MIL OSI Перевод. Анализ вечернего отчета – с английского на русский –
Источник: The Conversation (Австралия и Новая Зеландия). – Темия Нанаяккара, главный астроном Австралийского центра данных имени Джеймса Уэбба Технологического университета Суинберна.
НАСА
Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) наконец-то были выровнены создать первое единое изображение одиночной звезды, что стало важной вехой.
Большинство традиционные телескопы в наши дни (например, у вас на заднем дворе) есть одно главное зеркало, которое собирает далекий свет от звезд. Но у JWST 18 зеркал! Их нужно было выровнять очень точно, чтобы запечатлеть изображение, которое НАСА опубликовало сегодня.
Этот gif показывает несколько промежуточных изображений звезд, используемых для критического процесса выравнивания зеркал JWST. НАСА/Twitter
Проблема с JWST
JWST — самый большой телескоп, который когда-либо отправляли люди в космос. Он настолько велик, что ни одна из наших ракет не может его нести в полностью выдвинутом состоянии. Таким образом, он был спроектирован так, чтобы его можно было аккуратно сложить, чтобы он поместился в грузовом отсеке на вершине Ракета-носитель Ариан-5.
Телескоп использует технологию сегментированного зеркала. Эта технология уже несколько десятилетий используется некоторыми из крупнейших оптических телескопов в мире, в том числе Обсерватория Кека на Гавайях (с двумя зеркалами диаметром 10 м, каждое из которых состоит из 36 шестиугольных сегментов).
Основная проблема с JWST заключалась в том, чтобы развернуть его в полностью вытянутую форму в космосе, в экстремальных условиях жары и холода и без помощи человека. Этот процесс начался в январе.
После того, как сегменты зеркала были развернуты, их нужно было выровнять, чтобы все 18 объединились в одно изогнутое зеркало диаметром 6,5 м.
JWST завершил это процесс выравнивания, что дает нам первое объединенное изображение. Изображение было получено с помощью камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), один из телескопов четыре ключевых научных инструмента.
NIRCam — это оптическая система, которая захватывает изображения на космическом телескопе Джеймса Уэбба. НАСА, СС BY
Но как это было сделано?
Там семь маленькие моторы закреплен за каждым из 18 слегка изогнутых шестиугольных зеркал JWST. Их цель состоит в том, чтобы перемещать и изменять кривизну каждого сегмента, чтобы все 18 сегментов могли действовать как одно большое зеркало.
Шесть таких моторов сгруппированы в три равноудаленные пары, расположенные вокруг каждого сегмента зеркала. Они используются для перемещения зеркала.
Седьмой двигатель находится в центре и соединен с шестью углами зеркала распорками. Этот двигатель может регулировать натяжение стоек, чтобы оптимизировать кривизну сегмента зеркала.
Моторы могут перемещать зеркала очень точно, с точностью до 1/10 000 диаметра человеческого волоса. Эта точность (с точностью до доли длины волны света) важна для получения высококачественных изображений с телескопа.
Ученые НАСА использовали бы математический анализ под названием «восстановление фазычтобы изучить, как движение каждого отдельного сегмента изменило резкость конечного изображения.
Получив эту информацию, они должны были выполнить две важные задачи, прежде чем сегменты могли функционировать как единое монолитное зеркало: грубое выравнивание и точное выравнивание.
Грубое и точное выравнивание
При грубом выравнивании сегменты зеркал перемещались вертикально (вверх и вниз) до тех пор, пока все они не выровнялись, образуя одно гигантское зеркало. Тем не менее, все еще оставались незначительные ошибки выравнивания, которые необходимо было исправить, чтобы получить наилучшее изображение.
Здесь происходит тонкое выравнивание. В этом процессе вместо перемещения сегментов зеркала телескопа перемещается небольшая оптика внутри NIRCam.
Когда JWST направлен на звезду, свет от звезды сначала попадает на главное зеркало, в котором отдельные сегменты теперь достаточно хорошо выровнены.
Затем свет от звезды продолжает свой путь через вторичное и третичное зеркала внутри телескопа и попадает в прибор NIRCam. Во время точной настройки оптика внутри NIRCam очень тщательно настраивается, пока звезда не окажется полностью в фокусе.
На телескопе Уэбба есть четыре различных типа зеркал: сегменты главного зеркала, вторичное зеркало, третичное зеркало и тонкое рулевое зеркало.НАСА/Ball Aerospace/Тинсли, СС BY
Шаги грубого и точного выравнивания повторяются до тех пор, пока не будет получено максимально четкое изображение. Изображение, опубликованное НАСА на этой неделе, показывает, как выглядит звезда, когда эти шаги завершены.
Еще до того, как грубое и точное выравнивание было завершено, НАСА опубликовало «сложенное» изображение, вероятно, одной и той же звезды еще в феврале.
Для этого каждый из отдельных сегментов зеркала был точно настроен для создания 18 отдельных резких изображений звезды, но каждый с немного другой точки зрения. Затем 18 изображений были сложены, чтобы получить изображение ниже.
Ученые НАСА сложили 18 отдельных изображений, снятых сегментами главного зеркала, чтобы создать сложенное изображение.НАСА
Следующие шаги
Хотя успешное тестирование NIRCam является прорывом для JWST, предстоит выполнить еще много шагов, прежде чем он сможет реализовать свой потенциал.
Далее НАСА рассмотрит, как другие инструменты работают с изображениями звезд, и проведет дальнейшую тонкую настройку оптики этих инструментов. После этого начнется этап ввода прибора в эксплуатацию. Помимо NIRCam, на борту JWST есть еще три инструмента: НИРСпец, НИРИСС, а также МИРИ.
В то время как NIRCam в первую очередь будет предоставлять изображения Вселенной в ближней инфракрасной части электромагнитного спектра, NIRSpec может разделить этот свет для изучения различных сигнатур (вариаций свойств падающего света).
NIRISS будет обеспечивать функциональность, аналогичную NIRCam, в то время как MIRI будет смотреть на Вселенную в гораздо более высоких длинах волн (достигающих среднего инфракрасного диапазона).
Теперь все инструменты будут доведены до рабочей температуры и протестированы. Некоторые начальные шаги уже предприняты, и пока все признаки хорошие. Многие из шагов имеют встроенную избыточность, а это означает, что в случае сбоя системы будет другой способ достичь той же цели.
Вы можете быть в курсе деятельности JWST онлайн.
Темия Нанаяккара связана с Австралийским центром обработки данных Джеймса Уэбба, расположенным в Технологическом университете Суинберна.
– исх. Космический телескоп Джеймса Уэбба сделал первое совмещенное изображение звезды. Вот как это было сделано – https://theconversation.com/the-james-webb-space-telescope-has-taken-its-first-aligned-image-of-a-star-heres-how-it-was-done-178315
ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: Эта статья является переводом. Приносим свои извинения, если грамматика и/или структура предложения не идеальны.