Новый телескоп джеймса вебба. Космический телескоп Джеймса Уэбба: все, что нужно знать о наследнике «Хаббла. Перспективы для науки

Лично я пришел к выводу, что телескоп James Webb несет слишком много изобретений, слишком много риска и является проектом за гранью разумного. - таковы прямые слова руководителя независимой контрольной комиссии Тома Янга на заседании комитета по астрономии и астрофизике совета по космическим исследованиям Национальной академии наук США 29 октября. Впрочем, он тут же уточнил, что не является противником телескопа и не сомневается, что проект может быть завершен успешно. Действительно, положение дел вызывает противоречивые чувства - с одной стороны, это интереснейший проект, который должен дать науке новые возможности, с другой - превышения сроков и стоимости достигли воистину астрономических величин. В целом история проекта заставляет задуматься о своевременности воплощения технологий и критериях, когда лучше остановиться. Ну и, наконец, уроки «Джеймса Уэбба» категорически необходимо усвоить, начиная гораздо больший проект окололунной орбитальной станции.

Фото NASA/Desiree Stover

Чтобы комментарий Янга был более понятен, стоит пояснить контекст. В 2010 году, когда проект телескопа «Джеймс Уэбб» в очередной раз нарушил ранее объявленные сроки и стоимость, сенатор Барбара Микульски (Barbara Mikulski) потребовала собрать независимую контрольную комиссию. По результатам ее работы NASA реструктуризовало проект и заверило Конгресс США, что стоимость не превысит 8 миллиардов долларов, и телескоп будет запущен не позже осени 2018. Но осенью 2017 сроки съехали на 2019, а весной 2018 - на 2020. NASA, не дожидаясь сенаторского гнева, собрало новую независимую комиссию самостоятельно. В нее вошли авторитетные авиакосмические эксперты, а главой стал работавший в Lockheed Martin Том Янг.

Том Янг, фото NASA/Билл Ингалс

Комиссия завершила работу в мае 2018 и 31 числа представила отчет. В нем, опираясь на оценки трудоемкости и сроков проекта в условиях различных , рекомендовали установить дату запуска на март 2021. Результатом этого стало бы превышение потолка в 8 миллиардов, установленного Конгрессом. Также в отчете было сформулировано 32 рекомендации по улучшению процессов.

Теперь переносимся в осень 2018. 29 октября состоялось заседание комитета по астрономии и астрофизике совета по космическим исследованиям Национальной академии наук США. Нет ничего удивительного, что на нем выступал Том Янг. Портал SpaceNews приводит его слова:

Есть люди, которые поддержат JWST любой ценой, и есть те, кто поддерживают его, но возмущены увеличением сроков и стоимости. Я считаю, что проект не закроют, и политический процесс не сделает телескопу ничего плохого.

Он также добавил, что не исключает «побочного ущерба» другим программам NASA, но не стал предсказывать конкретные решения. Пояснение: сейчас в NASA и администрации США решается вопрос о задержке или отмене инфракрасного телескопа WFIRST для того, чтобы перебросить деньги на JWST.

Я знаю, что сейчас мы начинаем проекты, по сравнению с которыми «Джеймс Уэбб» будет выглядеть небольшим. И эти миссии должны учитывать опыт JWST. Думаю, что в следующем десятилетии придется поломать голову над этой проблемой.

Также Янг рассказал о сложностях убеждения NASA в валидности рекомендаций. Много усилий пришлось потратить, чтобы доказать, что NASA может и должно контролировать подготовку к полету европейской ракеты Ariane 5, на которой должен быть запущен телескоп. Первоначально NASA утверждало, что это невозможно, но представители комиссии сумели в итоге убедить агентство.

Если бы эта программа не имела высокого научного потенциала и не касалась бы вопросов лидерства США, думаю, ее бы закрыли.

Выдающийся кошмар

Первоначально телескоп «Джеймс Уэбб» должен был стоить 500 миллионов долларов и отправиться в космос в 2007 году. Но первоначальные оценки стоимости увеличились в 19 раз, а сроки съехали на 14 лет.

Иллюстрация Grant Tremblay

Вполне ожидаемо, что сейчас выбросить уже потраченные миллиарды долларов жалко, поэтому «Джеймс Уэбб» будет запущен и, надеюсь, станет отличным телескопом. Но его собратья из больших стратегических космических миссий NASA демонстрируют куда большие успехи. Например, стартовавший в этом году Parker Solar Probe обошелся всего в полтора миллиарда. А миссии меньшего калибра с небольшими бюджетами выглядят на фоне «Джеймса Уэбба» просто прекрасно - недавно начавший работать на орбите и уже нашедший первые экзопланеты TESS обошелся в 200 миллионов, при этом сэкономил 40 и завершился на два месяца раньше запланированного. Простая математика говорит, что на стоимость JWST можно было бы запустить почти 50 аппаратов с бюджетом TESS, шесть аналогов Parker Solar Probe или 3 аналога марсохода «Кьюриосити». И, подозреваю, что научной пользы в этом случае было бы больше.

