Fotografering av romfartøy fra verdensrommet og fra jordens overflate. Utrolige bilder av verdensrommet (20 bilder) jo mer fantastisk huset vårt ser ut

Bruk noen minutter på å nyte 25 virkelig fantastiske bilder av jorden og månen fra verdensrommet.

Dette fotografiet av jorden ble tatt av astronauter på Apollo 11-romfartøyet 20. juli 1969.

Romfartøy lansert av menneskeheten nyter utsikten over jorden fra en avstand på tusenvis og millioner av kilometer.

Fanget av Suomi NPP, en amerikansk værsatellitt operert av NOAA.
Dato: 9. april 2015.

NASA og NOAA laget dette sammensatte bildet ved å bruke bilder tatt fra værsatellitten Suomi NPP, som går i bane rundt jorden 14 ganger om dagen.

Deres endeløse observasjoner lar oss overvåke tilstanden til vår verden under de sjeldne posisjonene til solen, månen og jorden.

Tatt av DSCOVR Sun-Earth Observing Spacecraft.
Dato: 9. mars 2016.

DSCOVR-romfartøyet tok 13 bilder av månens skygge som løp over jorden under den totale solformørkelsen i 2016.

Men jo dypere vi går ut i verdensrommet, jo mer fascinerer synet på jorden oss.

Tatt av romfartøyet Rosetta.
Dato: 12. november 2009.

Rosetta-romfartøyet er designet for å studere kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. I 2007 gjorde den en myk landing på overflaten av en komet. Hovedsonden til enheten fullførte sin flytur 30. september 2016. Dette bildet viser Sydpolen og det solbelyste Antarktis.

Planeten vår ser ut som en skinnende blå marmor, innhyllet i et tynt, nesten usynlig lag med gass.

Filmet av Apollo 17-mannskapet
Dato: 7. desember 1972.

Mannskapet på romfartøyet Apollo 17 tok dette bildet, med tittelen "The Blue Marble", under det siste bemannede oppdraget til månen. Dette er et av de mest sirkulerte bildene gjennom tidene. Den ble filmet i en avstand på omtrent 29 tusen km fra jordens overflate. Afrika er synlig øverst til venstre på bildet, og Antarktis er synlig nederst til venstre.

Og hun driver alene i rommets mørke.

Filmet av Apollo 11-mannskapet.
Dato: 20. juli 1969.

Mannskapet på Neil Armstrong, Michael Collins og Buzz Aldrin tok dette bildet under en flytur til månen i en avstand på omtrent 158 tusen km fra jorden. Afrika er synlig i rammen.

Nesten alene.

Omtrent to ganger i året passerer Månen mellom DSCOVR-satellitten og dens viktigste observasjonsobjekt, Jorden. Da får vi en sjelden mulighet til å se på den andre siden av satellitten vår.

Månen - kald steinkule 50 ganger mindre enn jorden. Hun er vår største og nærmeste himmelske venn.

Filmet av William Anders som en del av Apollo 8-mannskapet.
Dato: 24. desember 1968.

Det berømte Earthrise-bildet tatt fra romfartøyet Apollo 8.

En hypotese er at månen ble dannet etter at en proto-jord kolliderte med en planet på størrelse med Mars for rundt 4,5 milliarder år siden.

Tatt av Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, Lunar Orbiter).
Dato: 12. oktober 2015.

I 2009 lanserte NASA den interplanetariske robotsonden LRO for å studere månens krateroverflate, men den grep muligheten til å fange denne moderne versjonen av Earthrise-fotografiet.

Siden 1950-tallet har menneskeheten sendt mennesker og roboter ut i verdensrommet.

Tatt av Lunar Orbiter 1.
Dato: 23. august 1966.

Det ubemannede robotfartøyet Lunar Orbiter 1 tok dette bildet mens han søkte etter et sted å lande astronauter på månen.

Vår utforskning av månen er en blanding av jakten på teknologisk erobring...

Fotografert av Michael Collins fra Apollo 11-mannskapet.
Dato: 21. juli 1969.

Eagle, månemodulen til Apollo 11, vender tilbake fra månens overflate.

og umettelig menneskelig nysgjerrighet...

Tatt av Chang'e 5-T1 månesonden.
Dato: 29. oktober 2014.

En sjelden visning av månen på andre siden tatt av den kinesiske romfartsmyndighetens månesonde.

og søk etter ekstreme eventyr.

Filmet av Apollo 10-mannskapet.
Dato: mai 1969.

Denne videoen ble tatt av astronautene Thomas Stafford, John Young og Eugene Cernan under en ikke-landende testflyging til månen på Apollo 10. Å få et slikt bilde av Earthrise er bare mulig fra et skip i bevegelse.

Det ser alltid ut til at jorden ikke er langt fra månen.

Tatt av Clementine 1-sonden.
Dato: 1994.

Clementine-oppdraget ble lansert 25. januar 1994, som en del av et felles initiativ mellom NASA og North American Aerospace Defense Command. 7. mai 1994 gikk sonden ut av kontroll, men hadde tidligere overført dette bildet som viser jorden og Nordpolen Måner.

Tatt av Mariner 10.
Dato: 3. november 1973.

En kombinasjon av to fotografier (det ene av jorden, det andre av månen) tatt av NASAs interplanetære robotstasjon Mariner 10, som ble skutt opp til Merkur, Venus og månen ved hjelp av et interkontinentalt ballistisk missil.

jo mer fantastisk ser huset vårt ut...

