25 декабря исполнится первая годовщина запуска космического телескопа Джеймс Уэбб – самого амбициозного, когда-либо созданного человечеством. Собрано и отправлено на борту ракеты Ariane 5, он отправился в космос, где несколько месяцев путешествовал до точки Лагранжа L2 системы Земля-Солнце, вокруг которой сейчас вращается. В каком состоянии телескоп? Каков его текущий статус? Как прошли первые месяцы работы?
Авторы статьи освещают ключевые моменты функционирования телескопа «Уэбб», включая особенности энергоснабжения, попадание микрометеороидов и неисправность одного из научных приборов. Успешный запуск и развертывание потребовали многолетней разработки и испытаний, а затем – тщательного охлаждения, выравнивания зеркал и калибровки инструментов. Все это позволило получить первые цветные снимки, представленные общественности в июле текущего года.
Проблема микрометеороидов
В течение нескольких последних месяцев в главное зеркало Уэбба, глазу диаметром 6,5 метра из 18 шестиугольных сегментов, попало около четырнадцати микрометеороидов размером с пылинку. Видение телескопа не пострадало, но команда миссии решила изменить работу телескопа для предотвращения столкновений с так называемыми «зонами избегания микрометеороидов».
Разработчики телескопа «Уэбб» предусмотрели возможность столкновений с микрометеороидами, спроектировав его таким образом, чтобы он мог выдержать такие удары. Однако после столкновения в конце мая, нанеся больший ущерб, чем предсказывали модели, сотрудники миссии стали искать способы уменьшения подобных событий. Всё же «Уэбб» остаётся очень уязвимым: его большое первичное зеркало открыто космосу, в отличие от зеркала Хаббла, которое меньше и защищено оболочкой.
Эксперты, анализировавшие удар мая, пришли к выводу, что это был случайный успех: микрометеороид с большой энергией попал в более хрупкую часть зеркала. Однако ученые решили изменять наблюдения «Уэбба» для уменьшения вероятности подобных столкновений с большой светособирающей поверхностью.
Эффективность солнечных батарей Уэбба
В отличие от «Хаббла», на «Джеймсе Уэббе» техническое обслуживание невозможно провести непосредственно. Для работы телескопа требуется топливо и электричество. Первое необходимо для поддержания орбиты вокруг точки Лагранжа L2, а также для маневра с целью изменения ориентации. Топливо — смесь гидразина и закиси азота, ее запаса пока больше запланированного изначально, частично благодаря точности запуска Ariane V.
Солнечные батареи, установленные на боковой стороне платформы обсерватории, производят электроэнергию, необходимую для работы всех систем и связи с Землёй в любое время.
В действительности потребление энергии Уэббом меньше ожидаемого. Для работы телескопа требуется всего один киловатт, как у микроволновой печи, разогревающей обед. НАСА заявляет, что Уэбб будет энергоэффективным на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли, надежно питаясь солнечной батареей.
Солнечная батарея функционирует как миниатюрная электростанция для телескопа, снабжая энергией все научные приборы, системы связи и двигатели. Мощность составляет 2 кВт, что учитывает возможную деградацию со временем из-за космических условий и износа.
Неожиданность: сбой в работе MIRI
После запуска научных исследований телескопа «Уэбб» в июле текущего года возникла проблема с работой инструмента Mid InfraRed Instrument (MIRI). Режим спектроскопии среднего разрешения (MRS) прекратил функционирование 24 августа.
Проблема возникла из-за повышенного трения в аппаратуре, меняющей фильтр, применяемый в режиме MRS, для переключения между длинами волн во время наблюдений. Команды, проведшие расследование, прекратили использование этого режима до выяснения проблемы. Недавно инженеры нашли способ устранить проблему, и режим MRS восстановлен, теперь его можно использовать безопасно. Режим будет применяться для изучения полюсов Сатурна, видимых «Уэббу» лишь в течение короткого времени.
В будущем наблюдения с помощью режима MRS будут контролироваться для поддержания работоспособности и стабильности сложной части оборудования. При успешном функционировании этой части в дальнейшем подобные проблемы исключены.
Действия Уэбба просто потрясающие. Даже инженеры, ученые, техники и исследователи, трудившиеся над ним долгие годы, не предвидели такой отдачи. В инфракрасном диапазоне Вселенная открывается нам в таком виде, что трудно представить: космос выходит за пределы всех наших представлений, он прекрасен, богат и величественен.
Чувствительность приборов «Уэбба» оказалась столь высокой, что это поразило исследователей. Группы специалистов работают над новыми конвейерами обработки данных, чтобы полностью осмыслить результаты работы Уэбба, которые слишком точны для возможностей нашего программного обеспечения управления и анализа.
С каждым часом и днем телескоп собирает информацию, которая заполняет онлайн-каталоги. Публикация некоторыми учеными самых красивых снимков, сделанных NIRCam в ближнем инфракрасном диапазоне или MIRI в среднем инфракрасном диапазоне, поражает публику деталями, доступными благодаря Уэббу.
Впереди нас ждут много сюрпризов, пока телескоп сохранит свою работоспособность, а специалисты компетентно и последовательно устраняют возникшие проблемы, «Уэбб» продолжит своё путешествие, радуя нас историями и чудесами из глубин космоса.