Telescópio Espacial James Webb – sucessor do Hubble [FOTOS + VIDEOS]

San Andreas

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The James Webb Space Telescope

The James Webb Space Telescope

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James Webb Space Telescope - Wikipedia, the free encyclopedia



O telescópio espacial James Webb, que será lançado em 2018, vai substituir o telescópio espacial Hubble.

O James Webb será uma das mais complexas naves espaciais já lançadas.

O James Webb captará luz infra-vermelha [600 nm até 28500 nm].

O James Webb terá um espelho principal de 6.5 metros de diâmetro (contra 2.4 metros do Hubble), revestido com ouro e dividido em 18 segmentos hexagonais.

O Hubble órbita a Terra a 560 km de altitude. O James Webb ficará no 2º ponto de Lagrange, a 1.5 milhões de km da Terra.


The orbit of the JWST will be an elliptical orbit (with a radius of 800,000 kilometres (500,000 mi)) around the semi-stable second Lagrange point, or L2. The Earth–Sun L2 point, about which the Webb telescope will orbit, is 1,500,000 kilometres (930,000 mi) from the Earth, nearly 4 times farther than the distance between the Earth to the Moon. At such a great distance, the Webb telescope would be more difficult to service after launch than the Hubble telescope. Nevertheless, a docking ring was added to the design in 2007 to facilitate this possibility, either by a robot or future crewed spacecraft such as MPCV.

Normally, an object circling the Sun further out than the Earth would take more than one year to complete its orbit. However, the balance of gravitational pull at the L2 point (in particular, the extra pull from Earth as well as the Sun) means that JWST will keep up with the Earth as it goes around the Sun. The combined gravitational forces of the Sun and the Earth can hold a spacecraft at this point, so that in theory it takes no rocket thrust to keep a spacecraft in orbit around L2. In reality, the stable point is comparable to that of a ball balanced upon a saddle shape. Along one direction any perturbation will drive the ball toward the stable point, while in the crossing direction the ball, if disturbed, will fall away from the stable point. Thus some station-keeping is required, but with little energy expended (only 2–4 m/s per year, from the total budget of 150 m/s).

Since the JWST must be kept very cold to make accurate observations of distant astronomical objects, it has been designed with a large sunshield that blocks light and heat from the Sun. In order for such a shield to work properly, the Sun's rays must be constantly coming from the same direction. To achieve this outcome, JWST will be put into a relatively large "halo orbit" around L2. From the L2 point itself, the Earth eclipses 90% of the disk of the Sun at all times and neither one appears to move at all, though lateral movement of the Moon can be seen. However, the radius of the Webb telescope's orbit around L2 will be so large that neither the Earth nor Moon will eclipse the Sun, allowing the shield to deal with a relatively constant sunlight environment. This was considered to be more important than attempting to utilize the Earth's shadow to block some of the sunlight, in an orbit nearer the exact L2 point.

Lagrangian point - Wikipedia, the free encyclopedia


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Varias empresas, centros de pesquisa, universidades e milhares de astrônomos, físicos e engenheiros estão envolvidos no projeto e construção do James Webb

A Northrop Grumman é responsável pelo desenvolvimento e integração da nave espacial. A Ball Aerospace é responsável pelo desenvolvimento do Optical Telescope Element (OTE). O Goddard Space Flight Center (NASA) é responsável por fornecer o Integrated Science Instrument Module (ISIM). A Lockheed-Martin, a EADS Astrium, a Carl Zeiss Optronics, a IBM e outras empresas também são responsáveis pelo projeto e desenvolvimento de componentes do James Webb.



Instrumentos Científicos que ficarão dentro do ISIM (Integrated Science Instrument Module)


Mid-Infrared Instrument (MIRI) → MIRI is being developed as a collaboration between NASA and a consortium of European countries, and is led by George Rieke (University of Arizona) and Gillian Wright (astronomer, UK Astronomy Technology Centre, Edinburgh, part of the Science and Technology Facilities Council (STFC)). MIRI features similar wheel mechanisms as NIRSpec which are also developed and built by Carl Zeiss Optronics GmbH under contract from the Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg.

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Near-Infrared Camera (NIRCam) → NIRCam is being built by a team led by the University of Arizona, with Principal Investigator Marcia Rieke. The industrial partner is Lockheed-Martin's Advanced Technology Center located in Palo Alto, California.