Tatt av romfartøyet Galileo.
Dato: 16. desember 1992.

På vei for å studere Jupiter og dens måner, tok NASAs Galileo-romfartøy dette sammensatte bildet. Månen, som er omtrent tre ganger lysere enn jorden, er i forgrunnen, nærmere betrakteren.

og jo mer ensom han virker.

Tatt av romfartøyet Near Earth Asteroid Rendezvous Shoemaker.
Dato: 23. januar 1998.

NASAs NEAR-romfartøy, sendt til asteroiden Eros i 1996, tok disse bildene av jorden og månen. På Sydpolen Antarktis er synlig på planeten vår.

De fleste bilder viser ikke nøyaktig avstanden mellom jorden og månen.

Tatt av Voyager 1-robotsonden.
Dato: 18. september 1977.

De fleste fotografier av jorden og månen er sammensatte bilder, bygd opp av flere bilder, fordi objektene er langt fra hverandre. Men over ser du det første fotografiet der planeten vår og dens naturlige satellitt er fanget i én ramme. Bildet ble tatt av Voyager 1-sonden på vei til sin "grand tour" i solsystemet.

Først etter å ha reist hundretusenvis eller til og med millioner av kilometer, for så å returnere, kan vi virkelig sette pris på avstanden som ligger mellom de to verdenene.

Tatt av den automatiske interplanetariske stasjonen "Mars-Express".
Dato: 3. juli 2003.

Den europeiske romfartsorganisasjonens robotiske interplanetarstasjon Max Express (Mars Express), på vei mot Mars, tok dette bildet av Jorden i en avstand på millioner av kilometer.

Dette er et stort og tomt rom.

Fanget av NASAs Mars Odyssey orbiter.
Dato: 19. april 2001.

Dette infrarøde fotografiet, tatt fra en avstand på 2,2 millioner km, viser den enorme avstanden mellom jorden og månen - omtrent 385 tusen kilometer, eller omtrent 30 jorddiametre. Romfartøyet Mars Odyssey tok dette bildet da det satte kursen mot Mars.

Men selv sammen ser Jord-Måne-systemet ubetydelig ut i det store rommet.

Tatt av NASAs Juno-romfartøy.
Dato: 26. august 2011.

NASAs Juno-romfartøy tok dette bildet under sin nesten 5 år lange reise til Jupiter, hvor det forsker på gassgiganten.

Fra overflaten av Mars ser planeten vår ut til å være bare en annen "stjerne" på nattehimmelen, noe som forvirret tidlige astronomer.

Tatt av Spirit Mars Exploration Rover.
Dato: 9. mars 2004.

Omtrent to måneder etter landing på Mars, tok Spirit-roveren et fotografi av Jorden som dukket opp som en liten prikk. NASA sier at det er "det første bildet noensinne av jorden tatt fra overflaten til en annen planet utenfor månen."

Jorden er fortapt i det skinnende isringer Saturn.

Tatt av den automatiske interplanetariske stasjonen Cassini.
Dato: 15. september 2006.

NASAs romstasjon Cassini tok 165 bilder av Saturns skygge for å lage denne bakgrunnsbelyste mosaikken av gassgiganten. Jorden har sneket seg inn i bildet til venstre.

Milliarder av kilometer fra Jorden, som Carl Sagan sa, er verden vår bare en «blekblå prikk», en liten og ensom ball som alle våre triumfer og tragedier utspiller seg på.

Tatt av Voyager 1-robotsonden.
Dato: 14. februar 1990.

Dette fotografiet av jorden er en av rammene i en serie "portretter solsystemet", som Voyager 1 laget i en avstand på rundt 4 milliarder miles hjemmefra.

Fra Sagans tale:

"Det finnes sannsynligvis ingen bedre demonstrasjon av dum menneskelig arroganse enn dette løsrevne bildet av vår lille verden. Det virker for meg som om det understreker vårt ansvar, vår plikt til å være snillere mot hverandre, å bevare og verne om den lyseblå prikken - vårt eneste hjem.»

Sagans budskap er konstant: det er bare én jord, så vi må gjøre alt i vår makt for å beskytte den, for å beskytte den hovedsakelig fra oss selv.

Japans kunstige månesatellit Kaguya (også kjent som SELENE) tok denne videoen av jorden som stiger over månen med 1000 % akselerasjon for å minnes 40-årsjubileet for Earthrise-fotografiet tatt av Apollo 8-mannskapet.

I dag kl 11:24

Dette er hvordan forskere først "så" Mars
51 år siden, 14. juli 1965, romstasjon Mariner 4 nærmet seg Mars og tok for første gang i menneskets historie flere bilder av en annen planet. For å ta bilder måtte jeg bruke et stort analogt kamera, som var montert nederst på enheten. Etter at kameraet tok et bilde, ble bildet sendt som en digital kode til jorden. Når denne koden ble mottatt på jorden, måtte den kjøres gjennom en dekoder. Driften av denne enheten tok flere timer.
Men dette var de første bildene av Mars i menneskehetens historie, og NASA-ansatte ønsket ikke å vente. Derfor ble det besluttet å dekode bildet på egenhånd, manuelt.

Siden koden for nyanser av svart og hvit for den mottatte koden var kjent, bestemte ekspertene seg for å fargelegge den mottatte meldingen med blyanter, med farger som spenner fra gul til brun. Derfor viste det seg at verdens første bilde av Mars ikke var et fotografi, men en håndfarget skisse.


