Зачем в космос летит телескоп «Джеймс Уэбб», который создавался 25 лет. Почему он так важен? Куда летит? Мы правда узнаем новое про внеземную жизнь?

25 декабря NASA во Французской Гвиане запустило новейший телескоп «Джеймс Уэбб» (назван в честь бывшего руководителя организации). Это проект, разработанный учеными США и Канады. Он направлен на изучение происхождения вселенной, исследование галактик и планет, отдаленных от Солнечной системы, и исследование потенциально обитаемых планет.

Изначально запуск планировался на 24 декабря, но из-за погодных условий его отложили на один день. Сейчас человечество готово к, возможно, самому важному и масштабному проекту по освоению космоса.

Что это за проект? Почему он самый важный?

Телескоп «Джеймс Уэбб» будет заменой телескопу «Хаббл». «Хаббл» – космическая обсерватория, запущенная в 1990 году. Она более 30 лет курсировала на орбите Земли и изучала вселенную. Благодаря «Хабблу» ученые получили снимки «Столпов Творения» в Туманности Орел.

Он заснял поверхность Плутона (на следующем фото), Эриды и многих других планет.

Открыл спутник Нептуна Гиппокамп.

«Хаббл» заснял галактику, существующую 13 млрд лет. Это одна из самых древних после Большого взрыва.

За 31 год работы «Хаббл» передал больше 150 ТБ (терабайт) информации. Ученые решили заменить его на новый аппарат с большими возможностями в плане визуализации отдаленных от Земли уголков галактики и вселенной. «Хаббл» выйдет из строя и, возможно, сгорит в атмосфере Земли. Его заменит «Джеймс Уэбб».

На самом деле «Джеймс Уэбб» – это проект, который ученые готовили не один десяток лет. Первые планы появились еще в 1989 году. Полноценные работы начались в 1997-м. А первый запуск ученые запланировали еще на 2007 год. Но тогда он сорвался. В дальнейшем NASA около 20 раз срывала запуск «Джеймса Уэбба».

По мере срывов запуска менялась и цена проекта. Ученые добивали телескоп новыми деталями и технологиями, делая его дороже. Первоначальная стоимость «Джеймса Уэбба» составляла чуть более 500 млн долларов. Сейчас ценник вырос до 10 млрд долларов.

Почему так дорого? NASA создала аппарат для масштабных миссий. На официальном сайте компании перечислены такие:

• Поиск древнейших галактик или объектов, образовавшихся после Большого Взрыва.
• Определение путей эволюции галактик.
• Наблюдение за изменением звезд: от первых стадий до формирований вокруг них планетарных систем.
• Определение физических и химических свойств звездных систем.

Это были побочные миссии, на которые ориентирован основной рабочий процесс «Джеймса Уэбба». Но NASA обозначила две важнейшие задачи перед телескопом. Первая – определение процессов зарождения вселенной. Вторая – поиск жизни на других планетах.

Из чего состоит «Джеймс Уэбб»? И как он будет двигаться?

Вот компьютезированное изображение «Джеймса Уэбба»:

Теперь давайте разберемся в его конструкции. Для этого перечислим важнейшие детали телескопа:

• Видите один большой золотой многоугольник? Он будет состоять из 18 золотых многоугольников поменьше. Это зеркала, благодаря которым ученые смогут улавливать световые излучения, идущие в том числе и из отдаленных галактик. Сотрудники NASA утверждают, что телескоп способен уловить свет галактики, расположенной в миллиардах световых годах от нашей.

Но почему золото? Просто у золото хорошая светоотражающая способность. Благодаря золотому покрытию зеркала способны улавливать каждый фотон. Но на самом деле это не чистое золото, а бериллий, покрытый золотом.

Ширина общего зеркала – 6,5 метра. Вес каждого отдельного зеркала – 20 кг.

• Раскладывающийся солнцезащитный козырек, который защищает телескоп от внешних источников тепла и света. То есть от Луны, Земли и Солнца.

• Улучшенные детекторы. Для сбора света с атмосфер планет.

• Средне-инфракрасный прибор, позволяющий улавливать свет других галактик.

Предположительное время миссии составляет 5-10 лет, но это совсем не точно (хотя высокая чувствительность всех датчиков рассчитано только на такое время). «Хаббл» работает на расстоянии в 570 км относительно поверхности Земли. «Джеймс Уэбб» будет работать на расстоянии в 1,5 млн км от Земли. Анимация его орбиты выглядит так:

Сам телескоп будет работать при температуре около -225 градусов по Цельсию. Ученые даже придумали название местоположения «Джеймса Уэбба» – точка L2 (где L – обозначение Точки Лагранжа). Ее положение от Солнца дальше относительно расстояния между Землей и Солнцем. По идее, один оборот телескопа вокруг Солнца должен длиться больше одного земного года. Но это не так: баланс комбинированного гравитационного притяжения Солнца и Земли в точке L2 означает, что «Джеймс Уэбб» не будет отставать от Земли по времени в плане вращения вокруг Солнца.

Проекция точки L2 относительно Земли и Солнца выглядит так:

Вы сказали про поиск жизни на других планетах. Это как?

Ученые давно думают, есть ли жизнь за пределами нашей системы. «Джеймс Уэбб» поможет ответить на этот вопрос, даже если жизнь на других потенциально обитаемых планетах определена микроорганизмами.

Глава исследовательского центра NASA Наташа Баталья (кстати, ее мама Натали руководила первой командой, работающей над «Джеймсом Уэббом», сейчас она – профессор Калифорнийского университета) сказала:

«Мы хотим понять процесс, который привел Землю к созданию пригодной для жизни среды. Является ли тот факт, что у нас есть жидкие водные океаны и кислород, уникальным или это довольно распространенное явление в галактике».

Чтобы определить жизнь на других планетах «Джеймс Уэбб» будет изучать планеты с расплавленными поверхностями; планеты, пережившие смерть своих звезд; поверхность газовых планет-гигантов; экзопланеты; планеты, которые ученые считают потенциальными «близнецами» (то есть они близки по физическим и химическим свойствам) Земли. National Geographic считает, что в рамках своей миссии «Джеймс Уэбб» изучит сотни тысяч планет.

Пока что первым объектом исследования «Джеймса Уэбба» считается спутник Юпитера – Европа. Ее поверхность покрыта льдом, под километрами которого есть вода. В случае, если данные телескопа по примерному химическому составу этой воды покажут, что в нем есть микроорганизмы, NASA запустит исследовательские зонды. Но для этого нужно ждать минимум 7-10 лет.

Еще одна важная миссия для телескопа – исследование системы TRAPPIST-1 (в 39,6 световых года от Солнца). Это система, состоящая из звезды и семи планет вокруг. Три планеты по размерам не сильно отличаются от Земли и вращаются в температурной зоне, в которой вода может быть в жидкой форме (то есть на них может быть жизнь).

Поиск новой жизни – это звучит действительно интересно и важно. Но есть одна очень большая проблема. «Джеймс Уэбб» найдет потенциально обитаемую планету и даже определит газ, доминирующий в атмосфере этой планеты. Но телескоп не сможет определить наличие других газов, чья доля не очень велика относительно доминирующего. Поэтому ученые потратят еще много времени, чтобы разобрать атмосферу планеты, претендующей на статус обитаемой.