Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) десятилетиями считался одним из самых амбициозных и в то же время проблемных проектов NASA. В интервью Джону Майклу Годье на канале Event Horizon доктор Джим Грин, занимавший пост главного научного сотрудника агентства, рассказал о технической «начинке» миссии, поиске тёмной материи и о том, как софт для отслеживания астероидов едва не был забыт при проектировании.
🚀 Миссия на L2: топливный лимит и «гало-орбита» 1:20
Успешный запуск телескопа — это лишь начало сложнейшего пути. Джим Грин поясняет, что аппарат направляется в необычную точку — точку Лагранжа L2, которая находится «позади» Земли относительно Солнца . По его словам, из-за давления солнечного света и гравитационных взаимодействий Земли и Солнца телескоп не может просто неподвижно там зависнуть.
Ключевые технические особенности миссии:
- Гало-орбита: Телескоп будет описывать сложные петли вокруг пустой точки в пространстве. Земля фактически «тащит» его за собой по мере вращения вокруг Солнца .
- Гидразиновый лимит: Срок службы JWST напрямую зависит от запасов гидразина. Это топливо необходимо для коррекции орбиты («station keeping»).
- Продолжительность миссии: По оценкам Грина, запаса топлива хватит примерно на 10 лет работы . Как только гидразин закончится, телескоп начнёт дрейфовать вокруг Солнца медленнее Земли и превратится в своего рода «космический парус» .
Грин шутит, что в будущем, когда человечество начнёт массово работать в космосе, мы, возможно, соберём старую технику и откроем «Космический Смитсоновский институт» . Он вспоминает, что Луна уже усеяна такими экспонатами: из-за неравномерной массы спутника (гравитационных аномалий в бассейнах, подобных Южный полюс — Эйткен) объекты на низкой орбите неизбежно «притягиваются» к поверхности . Даже взлётная ступень модуля «Орёл» миссии Аполлон-11, которую Нил Армстронг и Базз Олдрин оставили на орбите, в итоге упала на Луну в неизвестном месте .
🔭 Технология сегментированных зеркал и «первый свет» 9:07
Одной из самых инновационных черт JWST является его зеркало. Грин утверждает, что технология сегментированных зеркал — это «динамит», открывающий новые возможности для астрономии .
Преимущества сегментации по Грину:
- Компактность: Огромное зеркало можно сложить для транспортировки в ракете и развернуть уже в космосе.
- Гибкость: Каждым сегментом можно управлять, перемещая его внутрь и наружу для достижения идеальной фокусировки изображения .
Ожидание первых снимков — главный вопрос научного сообщества. Грин уточняет, что после запуска потребуется время на проверку систем. Сначала будет получен технический снимок звезды для настройки фокуса, а полноценные научные изображения появятся в период с марта по май .
☄️ Забытые астероиды: как Грин «спасал» софт телескопа 11:06
В ходе интервью Джим Грин раскрыл закулисную историю о том, как JWST едва не лишился возможности изучать нашу Солнечную систему. Будучи главой отдела планетарных наук, он на одном из совещаний с удивлением узнал, что телескоп вообще не планируют использовать для наблюдения за локальными объектами .
Алан Стерн (тогдашний помощник администратора NASA) поручил команде выяснить стоимость изменения софта. Грин вспоминает: «Алан сказал: „Джим, либо плати, либо молчи“». Грин выбрал первый вариант и инвестировал средства ведомства в разработку программного обеспечения для наведения. Благодаря этому JWST теперь может захватывать и отслеживать любые объекты от Марса и дальше .
Первоочередные задачи в Солнечной системе:
- Астероиды: В инфракрасном диапазоне они выглядят как яркие светящиеся точки, так как излучают накопленное тепло .
- Уран: Учёные планируют детально изучить полярные сияния на этой ледяной планете, которые ранее не фиксировались в таких волновых диапазонах .
🌌 Машина времени: поиск тёмной материи и первых галактик 16:15
Грин называет JWST «машиной времени». Поскольку свету требуются миллиарды лет, чтобы пересечь Вселенную, телескоп увидит её такой, какой она была на самых ранних этапах формирования .
Главные научные вопросы, на которые Грин надеется получить ответы:
- Первые звезды и галактики: Когда именно облака материи начали конденсироваться в звезды?
- Загадка тёмной материи: Грин ссылается на недавние наблюдения галактики без признаков тёмной материи . Это ставит вопрос: была ли тёмная материя во Вселенной изначально или она «накапливается» (аккрецируется) галактиками со временем?
- Связь с чёрными дырами: Существует ли зависимость между наличием чёрных дыр в центре галактик и присутствием тёмной материи?
🛠 Экстремальные испытания и «Небесный кран» 21:24
На вопрос ведущего о том, является ли JWST самым протестированным аппаратом в истории, Грин отвечает утвердительно, но с оговоркой, что марсоход Curiosity также проходил через колоссальные испытания . Задержка запуска Curiosity на 26 месяцев в своё время позволила инженерам отшлифовать сложнейшие механизмы посадки. Джим Грин цитирует бывшего администратора NASA: «Если ты запустил что-то сломанным, оно так и останется сломанным» .
Грин подробно описывает эволюцию системы посадки на Марс — от «подушек безопасности» ранних миссий до знаменитого «Небесного крана» (Sky Crane).
Инженерная логика появления крана была вынужденной:
- Масштаб: Вес роверов вырос с размеров микроволновки (Sojourner) до кофейного столика (Spirit/Opportunity), а затем до тонны (Curiosity/Perseverance) .
- Проблема опрокидывания: Если бы Curiosity поставили на посадочную платформу, центр масс оказался бы слишком высоко, и аппарат бы просто перевернулся при посадке .
- Решение: Инженеры использовали принцип военных вертолётов, которые опускают грузы на тросах в режиме зависания . Грин отмечает, что это выглядело как научная фантастика, но сработало уже дважды .
