В Космическом центре NASA Goddard Space Flight Center завершили испытания полного развёртывания головного зеркала космического телескопа «Джеймс Уэбб», который выйдет на орбиту в марте 2021 года.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope, JWST) — это совместный проект космической инфракрасной обсерватории NASA, Европейского (ESA) и Канадского (CSA) космических агентств. Предназначенный для работы в инфракрасном и частично видимом диапазоне (от 28 мкм до 0,6 мкм), он рассматривается как функциональная замена космическому телескопу Hubble. Существенный сдвиг диапазона наблюдений в инфракрасную область по сравнению с «Хабблом» (который охватывает весь видимый и ближние ультрафиолетовый и инфракрасный спектр) позволит сосредоточиться на исследовании удалённых галактик с высокими значениями космологического красного смещения, недоступных поэтому для «Хаббла».
Также ключевыми целями телескопа будут поиск и исследование экзопланет в ближайших окрестностях и изучение некоторых тел Солнечной системы, интересных с точки зрения астробиологии, таких, как «водные» спутники Юпитера и Сатурна — Европа (см. нашу заметку) и Энцелад с поиском биосигнатур. Инфракрасный спектр зрения телескопа в данном случае поможет исследованию «холодных» экзопланет с температурами, сопоставимыми с земными.
Орбита космического телескопа будет лежать в области точки Лагранжа L2 системы Солнце — Земля. Это означает, что он будет скрыт от Солнца, всё время находясь на ночной стороне Земли. Также для защиты от инфракрасной засветки от Земли и Солнца на спутнике предусмотрен тепловой экран. После множества переносов сроков и переоценок бюджета проекта на сегодня запуск телескопа планируется в марте 2021 года с космодрома во Французской Гайяне, и первые результаты наблюдений следует ожидать осенью 2021 года.
Диаметр главного зеркала телескопа — 6,5 метров — в несколько раз больше, чем у Hubble. Оно состоит из 18 подогнанных друг к другу шестиугольных сегментов. Каждый из них управляется отдельно и вместе со своим механизмом позиционирования имеет массу около 40 кг. Габариты такой конструкции в сборе уже не позволяют разместить её на ракете-носителе, поэтому на орбиту телескоп будет доставлен в сложенном состоянии, и разворачивание всего комплекса оборудования будет происходить в космосе. На протяжении 2017—2019 гг. в Космическом центре Goddard проводились испытания по развёртыванию различных узлов телескопа и проверка работы самих подсистем, в частности, криогенные испытания для работы при низких температурах около 40 K. Такое охлаждение необходимо для телескопов, исследующих инфракрасную область, потому что ИК-спектр — это как раз диапазон излучения тел, нагретых до привычных на Земле температур. Узлы телескопа при комнатной температуре излучают волны, полностью перекрывающие интересующий нас сигнал. Поэтому время работы космических телескопов в инфракрасной области ограничено запасом хладагента на борту. Так недавно из-за закончившегося охладителя прекратил работу инфракрасный телескоп Spitzer.
Развёртывание конструкции будет проводиться в невесомости, а масса главного зеркала весьма ощутима, даже с учётом облегчающих конструкцию (по сравнению с «Хабблом») решений. Поэтому для эмуляции условий работы, приближенных к реальным, в лаборатории используется оборудование, компенсирующее действие земного притяжения на узлы конструкции. До этого уже проводились испытания по развёртыванию отдельных узлов, в частности, второго зеркала телескопа — небольшого устройства, вынесенного на «штативе» перед главным зеркалом и предназначенного для фокусирования принятого «тарелкой» излучения на приёмник. Однако комплекс операций с главным зеркалом весьма сложен, и до погрузки на корабль-носитель планируется ещё только одно его развёртывание в режиме «генеральной репетиции» перед стартом.
Из-за эпидемии COVID-19 в планы по работе над телескопом пришлось внести изменения, главным образом, по причине уменьшения количества персонала, который может быть занят на объекте. Так, пока что работы возобновлены с соответствующими корректировками в графике, что и позволило, несмотря на форс-мажор, провести эти ключевые испытания с разворачиванием главного зеркала. Однако в апреле, после завершения монтажа специальной башни для отработки системы в сборе (Deployable Tower Assembly), дальнейшие работы по согласованию узлов телескопа придётся, по-видимому, приостановить. Сам проект продолжается и включает ещё много составляющих, над которыми можно работать даже в этих неприятных обстоятельствах. В ближайшие недели будут приниматься оперативные решения по корректировке графика в зависимости от развития ситуации.
