Охолодження в космосі будь-якої матерії — набагато складніший процес, ніж може здатися. Але це саме це зараз відбувається з телескопом James Webb. Досягнення вкрай низької температури необхідне для штатної роботи систем постереження в інфрачервоному діапазоні. Телескоп давно досяг свого «дому» в точці Лагранжа L₂ і повністю розгорнув головне дзеркало. Він навіть зробив перший знімок віддаленої зірки, щоб розпочати калібрування кожного з 18 шестикутних дзеркал. Але йому потрібно більше часу на повне їх охолодження. Тільки після цього James Webb зможе спостерігати за Всесвітом в інфрачервоному спектрі з безпрецедентною якістю та чіткістю зображення.
Проблема охолодження James Webb у космосі
Проблема в тому, що охолодження в космосі відбувається інакше, ніж Землі. Перший складний момент — заховатися від Сонця. Його прямі промені на такій відстані нагрівають неприкриті матеріали до 150-200°C. На щастя, James Webb має спеціально розроблений сонцезахисний екран, що захищає його від сонячного проміння.
Інструменти всередині телескопа охолоджуються з того часу, як кілька тижнів тому екран було повністю розгорнуто. Тим не менш, існує ще одна перешкода, яку необхідно подолати — відсутність двох із трьох способів природного позбавлення тепла в космосі. Перший — це кондукція, за якої тепло передається безпосередньо іншій речовині. Другий — конвекція, коли відбувається циркуляція повітря за рахунок різниці густини між холодним і гарячим газом. Але обидва ці способи не працюють у космічному вакуумі.
James Webb використовує третій метод відведення тепла — випромінювання. Тепло повільно розсіюється в космосі у вигляді інфрачервоного світла. Очевидно, що це саме те випромінювання, в якому телескоп спостерігатиме за Всесвітом. Тому будь-які нагріті джерела можуть негативно вплинути на отримання чіткої картинки та спотворять виміри.
Дуже низькі температури
В даний час температура сегментів головного дзеркала телескопа знаходяться в діапазоні від -233 до -213°C. Їм доведеться пройти довгий шлях, щоб досягти цільових температур, що приблизно на 2-7°C нижче, ніж зараз. А вторинне дзеркало вже охолоджене до близько -270°C.
Інфрачервоні прилади мають власні температурні обмеження. Детектори ближнього інфрачервоного діапазону в даний час мають температуру -198°C з очікуваним кінцевим значенням -233°C. Невідповідність температури з дзеркалами є навмисною, оскільки NASA використовувало нагрівачі, щоб запобігти утворенню льоду на оптичному обладнанні.
Внутрішній кріогенний охолоджувач
Ще один важливий прилад на борту телескопа — Mid-Infrared Instrument (MIRI). Він повинен охолонути до -266°C. Це нижче за температуру, якої можна досягти простим випромінюванням. Таким чином, MIRI має приєднаний кріогенний охолоджувач, який, на відміну від подібних систем інших телескопів, повторно використовує власний рідкий гелій як кріоагент.
Новий звіт про хід робіт із підготовки до спостереження телескопа James Webb показує, що телескоп повільно і неухильно просувається до того, щоб розпочати виконання наукової програми вже через кілька місяців.
Нагадаємо, що раніше ми розповідали про ТОП-3 телескопи, які запустять до 2034 року.
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