Forstørret område av bildet

Bildet viser et utsnitt av overflaten til Mars nær ekvator. Fra denne vinkelen ser bildet ut som om det ble tatt mens det var på overflaten av den røde planeten. Men faktisk er "skråningen" i midten av rammen den avrundede kanten av planeten. Her er et svart-hvitt-bilde som gjør det tydelig den virkelige plasseringen til enheten.

Mariner 4 er en automatisk interplanetarisk stasjon. Det er ment å gjennomføre vitenskapelig forskning Mars fra flyby-banen, sender informasjon om interplanetarisk rom og om rommet rundt Mars. Det var planlagt å skaffe bilder av overflaten og gjennomføre et eksperiment på radioformørkelse av et signal fra stasjonen av en planet for å få informasjon om atmosfæren og ionosfæren. Den ledende organisasjonen for design, produksjon og testing er NASAs Jet Propulsion Laboratory eller JPL. Utvikling individuelle systemer utført av ulike industriorganisasjoner og høyere utdanningsinstitusjoner.

Slik så Mariner 3 og 4 ut Nedenfor er ikke en kanon, som det kan virke, men et videokamera (Bilde: NASA)

Denne enheten ble det første romfartøyet som tok nærbilder av en annen planet og sendte dem til jorden. Mariner 4 tok 21 komplette bilder av Mars og 1 ufullstendig. Det ufullstendige fotografiet ble oppnådd på grunn av at Mars lukket enheten og radiokommunikasjonen med Jorden ble avbrutt. Dette skjedde fra 14. til 15. juli.

Som i tilfellet med Venus, fotografier av atmosfæren og overflaten som menneskeheten var i stand til å få flere år etter Mariner 4s tilnærming til den røde planeten, gjorde fotografier av Mars det mulig å gå fra spekulasjoner om overflatens struktur til fakta og teorier. Myten om kanaler på overflaten av Mars, hvis uvitende forfattere er astronomene Giovanni Schiaparelli og Percival Lowell, har eksistert i svært lang tid. Det var grunnen til at forskere og vanlige mennesker i lang tid anså kanalene for å være marsboernes verk. Schiaparelli, som observerte Mars, kalte de oppdagede linjene med det italienske ordet "canali", som betyr alle kanaler (både naturlig og kunstig opprinnelse), og kan oversettes til engelsk som "kanaler", "kanaler" eller "riller" (kanaler, kunstige kanaler eller furer). Når han oversetter verkene hans til engelsk, brukes ordet "kanaler" i engelskå utpeke kanaler av kunstig opprinnelse. Selv har han i ettertid ikke spesifisert hva han egentlig mente. Men få mennesker stilte spørsmål ved Mars' beboelighet: noen måtte lage disse kanalene på planetarisk skala.

Et kart over Mars laget i 1962 av spesialister fra US Air Force demonstrerte tilstedeværelsen av kanaler på overflaten. Dette kartet ble brukt av NASA til å planlegge Mariners rute. Rektangler markerer steder fotografert av Mariner 4-kameraer

Men enheten så ingen kanaler - verken menneskeskapt eller naturlig. Bilder og data levert av stasjonens instrumenter viste at Mars er en tørr og kald planet med negative overflatetemperaturer. Planeten er full av kosmisk stråling - den har ingen ionosfære som beskytter den mot høyenergipartikler. Mariner 4 fant ingen spor etter sivilisasjon på Mars. Derfor, i 1965, ble myten om tilstedeværelsen av kanaler på overflaten av planeten fordrevet.

Nå, et halvt århundre senere, har mennesker nok verktøy til å studere Mars. Nysgjerrighet og Oppotunity jobber på overflaten. Det er flere i bane samtidig romfartøy, inkludert Mars Reconnaissance Orbiter og Mangalyaan. Alt dette tillater oss å grundig studere Mars, lage interessante funn. For eksempel har orbitere hjulpet oss med å lære om det periodiske utseendet til flytende vann på overflaten av den røde planeten.

Denne studien begynte med Mariner 4. Dens 50-årsjubileum falt sammen med New Horizons flyby av Pluto.

For bare et halvt århundre siden malte forskere kodede bilder mottatt fra verdensrommet med blyanter Og nå mottar astronomer detaljerte bilder av objekter fjernt fra Jorden, som Pluto og kometen Churyumov-Gerasimenko, Charon og Ceres. Jeg lurer på hva som vil skje om 50 år til?

En hel måned har allerede gått siden Parker Solar Probe-romfartøyet la ut på sin flytur. Det er nå kjent at hvert av de fire instrumentene som er inkludert i nyttelasten så «første lys». Disse tidlige observasjonene er ennå ikke vesentlige vitenskapelige hendelser, men de viser at hvert av håndverkets instrumenter fungerer bra. Instrumentene jobber sammen for å måle solens elektriske og magnetiske felt, solpartikler og solvind, og for å produsere bilder miljø rundt romfartøyet.

"Alle instrumentene har returnert data som ikke bare fungerer som en kalibrering, men som også fanger opp topper i det vi forventer å måle nær solen for å løse mysteriene solatmosfære og kroner," - Nur Raouafi, forsker Parker Solar Probe-prosjekt ved Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory.

Oppdragets første nærme tilnærming til solen vil finne sted i november 2018, men selv nå kan instrumentene samle inn data om hva som skjer i solvinden mens de fortsatt er nærmere jorden. Her er en rask oversikt over disse resultatene.