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Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) → NIRSpec is being built by the European Space Agency at ESTEC in Noordwijk, the Netherlands, leading a team involving EADS Astrium, Ottobrunn, and Friedrichshafen, Germany, and the Goddard Space Flight Center.

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Fine Guidance Sensor/ Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph (FGS/NIRISS) → Provided by the Canadian Space Agency.

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ISIM (Integrated Science Instrument Module) - Estrutura onde ficarão os Instrumentos Científicos

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O James Webb viajará com o espelho dobrado dentro do compartimento de carga do foguete Ariane V

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Espelhos Primário, Secundário e Terciário

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Cryocooler

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Microshutters

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ISIM (Integrated Science Instrument Module)

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Fine Guidence Sensor (FGS)

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NIRCam (Near-Infrared Camera)

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Mid-Infrared Instrument (MIRI)

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NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph)

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A nova camera do Telescópio Espacial Hubble


A avançada Wide Field Camera 3 (WFC3) foi instalada em maio de 2009 no Telescópio Espacial Hubble.

A WFC3 é 40 vezes mais sensível que a sua antecessora, a WFC2.

A WFC3 é sensível a luz ultra-violeta, luz visível e luz infra-vermelha.

Alem da WFC3, o Hubble tem um espectógrafo e outras câmeras.


http://www.stsci.edu/hst/wfc3



WFC3 Flight Detectors


UVIS (Ultra-Violeta - Silício)

• Components: 2x2Kx4K thinned, backside illuminated, UV optimized e2v CCDs
• Wavelength Range: 200 to 1000mn
• Total Field of View: 162 x 162 arcsec (rhomboidal)
• Pixel format: 2 butted 2051x4096, 35-pixel gap.
• Pixel Size: 15 microns
• Plate Scale: 0.04 arcsec/pixel
• Nominal Operating Temperature: -83C
• Instrument Throughput: UVIS filters


IR (Infra-Vermelho - Mercúrio/Cádmio/Telúrio)

• Components: 1Kx1K Teledyne HgCdTe FPA, MBE grown, substrate removed
• Wavelength Range: 900 to 1700 nm
• Total Field of View: 123 x 136 arcsec (rectangular)
• Pixel format: 1024x1024 (1014x1014 active)
• Pixel Size: 18 microns
• Plate Scale: 0.13 arcsec/pixel
• Nominal Operating Temperature: 145 K
• Instrument Throughput: IR filters



http://en.wikipedia.org/wiki/File:Wide_Field_Camera_3.jpg

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Polishing of Hubble's primary mirror begins at Perkin-Elmer corporation, Danbury, Connecticut, March 1979.

The engineer pictured is Dr. Martin Yellin, an optical engineer working for Perkin-Elmer on the project.


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O HUBBLE TEVE QUE USAR ÓCULOS

Colocado em órbita em abril/90, logo em seguida foi detectado um grave defeito em sua óptica. O Hubble não era capaz de focar os objetos, principalmente os mais fracos, com a precisão planejada e desejada. Esse defeito foi "diagnosticado" como aberração esférica; uma distorção óptica causada por uma forma incorreta de seu espelho principal. Perto das bordas a curvatura desse espelho estava menor que deveria por uma quantidade cerca de 1/50 da espessura de um fio de cabelo humano. Trocar o espelho seria algo caro e difícil. A solução adotada foi a de projetar uma óptica corretiva para seus instrumentos. Essa óptica foi instalada com grande sucesso em dezembro/93.


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Excelente tópico.
 
Mais um ótimo tópico bot san andreas, parabéns. :haha:
 
Não entendo dessa área, mas com uma câmera muito mais poderosa, o novo telescópio conseguirá tirar fotos com mais definição e também mais distantes? Se sim, os seres humanos conseguirão ter uma visão mais avantajada do (multi...?)universo.
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Daqui algumas décadas a coisa vai ficar bem mais interessante.
 
Não entendo dessa área, mas com uma câmera muito mais poderosa, o novo telescópio conseguirá tirar fotos com mais definição e também mais distantes? Se sim, os seres humanos conseguirão ter uma visão mais avantajada do (multi...?)universo.
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Daqui algumas décadas a coisa vai ficar bem mais interessante.

A camera em si captura uma imagem ( luz) que chega nela, e ai vai depender da sensibilidade dela. Agora a lente é a parte responsavel por ampliar e focalizar a imagem o máximo possível. Um complementa o outro.
 
Os caras são simplesmente geniais.
 
