится на вершине ракеты Ariane 5.
«Мы склонны считать, что ошибка в наземном вспомогательном оборудовании», - сказал Зурбухен во вторник вечером в интервью Spaceflight Now. «Потому что, дата-кабели пропускают некоторые блоки данных».
Технические специалисты в здании окончательной сборки ракеты Ariane 5 в Куру пытались диагностировать проблему, но пока не смогли ее решить.
«Завтра мы отправимся туда с наземным вспомогательным оборудованием и просто убедимся, что сможем подчистить ошибки там, где есть проблема», - сказал Зурбухен. «Мы перепробовали множество способов, но у нас ничего не вышло. Это 100-метровый кабель, идущий от вершины ракеты до компьютера. Мы предполагаем, что где-то там (и есть проблема).
«Но пока рано говорить», - сказал он. «Нам нужно заняться этим завтра и задействовать конкретное оборудование ... Если сможем обнаружить проблему, то дальше уже будет легко ее решить».
Уэбб - это миссия, выполняемая один раз в поколение, стоимость разработки которой составляет примерно 9,7 миллиарда долларов, что делает ее самым дорогим научным космическим аппаратом из когда-либо запущенных. Размах его складного телескопа в космосе составит более 21 фута (6,5 метра), что сделает Уэбб крупнейшей космической обсерваторией в истории.
Космический телескоп им.Джеймса Уэбба совершит получасовой подъем в космос на Ariane 5, начав путешествие на удаленную рабочую орбиту обсерватории около точки Лагранжа L2, гравитационно-нейтрального места примерно в четыре раза дальше от Земли, чем Луна.
После серии развертываний своего солнцезащитного экрана и массива зеркал Уэбб начнет вглядываться во Вселенную глубже, чем какой-либо телескоп до этого, исследуя первые галактики и звезды, образовавшиеся после Большого взрыва более 13 миллиардов лет назад.
По словам Зурбухена, наземные группы столкнулись с аналогичными проблемами интерфейса связи во время подготовки к недавним запускам двух небольших миссий НАСА, эксперимента по отражению астероидов DART и рентгеновской астрономической миссии IXPE. Эти миссии были маленькими по сравнению с Уэббом, их стоимость составила 330 миллионов и 214 миллионов долларов соответственно.
Этот опыт показывает, что технические сбои во время обработки запуска не являются чем-то необычным. Менеджеры приняли решение запускать как есть и запуск прошел без происшествий.
«Но если это Уэбб, то мы будем разбираться в причинах. Мы не позволим ничему помешать запуску. Так что по этой причине мы демонтируем Уэбб из обтекателя полезной нагрузки до пятницы, и это отложит запуск на 24 число или позже».
Зурбухен предупредил, что новая дата запуска 24 декабря является предварительной, но НАСА хотело объявить предварительный новый график до того, как группы завершат поиск неисправностей. НАСА заявило, что предоставит дополнительную информацию о дате запуска Уэбба не позднее пятницы.
«У многих людей графики выходных связаны с тем, что происходит с Уэббом», - сказал Зурбухен.
Официальные лица надеются запустить миссию Уэбба 24 декабря, но НАСА и Европейское космическое агентство договорились предпринять попытку запуска Уэбба в день Рождества, если это необходимо, в ожидании окончательного согласия французского космического агентства CNES, по словам Зурбухена. CNES управляет стартовым полигоном в Космическом центре Гвианы.
Тьерри Вилмарт, директор миссии Arianespace по запуску Уэбба, сказал на прошлой неделе, что ракетные группы также могут сделать запуск 25 декабря, если это необходимо. Arianespace - французский поставщик коммерческих услуг по запуску миссий Ariane 5.
У телескопа Уэбба есть ежедневные получасовые окна запуска, которые открываются примерно в 7:20 по восточному стандартному времени (12.20 по Гринвичу; 9:20 по времени Куру) до 6 января.
Если миссия до 6 января еще не взлетит, запуск придется отложить примерно до 13 января, чтобы избежать того, что Уэбб пройдет слишком близко к Луне на пути к точке Лагранжа L2 почти в миллионе миль от Земли. Лунная гравитация может исказить траекторию космического корабля, заставляя его сжигать больше топлива в полете.
Уэбб и Ариан 5
Arianespace поделилась красивым изображением ракеты "Ариан 5" с Уэббом. Также они напомнили, что диаметр обтекателя составляет 5.4 метра, а высота — 17 метров.
А запуск всё ближе — уже 22 декабря в 15:20 МСК Уэбб должен отправиться в полёт.