WISPR (Wide-field Imager for Solar Probe, optisk teleskop for avbildning av solkoronaen og heliosfæren)

Faktisk er WISPR den eneste enheten på enheten som vil vise det mest forståelige resultatet for alle – bilder i det synlige området. Det vil gjøre det mulig å tydelig, men veldig kort, observere solvinden fra innsiden av koronaen. Instrumentet består av to teleskoper og er plassert bak et varmeskjold mellom to antenner fra FIELDS-instrumentsettet. For å holde dem trygge, ble teleskopene dekket med et beskyttende skjold under oppskytningen.

WISPR ble slått på tidlig i september 2018 og har allerede overført testbilder til jorden for kalibrering, oppnådd med beskyttelsesskjoldet lukket. 9. september 2018 ble dørene åpnet, slik at utstyret kunne ta de første bildene under reisen til solen.

Høyre side av dette bildet - fra innendørs WISPR-teleskopet - har et 40-graders synsfelt. Venstre side bilder fra det eksterne teleskopet WISPR, som har et 58-graders synsfelt. Kilde: NASA/Naval Research Laboratory/Parker Solar Probe

Russ Howard, hovedetterforsker for WISPR-programmet ved Naval Research Laboratory, studerte bildene for å finne ut hva instrumentet så sammenlignet med det som var forventet, ved å bruke forskjellige himmelske landemerker som guider.

«Det er en veldig karakteristisk klynge stjerner i overlappingen av de to bildene. Den klareste stjernen er Antares, som er i stjernebildet Scorpius omtrent 90 grader fra solen, sa Howard.

Solen, som ikke er synlig på dette bildet, er langt til høyre for kanten av bildet. Planeten Jupiter er også synlig på bildet. Det ble fanget opp av innendørsteleskopet WISPR - et lyst objekt rett for midten på høyre side av bildet.

"Venstre side av bildet viser et vakkert bilde Melkeveien, ser på det galaktiske sentrum."

Eksponeringstid, som er hvor lang tid lyset skinner på den åpne sensoren for å produsere det bildet, er et intervall som kan forkortes eller forlenges for å gjøre bildet mørkere eller lysere. Under denne fotograferingen var eksponeringstiden minimal, og med god grunn:

"Vi holdt eksponeringen kort med vilje fordi hvis det var noe veldig lyst der da vi først slo på kameraet, ville det rett og slett blåse alt ut."

Når romfartøyet nærmer seg solen, vil orienteringen endres, og det samme vil WISPR-bildene. Med hver ny bane rundt Solen vil WISPR ta bilder av strukturer som dukker opp fra koronaen. Og mens andre målinger tidligere har blitt tatt med instrumenter så nær som én astronomisk enhet, vil WISPR operere mye nærmere solen, og redusere den avstanden med omtrent 95 prosent. Dette øker dramatisk muligheten til å se hva som skjer i denne regionen i mye mindre skala enn noen gang før, og tar nye bilder av tidligere urørt solkorona.

ISʘIS (Integrert vitenskapelig undersøkelse av solen, undersøkelse av elektroner, protoner og tunge ioner)

Kilde: NASA/Princeton University/Parker Solar Probe

ISʘIS (uttales "isis"; akronymet inkluderer ganske enkelt symbolet for solen) måler høyenergipartikler assosiert med solaktivitet, det vil si bluss og koronar masseutkast. (Oppdragets andre sett med instrumenter, SWEAP, fokuserer på lavenergipartiklene som utgjør solvinden.) ISʘIS består av to instrumenter som dekker energiområdet for disse aktive partiklene: EPI-Lo fokuserer på den nedre enden av energispektrum, og EPI-Hi måler høyere aktive partikler. Begge instrumentene samlet inn sine første data under lavspentforhold, slik at forskere kunne verifisere at detektorene fungerte som forventet. Når Parker Solar Probe nærmer seg solen, vil den være fullt operativ for å måle partikler i koronaen.

Data fra EPI-Lo til venstre viser kosmiske bakgrunnsstråler – ladede partikler som kom inn i vårt solsystem fra andre deler av galaksen. Etter hvert som mer spenning påføres EPI-Lo og sonden dreier mot solen, vil instrumentet begynne å måle flere av de partiklene som allerede er relatert til solvinden.

Til høyre er data fra EPI-Hi, som viser konsentrasjonene av hydrogen- og heliumpartikler. Nærmere solen forventer forskerne å observere mange flere av disse partiklene, sammen med tyngre grunnstoffer, samt noen partikler med mye høyere energi, spesielt under utstøtingshendelser.

"ISʘIS-teamet er glade for at enheten fungerer bra. Det er fortsatt noen få skritt foran, men så langt ser alt bra ut!» - David McComas, professor i astrofysiske vitenskaper ved Princeton University og hovedetterforsker av ISʘIS-programmet.

FELT (Måling av elektriske og magnetiske felt, radiobølger, Poynting-vektor, plasma og elektrontemperatur)

Kilde: NASA/UC Berkeley/Parker Solar Probe

FIELDS-instrumentpakken ombord på Parker Solar Probe vil studere skalaen og formen til elektriske og magnetiske felt i solatmosfæren. Dette er nøkkelmålinger for å forstå hvorfor solens korona er hundrevis av ganger varmere enn overflaten.

FIELDS-sensorer består av fire to-meters elektriske feltantenner. De er montert foran på skipet, og strekker seg utover det termiske skjoldet, slik at de blir utsatt for solmiljøets fulle kraft. Også inkludert er tre magnetometre og en femte kort elektrisk feltantenne montert på en stang som strekker seg fra baksiden av skipet.

