Новый телескоп обещает фантастические открытия
На 24 декабря в науке намечено поистине историческое событие. С космодрома Куру во Французской Гвиане НАСА оправит ракету, которая выведет на орбиту космический телескоп «Джеймс Уэбб». Он будет приемником знаменитого космического телескопа «Хаббл», который за 30 лет работы совершил настоящую революцию в астрономии. На основе данных его наблюдений написаны десятки тысяч научных статей, сделаны открытия, которые занимали первые места в ежегодных итоговых научных хит-парадах.Именно с помощью "Хаббл" сделано одно из самых сенсационных открытий науки последних десятилетий: оказалось, что вопреки законам физики — Вселенная не просто расширяется, а делает это с ускорением. А чтобы это объяснить, ученым пришлось разработать знаменитую гипотезу "темной энергии".
Но, по мнению ученых, "Хаббл" рядом с "Уэббом" это в лучшем случае "Жигули" по сравнению с "Мерседесом". Возможности нового телескопа настолько фантастичны, что многие из будущих открытий "Уэбба" мы не можем на сегодняшний день даже вообразить. А ведь его судьба несколько раз висела на волоске. Телескоп был задуман еще в конце 90-х , и тогда миссия оценивалась в 500 млн долларов, а запуск намечался на 2007 год. Как это случается всегда с подобными проектами, цена стала расти как на дрожжах. Когда в 2010 году было потрачено уже 5 млрд, а запуск обсерватории все откладывался, сенат США провел расследование. В итоге в журнале Nature появилась статья "Телескоп, который сожрал астрономию". Сенаторы предложили сократить бюджет НАСА ровно на ту сумму, которая предназначалась на "Уэбб". А по сути, поставить на проекте крест.
И вот тогда на защиту "телескопа-обжоры" вышла едва ли не вся мировая научная общественность. Она заявила, что экономия в краткосрочной перспективе по масштабам совершенно несопоставима с ущербом всей мировой науке. Ученых поддержали авторитетные международные издания, раструбив историю по всему миру. И обсерваторию удалось отстоять. Только одно это демонстрирует, какое значение мировая наука придает "Уэббу".
И если знаменитый телескоп "Хаббл" заглянул назад на 13,5 миллиарда лет, то "Джеймс Уэбб" проведет "раскопки" в историю Вселенной намного глубже
За что же с такой страстью сражаются ученые? Если совсем просто, то "Уэбб" может гораздо глубже и основательней изучать Вселенную по сравнению со "стариком" "Хабблом". Дело в том, что они по-разному смотрят в космос. "Хаббл" — это в основном оптический инструмент, он работает в видимом глазу спектре. Что сильно ограничивает его возможности, не позволяет изучать черные дыры, открывать экзопланеты, где может быть жизнь, подобраться к Большому взрыву — главной загадке науки. "Уэбб" имеет такие возможности, так как смотрит в мир через инфракрасные излучение. А это совсем другой инструмент. Он сможет разглядеть тусклые, со слабой светимостью объекты. А самое заманчивое, что его можно использовать в качестве своеобразной машины времени. В астрономии чем дальше от Земли объекты, тем они старше. Ведь свету требуется очень много времени, чтобы добраться до Земли. И если "Хаббл" заглянул назад на 13,5 миллиарда лет, то "Уэбб" проведет "раскопки" в историю Вселенной намного глубже. Насколько — сейчас даже трудно сказать. Ученые надеяются, что им удастся попасть в космические "ясли", обнаружить самые первые родившиеся после Большого взрыва звезды. Телескопу предстоит тщательно разобраться, как выглядели галактики, начиная с 200 миллионов лет после этого взрыва и до 400 миллионов лет после него. Говоря образно, Большой взрыв может оказаться от исследователей на расстоянии одной руки.
Ученые уверены, что "Уэбб" совершит настоящий прорыв в поиске не только экзопланет, но даже и их спутников, а также спектральных линий этих планет. Это сегодня недостижимо ни для одного телескопа. У "Уэбба" для этого есть все возможности. Словом, вся мировая наука с огромным интересом ожидает его запуск, не сомневаясь, что результаты будут самые революционные. Что же это за чудо-инструмент, который специалисты называют шедевром научной и инженерной мысли? Главный "глаз" телескопа — зеркало, покрытое тонким слоем золота. Размер 6,5 метра, у "Хаббла" — 2,4 метра. Отправить такую гигантскую конструкцию на орбиту, конечно, невозможно, она не поместится ни в одну из современных ракет. Поэтому инженеры НАСА придумали разделить зеркало на 18 лепестков и сложить их в ракету как оригами. Распустятся эти лепестки уже в космосе.
Но мало вывести телескоп на орбиту, раскрыть зеркало, надо создать благоприятные условия для его работы. И тут свои нюансы. Чтобы фоновый шум не искажал данные приборов, они должны работать при температуре, близкой к абсолютному нулю. Поэтому орбита выбрана так, чтобы обсерватория все время находилась в тени Земли, а с солнечной стороны аппарат закроет пятислойный экран из пластика размером с теннисный корт. Кстати, он тоже отправится в космос в свернутом виде, и его надо развернуть.
А всего уже на орбите придется провести 300 сложнейших операций, в частности, развернуть конструкцию, сложить по частям и настроить зеркало, подогнать и направить солнцезащитный экран и т. д. Каждая должна пройти идеально гладко. Иначе всю работу придется начинать заново. На период подготовки отводится три месяца. И все это необходимо делать в автономном режиме, ведь телескоп будет находиться от Земли на расстоянии 1,5 миллиона километров. ("Хаббл" расположен близко от планеты, для его ремонта и наладки астронавты совершили четыре миссии.)
— Я 20 лет ждала этого запуска, чтобы получить ответы на множество вопросов, отыскать которые иначе просто невозможно, — говорит научный руководитель проекта доктор Хейди Хэммел. — У нас вообще нет другого способа туда заглянуть. А вопросы эти настолько важны, что, на мой взгляд, это полностью оправдывает и огромные денежные затраты, и годы ожидания.
Скажем, несмотря на все попытки, ученым пока так не удалось найти в космосе двойника Земли, где может быть жизнь. По словам доктора Хэммел, вполне возможно, что он будет обнаружен уже в ближайшие три-четыре года. И будет только один фантастический прорыв из многих, которые ждут ученые от "Уэбба".