Отдельный печальный юмор заключается в том, что анализ переносов сроков дает дату пуска в 2026. Расчет, конечно, несерьезный, но в районе 2021 года стоит про него вспомнить.

Иллюстрация Corey S. Powell

Итоговые размышления

Печальная история «Джеймса Уэбба» наводит на несколько выводов:

Технологические скачки лучше делать на сравнительно дешевых тестовых аппаратах. У NASA был отличный опыт зонда Deep Space 1, на котором проверили двенадцать новых технологий, успешно применявшихся потом в последующих миссиях. Зонд обошелся, кстати, всего в двести с небольшим миллионов долларов по сегодняшним ценам. У Европейского космического агентства есть наглядный пример - успех LISA Pathfinder. Этот аппарат показывает возможность создать космический детектор гравитационных волн из нескольких спутников, а то, что их конструкция не будет сильно отличаться от уже работающего аппарата, повышает точность оценки сроков и стоимости проекта. Да, конечно, возможно возражение, что от «мини-JWST» не будет особого толка, но это вопрос проектирования аппарата и придумывания для него задач. Практика - критерий истины, и только успешная реализация технологии показывает ее настоящую готовность и стоимость.

Плавное и незаметное увеличение стоимости и сроков проекта может зайти очень далеко, и необходимо иметь четкие критерии того, когда ситуация переходит грань разумного. Этот совет, кстати, универсален, тем более, что в психике человека заложено иррациональное избегание потерь (вспомните эксперимент Макса Базермана с двадцатидолларовой купюрой на аукционе). Конкретно в случае «Джеймса Уэбба» в 2010-11 годах стоимость плавно выросла с 5 до 6,5, а затем до 8 миллиардов. И к тому моменту успели потратить примерно 3 миллиарда, которые, конечно же, стало очень жалко выбрасывать. А до 2011 года развилок с аудитом и шансом на закрытие проекта не просматривается. 2006 года дает оценку стоимости 3,3 миллиарда, меньше, чем у «Хаббла», и сейчас смотрится очень наглядной иллюстрацией.

МОСКВА, 17 дек - РИА Новости. Орбитальная обсерватория "Джеймс Уэбб" будет отправлена в космос на борту европейской ракеты-носителе Ariane 5, который отправится в околоземное пространство предположительно в октябре 2018 года с космодрома Куру, сообщает пресс-служба ЕКА.

Сегодня, по словам генерального директора ЕКА, Йохана-Дитриха Вернера, и директора программы JWST в НАСА, Эрика Смита, европейское и американское космические агентства подписали с компанией Arianespace соглашение, согласно которому "Джеймс Уэбб" будет отправлен в космос на борту европейского ракетоносителя.

Новый телескоп "Джеймс Уэбб" (James Webb Space Telescope, JWST) является официальной заменой для орбитального телескопа "Хаббл", который проработал на орбите уже 25 лет. Изначально новый аппарат планировалось запустить в 2014 году, но значительное превышение затрат на него и отставание от графика вынудили НАСА перенести предполагаемую дату старта миссии сначала на сентябрь 2015 года, а затем - на октябрь 2018 года.

В конструкцию "Джеймса Уэбба" входят огромное зеркало диаметром 6,5 метра (диаметр зеркала Хаббла - 2,4 метра) и солнцезащитный щит размером с теннисный корт. Зеркало и щит из-за своих габаритов будут доставлены на ракету-носитель в сложенном виде, а затем раскроются после вывода телескопа в открытый космос. Большие габариты телескопа и щита, как отмечают в ЕКА, обусловили выбор Ariane 5 в качестве системы по его выводу в космос.

Ученые: первые звезды Вселенной жили в тесных и суперярких семьях Крупные и крайне яркие звезды, вспыхнувшие в первые мгновения жизни Вселенной, не были одиночками, как считалось ранее, и обитали в тесных звездных семьях, совокупная яркость которых могла в сотни миллионов раз превышать силу свечения Солнца.

Сейчас сборка телескопа вышла на финальную стадию, и инженеры компании "Локхид Мартин", отвечающей за его создание, устанавливают шестигранные зеркала "Джеймса Уэбба", полировка которых была завершена уже четыре года назад. На текущий момент специалисты НАСА и аэрокосмической компании установили пять из 18 шестиугольных элементов главного зеркала телескопа, а также установили часть вторичных зеркал и научных приборов.

Основное различие между "Хабблом" и "Джеймсом Уэббом" заключается в диапазонах работы: приборы "Хаббла" собирают информацию в инфракрасных лучах, в видимом свете и в ультрафиолете, а "Джеймс Уэбб" будет работать преимущественно в инфракрасном диапазоне. В связи с этим новый телескоп можно считать также преемником крупнейшей в мире инфракрасной обсерватории космического базирования "Спитцер", запущенной НАСА 25 августа 2003 года.