Dataene ovenfor, samlet inn under utplassering av masten kort tid etter romfartøyets oppskyting i august 2018, viser hvordan magnetfeltet endres når masten beveger seg bort fra sonden. Tidlige data er magnetfeltet til selve romfartøyet, instrumenter målte et kraftig fall magnetisk felt da pilen beveget seg bort fra apparatet. Når de er utplassert, vil instrumentene måle magnetfeltet til solvinden. Grafen ovenfor illustrerer veltalende årsaken til at slike sensorer bør plasseres langt fra romfartøyet.

I begynnelsen av september 2018 ble fire elektriske feltantenner utplassert på fronten av romfartøyet, og signaturer av solflammer begynte å bli observert nesten umiddelbart etterpå.

Illustrasjon som sammenligner data fra Parker Solar Probe (senter og bunn) og vind (øverst).

Historiske opptak - dette var første gang folk så planetene på nært hold. Et utvalg bilder presenteres i kronologisk rekkefølge.

Klassekamerater

Jord

Selvfølgelig var den første planeten som ble fotografert fra et romfartøy vår hjemmeplanet. I 1946 testet amerikanerne de tyske V-2-rakettene de arvet etter slutten av andre verdenskrig. Plassen beregnet for eksplosiver var fylt med vitenskapelig utstyr. De installerte også et kamera som tok opp fotografiene tatt på en kassett skjult i en høystyrke "svart boks". På slutten av den suborbitale flyturen styrtet raketten, men de vitenskapelige dataene forble i den "svarte boksen". Dette er et av bildene tatt fra en høyde på 65 kilometer under flyturen, som fant sted 24. oktober 1946:

Med litt strekk kan V-2-raketten kalles det første romfartøyet, siden noen av dem under testing kom inn i verdensrommet til en høyde på opptil 160 km.

Mars

Juli 1965 fløy NASAs Mariner 4-romfartøy, etter en 8-måneders reise, i en avstand på omtrent 10 000 km over den røde planeten, og sendte 22 fotografier av overflaten til jorden. Bildene viser kratere dekket av frost som la seg på elefantene en kald marskveld, og mange feil og sprekker. Her er et av disse bildene:

Mars viste seg å være mer lik månen enn på jorden. Mange ble skuffet over disse resultatene, da de forventet å se en planet med elver, innsjøer og hav som på jorden, og muligens bebodd av levende skapninger. Deretter, ved hjelp av andre sonder og landere, ble det funnet at det i en fjern fortid faktisk var mye flytende vann på Mars.

Jupiter

1973 nærmer romsonden Pioneer 10 seg Jupiter. Han tar det første bildet av denne gassgiganten fra en avstand på 25 millioner kilometer. Pioneer 10 utforsket planetens magnetfelt, stripene og den berømte "Red Spot". Dessuten var det for første gang i historien mulig å få bilder av Jupiters satellitter på nært hold, selv om kvaliteten på disse bildene ikke var helt tilfredsstillende.

Venus

Den 5. februar 1974 fløy romfartøyet Mariner 10 forbi Venus i en minimumsavstand på mindre enn 6000 km og overførte fotografier av denne planeten til Jorden, hvorav ett, tatt med et ultrafiolett filter, ser du nedenfor. For første gang var det mulig å undersøke i detalj strukturen til atmosfæren til Venus med sitt tette og svært dynamiske skydekke.

Hovedmålet med Mariner 10-oppdraget var Mercury, mens Venus i dette prosjektet ble brukt som en "gravitasjonsslingshot" for å gi romfartøyet ekstra hastighet, og ble utforsket i henhold til et veldig forkortet program.

Merkur

Dette bildet er ett av nesten 3 tusen overført av Mariner 10 under utforskningen av Merkur i 1974:

Merkur viste seg å være en ekstremt krateret planet, enda mer enn månen. Et av kratrene, kalt "Caloris Planitia" ("Planit of Heat"), har en diameter på 1550 km. I motsetning til astronomenes spådommer, oppdaget sonden eksistensen av et magnetfelt på planeten. Sonden målte også overflatetemperaturen, som viste seg å være -183°C på nattsiden, og +187°C på dagsiden (litt feil - faktisk fra -200 til +500). Totalt fotograferte sonden 45 % av Merkurs overflate. Vi mottok et komplett kart over planeten først i 2008, takket være Messenger-oppdraget.

Saturn

Det første besøket til Saturn fant sted i 1979, da en annen NASA-sonde, Pioneer 11, fløy i en avstand på 20 tusen km over de ytre skyene. Bildene som ble overført til jorden, selv om de ikke var av høy kvalitet, inneholdt likevel en størrelsesorden flere detaljer enn datidens beste bakkebaserte teleskoper kunne vise. En tidligere ukjent F-ring ble oppdaget, temperaturen i de øvre lagene i atmosfæren til Titan (Saturns måne) ble målt, intensiteten til Saturns magnetfelt ble målt, som viste seg å være minst 1000 ganger kraftigere enn jordens, og mye mer.

Uranus

Det første nærbildet av Uranus ble tatt av Voyager 2, som fløy over planeten i januar 1986. Dette er det første og eneste oppdraget til denne planeten for øyeblikket (2015). Under flyturen, som varte i 6 timer, ble målinger av temperatur, atmosfærisk trykk og studier av sammensetningen utført. Tilstedeværelsen og intensiteten til et magnetfelt ble etablert, som viste seg å være rotert 60° til planetens rotasjonsakse. Det ble tatt bilder av satellittene til Uranus.

