Многие думают о космическом телескопе Джеймса Уэбба как о своего рода Хаббле 2. Они понимают, что космический телескоп Хаббла (HST) хорошо нам послужил, но теперь он устарел и его пора заменить. NASA, похоже, с этим согласятся, поскольку они не отправляли миссию по техническому обслуживанию более пятнадцати лет и уже готовятся сворачивать операции. Но в недавней статье утверждается, что это ошибка. Несмотря на свой возраст, HST по-прежнему работает очень хорошо и продолжает выдавать лавину ценных научных результатов. И учитывая, что JWST никогда не проектировался как замена HST — это инфракрасный (ИК) телескоп — нам было бы лучше всего использовать оба телескопа одновременно, чтобы максимально охватить все наблюдения.
Давайте не будем обманывать себя: космический телескоп Хаббл (HST) старый и в конечном итоге упадет обратно на Землю. Хотя он был разработан с возможностью ремонта и модернизации, с 2009 года не было ни одной миссии по его обслуживанию. Эти миссии зависели от Space Shuttle, который мог бы захватить телескоп и предоставить рабочую базу для астронавтов. Миссии по обслуживанию могли длиться неделями, и только Space Shuttle мог бы доставить шестерых астронавтов к телескопу и разместить их на время миссии.
Без этих миссий по обслуживанию вышедшие из строя компоненты больше не могут быть заменены, и общее состояние HST будет продолжать ухудшаться. Если ничего не делать, HST в конечном итоге вообще перестанет работать. Чтобы он не стал просто очередным куском космического мусора, уже разрабатываются планы по его выводу с орбиты и падению в Тихий океан. Но это не повод отказываться от него. Он по-прежнему имеет такой же ясный вид на космос, как и прежде, и ученые миссии отлично справляются с решением технических проблем по мере их возникновения.
Космический телескоп Джеймса Уэбба был запущен в космос на Рождество 2021 года. Его система складных шестиугольных зеркал обеспечивает ему эффективный диаметр примерно в 2,7 раза больше, чем у HST, и он предназначен для наблюдения в среднем ИК-диапазоне. В течение нескольких месяцев после развертывания он уже видел вещи, которые противоречили существующим моделям формирования Вселенной.
Причина, по которой JWST смог запечатлеть такие древние галактики, заключается в том, что это в первую очередь ИК-телескоп: по мере расширения Вселенной фотоны от далеких объектов смещаются в красную область спектра, пока звезды, которые изначально светили в видимом свете, теперь не видны только в ИК-диапазоне. Но эти ИК-изображения оказываются чрезвычайно ценными и в других научных областях, помимо космологии. Фактически, многие из самых ярких изображений, опубликованных пресс-группой JWST, являются ИК-изображениями знакомых объектов, раскрывающими скрытые сложности, которые ранее не были видны.
Это ключевое различие между двумя телескопами: хотя диапазон HST немного перекрывается с JWST, он может видеть вплоть до ультрафиолетовых (УФ) длин волн. HST был запущен в 1990 году, на семь лет позже и на миллиарды долларов больше бюджета. Его 2,4-метровый первичный элемент должен был быть одним из самых точно отшлифованных зеркал, когда-либо созданных, поскольку он должен был быть ограничен дифракцией на УФ-длинах волн. Известно также и то, что проблемы в процессе тестирования привели к тому, что он не смог достичь четкого фокуса.
К счастью, телескоп изначально был спроектирован так, чтобы быть пригодным к эксплуатации, и даже возвращался на Землю для ремонта с помощью Space Shuttle, если это было необходимо. В конце концов, однако, оптики NASA смогли спроектировать и построить набор корректирующей оптики для решения проблемы, и система COSTAR была установлена астронавтами во время первой миссии по обслуживанию. За эти годы NASA отправило еще три миссии по обслуживанию, чтобы обновить или отремонтировать компоненты и установить новые приборы.
HST может стать одним из самых успешных научных инструментов, когда-либо созданных. С 1990 года он стал предметом примерно 1200 научных пресс-релизов, каждый из которых был прочитан более 400 миллионов раз. Более 46 000 научных статей, написанных с использованием данных HST, были процитированы более 900 000 раз! И даже в своем нынешнем состоянии он все еще предоставлял данные для 1435 статей только в 2023 году.
JWST также уложился во временные рамки и бюджет, но был гораздо более успешным в развертывании. Несмотря на гораздо большее зеркало, с собирающей площадью в шесть раз больше, чем у HST, вся обсерватория весит в два раза меньше, чем HST. Благодаря своей большей чувствительности и тому факту, что она может видеть древний свет, смещенный в красное смещение в ИК-диапазоне, она может видеть гораздо глубже во Вселенную, чем HST. Именно эти наблюдения галактик, образовавшихся, когда Вселенная была чрезвычайно молодой (100–180 миллионов лет), вызвали такой ажиотаж вскоре после ее развертывания.
Как бы ценны ни были эти телескопы, они не будут работать вечно. JWST находится глубоко в космосе, примерно в 1,5 миллионах километров от Земли, около точки Лагранжа L2. Когда он в конечном итоге выйдет из строя, он станет просто еще одним куском мусора Солнечной системы. HST, однако, находится на низкой околоземной орбите (LEO) и испытывает очень небольшое сопротивление со стороны слабых внешних границ атмосферы. Со временем он будет постепенно терять скорость, дрейфуя вниз, пока не войдет в атмосферу и не упадет на Землю. Из-за своего размера он не сгорит полностью, и большие куски будут разбиваться о поверхность.
Поскольку невозможно предсказать, где именно он вернется, планировщики миссии всегда намеревались захватить его с помощью космического челнока и вернуть на Землю до того, как это произойдет. Его последним пристанищем должен был стать музей, но, к сожалению, программа шаттлов была отменена. Текущий план заключается в том, чтобы отправить беспилотную ракету, которая состыкуется с телескопом (специальное приспособление было установлено для этой цели на последней миссии обслуживания), и свести его с орбиты контролируемым образом, чтобы гарантировать, что его части безопасно приземлятся в океане.
Дополнительные материалы