Телескоп будет находиться в космическом пространстве в точке Лагранжа L2, отстоящей от нашей планеты на 1,5 млн км. В ней Земля почти полностью заслоняет солнечный свет, при этом не мешая наблюдениям, поскольку обращена к L2 неосвещенной стороной. Гравитационные силы Земли и Солнца обеспечат относительную неподвижность телескопа относительно этих двух небесных тел.

Небольшие изменения местоположения "Джеймса Уэбба", предотвращающие его уход из зоны радиационной безопасности, будут выполняться с помощью коррекционных двигателей. Нахождение в земной тени позволит телескопу работать без искусственного охлаждения.

Накануне сделало объявление, которое вновь расстроило многих ученых, спутало им карты и теперь приведет к повышенным тратам бюджетных средств.

США в очередной раз, теперь почти на год, переносят запуск давно ожидаемой миссии космического телескопа Джеймса Вебба.

Назвав в качестве причины ряд технических загвоздок и ошибок, которых можно было избежать, в руководстве NASA заявили, что пуск перенесен с 2019 года на май 2020-го.

Впрочем, у NASA нет другого выхода, поскольку все ошибки в конструкции должны быть исправлены на земле, ведь, в отличие от телескопа Hubble, возможности ремонта телескопа на орбите уже не будет.

«В общем, у нас есть лишь один шанс сделать все до того, как мы полетим в космос», — заявил Томас Зурбучен, помощник директора NASA по науке. — Сейчас, похоже, у нас есть возможность сделать это до того, как мы пересечем финишную прямую».

По существу, оборудование телескопа в настоящее время уже собрано в виде двух отдельных частей. Первая — сам телескоп, состоящий из зеркала диаметром 6,5 метров, собранного из 18 шестиугольных сегментов, и четырех научных инструментов.

Вторая часть — служебная, в которой находятся системы питания и солнцезащитный экран, который должен развернуться в космосе и создать тень размером с теннисный корт для предотвращения нагрева телескопа солнечными лучами. С этой-то частью, которая изготавливается на заводе компании Northrop Grumman в Калифорнии, и возникли серьезные проблемы. Так, были обнаружены протекающие клапаны в двигательной системе и сложности, вскрытые при пробном развертывании защитного экрана.

«Мы допустили несколько ошибок», — заявил Зурбучен. Помимо прочего выяснилось, что при пробном развертывании экран, состоящий из пяти слоев каптона, порвался в нескольких местах. Всего были выявлены семь разрывов, два из которых имеют длину более 10 см.

А тросы, обязанные держать его натянутым, оказались слишком слабы и могут порваться в космосе.

В NASA и компании Northrop Grumman уже знают, как решить эти проблемы, но на их устранение теперь понадобятся дополнительные месяцы работы.

В агентстве решили созвать независимую наблюдательную комиссию во главе с ветераном NASA Томасом Янгом, которая будет контролировать сборку телескоп, и летом отправит отчет Конгрессу. При этом в агентстве уже не скрывают,

что дополнительные работы потребуют превысить сумму $8 млрд, выделенную на миссию Конгрессом.

Решение NASA уже вызвало бурную реакцию как ученых, так и политиков. «Сегодняшнее объявление, что запуск телескопа снова перенесен и его стоимость превысит $8 млрд, является печальным и неприемлемым... Эти продолжающиеся задержки и перерасходы подрывают доверие к NASA и его главному подрядчику Northrop Grumman. В NASA должны держать выполнять свои обещания налогоплательщикам», — заявил глава комитет Палаты представителей США по науке .

В связи с ожидаемым перерасходом средств ученые опасаются, что телескоп Вебба может поставить под угрозу запуск других астрономических миссий, в первую очередь — миссии WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope), которая планировалась на 2020-е годы.

«Вебб может стать телескопом, который убьет астрофизику NASA», — предостерег Брайан Киттинг, космолог из Калифорнийского университета в Сан-Диего.

который еще в 2010 году назвал проект телескопом, который «сожрал астрономию».

Очередной перенос многострадальной и дорогостоящей миссии, которая должна прийти на замену космическому телескопу Hubble, не стал большой неожиданностью. В феврале Счетная палата США в своем докладе назвала планируемый на март-июнь запуск миссии «скорее невыполнимым» и заявила об угрозе превышения бюджета.

Телескоп Джеймса Вебба, запуск которого изначально планировался на 2007 год, имеет долгую историю переносов запуска и многократного роста стоимости. Разработка нового телескопа была начата еще в 1996 году, стоимость его оценивалась в $500 млн.

Основными целями телескопа должны стать космологические исследования, вопросы звездо- и планетообразования, поиск планет у других звезд. Значительную часть наблюдательного времени при этом планировалось отводить заявкам ученых, работающих и по другим тематикам.