Neptun

Bildet av Neptun som du ser nedenfor ble tatt av Voyager 2 i 1989 fra en avstand på 7 millioner kilometer, og 20 timer før dens nærmeste tilnærming til planeten. Neptuns store mørke flekk er synlig her, omgitt av hvite skyer. Slike hvite skyer på blå bakgrunn er karakteristiske for Neptuns atmosfære.

Øyeblikket nærmer seg, som alle astronomer i verden har ventet spent på i mange år. Vi snakker om lanseringen av det nye romteleskopet James Webb, som regnes som en slags etterfølger til den berømte Hubble.

Hvorfor trengs romteleskoper?

Før vi begynner å vurdere de tekniske egenskapene, la oss finne ut hvorfor romteleskoper i det hele tatt trengs og hvilke fordeler de har fremfor komplekser som ligger på jorden. Faktum er at jordens atmosfære, og spesielt vanndampen i den, absorberer brorparten av strålingen som kommer fra verdensrommet. Dette gjør selvfølgelig studiet av fjerne verdener svært vanskelig.

Men atmosfæren på planeten vår med dens forvrengninger og uklarhet, samt støy og vibrasjoner på jordens overflate, er ikke et hinder for et romteleskop. Når det gjelder det automatiske Hubble-observatoriet, på grunn av fraværet av atmosfærisk påvirkning, er oppløsningen omtrent 7–10 ganger høyere enn for teleskoper på jorden. Mange fotografier av fjerne tåker og galakser som ikke kan sees på nattehimmelen med det blotte øye ble tatt takket være Hubble. I løpet av 15 års drift i bane mottok teleskopet mer enn én million bilder av 22 tusen himmelobjekter, inkludert mange stjerner, tåker, galakser og planeter. Ved hjelp av Hubble har spesielt forskere bevist at prosessen med planetdannelse skjer nær de fleste av armaturene til galaksen vår.

Men Hubble, lansert i 1990, vil ikke vare evig, og dens tekniske kapasitet er begrenset. Faktisk, i løpet av de siste tiårene har vitenskapen gjort store fremskritt, og nå er det mulig å lage mye mer avanserte enheter som kan avsløre mange av universets hemmeligheter. James Webb vil bli akkurat en slik enhet.

James Webb-evner

Som vi allerede har sett, er en fullverdig studie av verdensrommet uten enheter som Hubble umulig. La oss nå prøve å forstå konseptet "James Webb". Denne enheten er et orbitalt infrarødt observatorium. Dens oppgave vil med andre ord være å studere termisk stråling av romobjekter. La oss huske at alle legemer, faste og flytende, oppvarmet til en viss temperatur, sender ut energi i det infrarøde spekteret. I dette tilfellet avhenger bølgelengdene som sendes ut av kroppen av oppvarmingstemperaturen: jo høyere temperatur, jo kortere bølgelengde og høyere strålingsintensitet.

Blant hovedoppgavene til det fremtidige teleskopet er å oppdage lyset fra de første stjernene og galaksene som dukket opp etter stort smell. Dette er ekstremt vanskelig, siden lys som beveger seg over millioner og milliarder av år gjennomgår betydelige endringer. Dermed kan den synlige strålingen til en bestemt stjerne absorberes fullstendig av en støvsky. Når det gjelder eksoplaneter, er det enda vanskeligere, siden disse objektene er ekstremt små (etter astronomiske standarder, selvfølgelig) og "dunkle". For de fleste planeter overstiger gjennomsnittstemperaturen sjelden 0°C, og i noen tilfeller kan den falle under –100°C. Det er veldig vanskelig å oppdage slike gjenstander. Men utstyret som er installert på James Webb-teleskopet vil gjøre det mulig å identifisere eksoplaneter hvis overflatetemperaturer når 300 K (som er sammenlignbare med jordens temperatur), plassert lenger enn 12 astronomiske enheter fra stjernene og i en avstand på opptil 15 lys år fra oss.

Det nye teleskopet ble oppkalt etter den andre lederen av NASA. James Webb sto ved roret for den amerikanske romfartsorganisasjonen fra 1961 til 1968. Det var på hans skuldre at kontrollen over gjennomføringen av de første bemannede oppskytningene i verdensrommet i USA lå. Han ga et stort bidrag til Apollo-programmet, hvis mål var å lande en mann på månen.

Totalt vil det være mulig å observere planeter som ligger rundt flere titalls stjerner som "naboer" solen vår. Dessuten vil «James Webb» ikke bare kunne se selve planetene, men også deres satellitter. Vi kan med andre ord forvente en revolusjon i studiet av eksoplaneter. Og kanskje ikke engang alene. Hvis vi snakker om solsystemet, så kan det være nytt viktige funn. Faktum er at det følsomme utstyret til teleskopet vil være i stand til å oppdage og studere objekter i systemet med en temperatur på –170°C.

Mulighetene til det nye teleskopet vil gjøre det mulig å forstå mange av prosessene som skjer ved begynnelsen av universets eksistens – å se nærmere på selve opprinnelsen. La oss vurdere dette problemet mer detaljert: Som du vet ser vi stjerner som er 10 lysår unna oss nøyaktig slik de var for 10 år siden. Følgelig observerer vi objekter lokalisert i en avstand på mer enn 13 milliarder lysår slik de dukket opp nesten umiddelbart etter Big Bang, som antas å ha skjedd for 13,7 milliarder år siden. Instrumentene som er installert på det nye teleskopet vil gjøre det mulig å se 800 millioner lenger enn Hubble, som satte rekord på sin tid. Så det vil være mulig å se universet slik det var bare 100 millioner år etter Big Bang. Kanskje vil dette endre forskernes ideer om universets struktur. Alt som gjenstår er å vente på at teleskopet skal starte, som er planlagt til 2019. Det er forventet at enheten vil være i drift i 5–10 år, så det blir god tid til nye funn.

Generell enhet

For å lansere James Webb ønsker de å bruke bæreraketten Ariane 5, laget av europeere. Generelt, til tross for den dominerende rollen til den amerikanske romfartsavdelingen, kan prosjektet kalles internasjonalt. Selve teleskopet er utviklet av de amerikanske selskapene Northrop Grumman og Ball Aerospace, og totalt deltok eksperter fra 17 land i programmet. I tillegg til spesialister fra USA og EU, ga kanadiere betydelige bidrag.

Etter oppskyting vil enheten være i en gloriebane ved L2 Lagrange-punktet til Sun-Earth-systemet. Dette betyr at, i motsetning til Hubble, vil det nye teleskopet ikke gå i bane rundt jorden: den konstante "flimmeren" fra planeten vår kan forstyrre observasjoner. I stedet vil James Webb gå i bane rundt solen. Samtidig, for å sikre effektiv kommunikasjon med jorden, vil den bevege seg rundt stjernen synkront med planeten vår. Avstanden til James Webb fra jorden vil nå 1,5 millioner km: På grunn av en så stor avstand vil det ikke være mulig å modernisere eller reparere den som Hubble. Derfor er pålitelighet i forkant av hele James Webb-konseptet.

Men hva er det nye teleskopet? Foran oss er et romfartøy som veier 6,2 tonn. For å være tydelig, veier Hubble 11 tonn – nesten dobbelt så mye. Samtidig var Hubble mye mindre i størrelse - den kan sammenlignes med en buss (det nye teleskopet kan sammenlignes i lengde med en tennisbane, og i høyden med et tre-etasjers hus). Den største delen av teleskopet er solskjoldet, som er 20 meter langt og 7 meter bredt. Det ser ut som en diger lagkake. For å lage skjoldet ble det brukt en spesiell spesiell polymerfilm, belagt med et tynt lag aluminium på den ene siden og metallisk silisium på den andre. Hulrommene mellom lagene i varmeskjoldet er fylt med vakuum: dette kompliserer overføringen av varme til "hjertet" av teleskopet. Hensikten med disse trinnene er å beskytte mot sollys og kjøle ned de ultrasensitive matrisene til teleskopet til –220°C. Uten dette vil teleskopet bli "blindet" av den infrarøde gløden fra delene, og du må glemme alt om observere fjerne objekter.

Det som fanger mest oppmerksomhet er speilet til det nye teleskopet. Det er nødvendig å fokusere lysstråler - speilet retter dem og skaper et klart bilde, mens fargeforvrengninger fjernes. James Webb vil motta et hovedspeil med en diameter på 6,5 m. Til sammenligning er det samme tallet for Hubble 2,4 m. Diameteren til hovedspeilet for det nye teleskopet ble valgt av en grunn - det er akkurat det som skal til måle lyset fra de fjerneste galaksene. Det må sies at følsomheten til teleskopet, så vel som dets oppløsning, avhenger av størrelsen på speilområdet (i vårt tilfelle er det 25 m²), som samler lys fra fjerne romobjekter.

Brukes til Webb-speilet spesiell type beryllium, som er et fint pulver. Den legges i en rustfri stålbeholder og presses deretter til en flat form. Etter å ha fjernet stålbeholderen, kuttes berylliumstykket i to stykker, og lager speilemner, som hver brukes til å lage ett segment. Hver av dem er slipt og polert, og deretter avkjølt til en temperatur på –240 °C. Deretter blir dimensjonene til segmentet avklart, dets endelige polering finner sted, og gull påføres den fremre delen. Til slutt testes segmentet på nytt ved kryogene temperaturer.

Forskere vurderte flere alternativer for hva speilet kunne være laget av, men til slutt valgte ekspertene beryllium, et lett og relativt hardt metall, som koster svært høye. En av grunnene til dette trinnet var at beryllium beholder formen i kryogene temperaturer. Selve speilet er formet som en sirkel - dette gjør at lyset kan fokuseres på detektorene så kompakt som mulig. Hvis James Webb, for eksempel, hadde et ovalt speil, ville bildet blitt forlenget.
Hovedspeilet består av 18 segmenter, som åpnes etter at kjøretøyet er lansert i bane. Hvis det var solid, ville det rett og slett vært fysisk umulig å plassere teleskopet på Ariane 5-raketten. Hvert av segmentene er sekskantet, noe som lar deg utnytte plassen best mulig. Speilelementene er gullfargede. Gullbelegg sikrer best refleksjon av lys i det infrarøde området: gull vil effektivt reflektere infrarød stråling med en bølgelengde fra 0,6 til 28,5 mikrometer. Tykkelsen på gulllaget er 100 nanometer, og totalvekten av belegget er 48,25 gram.

Foran de 18 segmentene er et sekundært speil installert på et spesielt feste: det vil motta lys fra hovedspeilet og dirigere det til vitenskapelige instrumenter plassert på baksiden av enheten. Sekundærspeilet er mye mindre enn hovedspeilet og har en konveks form.

Som tilfellet er med mange ambisiøse prosjekter, viste prisen på James Webb-teleskopet seg å være høyere enn forventet. Opprinnelig planla eksperter at romobservatoriet ville koste 1,6 milliarder dollar, men nye estimater sier at kostnadene kan øke til 6,8 milliarder På grunn av dette ønsket de i 2011 til og med å forlate prosjektet, men så ble det besluttet å gå tilbake til implementeringen. . Og nå er ikke «James Webb» i fare.

Vitenskapelige instrumenter

For å studere romobjekter er følgende vitenskapelige instrumenter installert på teleskopet:

- NIRCam (nær infrarødt kamera)
- NIRSpec (nær-infrarød spektrograf)
- MIRI (midt-infrarødt instrument)
- FGS/NIRISS (Fin Guidance Sensor og Near-Infrared Imaging Device and Slitless Spectrograph)

James Webb Telescope / ©wikimedia

NIRCam

NIRCam nær-infrarødt kamera er hovedbildeenheten. Dette er en slags "hovedøyne" til teleskopet. Driftsområdet til kameraet er fra 0,6 til 5 mikrometer. Bildene tatt av den vil senere bli studert av andre instrumenter. Det er ved hjelp av NIRCam at forskere ønsker å se lyset fra de tidligste objektene i universet ved begynnelsen av deres dannelse. I tillegg vil instrumentet hjelpe med å studere unge stjerner i galaksen vår, lage et kart over mørk materie og mye mer. Et viktig trekk ved NIRCam er tilstedeværelsen av en koronagraf, som lar deg se planeter rundt fjerne stjerner. Dette vil bli mulig på grunn av undertrykkelsen av lyset til sistnevnte.

NIRSpec

Ved hjelp av en nær-infrarød spektrograf vil det være mulig å samle informasjon om hvordan fysiske egenskaper gjenstander og deres kjemisk sammensetning. Spektrografi tar veldig lang tid, men ved hjelp av mikrolukkerteknologi vil det være mulig å observere hundrevis av objekter over et himmelområde på 3 × 3 bueminutter. Hver NIRSpec mikrogatecelle har et lokk som åpnes og lukkes under påvirkning av et magnetfelt. Cellen har individuell kontroll: avhengig av om den er lukket eller åpen, blir informasjon om den delen av himmelen som studeres gitt eller omvendt blokkert.

MIRI

Det mellominfrarøde instrumentet fungerer i området 5–28 mikrometer. Denne enheten inkluderer et kamera med en sensor som har en oppløsning på 1024x1024 piksler, samt en spektrograf. Tre arrays med arsenikk-silisiumdetektorer gjør MIRI til det mest følsomme instrumentet i James Webb-teleskopets arsenal. Det forventes at det mellominfrarøde instrumentet vil være i stand til å skille mellom nye stjerner, mange tidligere ukjente Kuiperbelte-objekter, rødforskyvningen av svært fjerne galakser, og den mystiske hypotetiske Planet X (også kjent som den niende planeten i solsystemet) . Den nominelle driftstemperaturen for MIRI er 7 K. Det passive kjølesystemet alene kan ikke gi dette: to nivåer brukes til dette. Først avkjøles teleskopet til 18 K ved hjelp av et pulseringsrør, og deretter senkes temperaturen til 7 K ved hjelp av en adiabatisk strupende varmeveksler.

FGS/NIRISS

FGS/NIRISS består av to instrumenter - en presisjonspekesensor og en nær-infrarød bildekamera og en spaltefri spektrograf. Faktisk dupliserer NIRISS funksjonene til NIRCam og NIRSpec. Ved å operere i området 0,8–5,0 mikrometer, vil enheten oppdage det "første lyset" fra fjerne objekter ved å peke utstyr mot dem. NIRISS vil også være nyttig for å oppdage og studere eksoplaneter. Når det gjelder FGS presisjonspekesensor, vil dette utstyret brukes til å peke selve teleskopet for å kunne få bedre bilder. FGS-kameraet lar deg danne et bilde fra to tilstøtende områder på himmelen, hvis størrelse er 2,4 × 2,4 bueminutter hver. Den leser også informasjon 16 ganger per sekund fra små grupper på 8x8 piksler: dette er nok til å identifisere den tilsvarende referansestjernen med 95 % sannsynlighet hvor som helst på himmelen, inkludert høye breddegrader.

Utstyret som er installert på teleskopet vil tillate kommunikasjon av høy kvalitet med jorden og overføre vitenskapelige data med en hastighet på 28 Mbit/s. Som vi vet, kan ikke alle forskningskjøretøyer skryte av denne egenskapen. Den amerikanske Galileo-sonden sendte for eksempel informasjon med en hastighet på bare 160 bps. Dette hindret imidlertid ikke forskere i å få tak i en enorm mengde informasjon om Jupiter og dens satellitter.

Det nye romfartøyet lover å bli en verdig etterfølger til Hubble og vil tillate oss å svare på spørsmål som forblir et forseglet mysterium den dag i dag. Blant de mulige funnene til "James Webb" er oppdagelsen av verdener som ligner på jorden og egnet for beboelse. Dataene innhentet av teleskopet kan være nyttige for prosjekter som vurderer muligheten for eksistensen av fremmede sivilisasjoner.