Pela distancia que vai ficar da terra eu acho que as chances de fazer reparos ou ajustes manuais no mesmo vão ser praticamente nulas, afinal de contas eles vai esta muito longe e teria um custo enorme para mandar alguem la.
 
Telescópio Espacial Kepler - NASA


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Em março de 2009, a NASA lançou o Telescópio Espacial Kepler que terá o objetivo de rastrear 100 mil estrelas e encontrar novos planetas.

O Kepler tem um espelho de 1.4 metros de diâmetro. Sua câmera digital de 95 MegaPixels é composta de 42 CCDs de 2200x1024 pixels.

Se o Kepler for apontado para uma pequena cidade na Terra à noite, ele é capaz de detectar a variação da luz na varanda de uma casa quando alguém passar em frente.


Kepler (spacecraft) - Wikipedia, the free encyclopedia


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Instrumento (MIRI - Mid-Infrared Instrument) do telescópio James Webb completa teste criogênico

A agência espacial americana, Nasa, confirmou que o instrumento MIRI, que faz parte do futuro telescópio espacial James Web, completou a primeira fase dos testes de baixa temperatura. O instrumento foi submetido a uma temperatura extrema de 233 graus negativos durante 86 dias e os dados coletados servirão para calibrar os sensores quando em operação no vácuo do espaço.

Os testes do MIRI (Mid-Infrared Instrument) foram conduzidos por mais de 50 cientistas junto ao Laboratório Espacial Rutherford Appleton, na Inglaterra e é o mais longo e exaustivo teste criogênico a que foi submetido um instrumento astronômico na Europa.

O objetivo do instrumento será registrar variações mínimas de temperatura existentes no cosmo e principalmente examinar as primeiras luzes do Universo, além da formação de planetas ao redor das estrelas. Para isso, quando em operação o instrumento deverá ser resfriado a apenas 7 Kelvin (266 graus Celsius negativos), 7 graus acima do zero absoluto, de 273 graus negativos.


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No topo, instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) durante testes de alinhamento no Laboratório Espacial Rutherford Appleton, na Inglaterra.


Junto com outros instrumentos a bordo do telescópio espacial James Webb, o instrumento MIRI ajudará os cientistas a entender melhor como o universo se formou logo após o Big Bang e também como se desenvolvem os sistemas estelares que podem suportar vida.

Um dos estudos fundamentais que será feito com o instrumento será o de explorar planetas jovens em torno de estrelas distantes, mas que estão escondidos por gás e poeira quando vistos no comprimento de onda da luz visível. No entanto, como a luz infravermelha penetra nesse ambiente, será registrada pelo instrumento MIRI.

Além do sensor em infravermelho, o instrumento também é dotado de um espectrômetro, que poderá revelar a existência de água nesses planetas, bem como nortear futuras investigações sobre a habitabilidade para os humanos.

"Milhares de astrônomos vão usar o telescópio James Webb para ampliar o alcance do conhecimento humano para muito além dos limites atuais", disse o cientista John Mather, ganhador do Prêmio Nobel de física de 2006 e pesquisador chefe da Nasa para os dados do telescópio. "Assim como o Hubble reescreveu os livros didáticos, o James Webb vai encontrar novas surpresas e ajudar a responder algumas das questões mais prementes na astronomia", completou o Mather.

APOLO11.COM - Instrumento do telescpio James Webb completa teste criognico
 
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7 Kelvin :poker:
Bem gelado.

Bom que ao invés de trocar o telescópio vai dar para fazer overclock nele :awesome:

Impressionante a que ponto chegamos. Só que os caras tem que fazer o negócio certo, porque não dá para aplicar "lente corretiva" nesse aí igual fizeram com o Hubble, já que estará bem longe.
 
O James Webb NÃO É O SUCESSOR do Hubble.O HST consegue ver tanto no espectro óptico quando no infravermelho,enquanto o JWST só consegue observar no infravermelho,portanto ele é mais um sucessor do Spitzer do que do Hubble.
PS:Alguém me direciona para o tópico sobre fotos astronômicas
 
Telescópio Espacial Herschel - ESA - Infra-Vermelho


Herschel Science Centre



A ESA (European Space Agency) lançou em maio de 2009 o Telescópio Espacial Herschel, que opera em infra-vermelho e tem um espelho de 3.5 metros de diâmetro. O nome é uma homenagem ao astrônomo britânico William Herschel, que descobriu a radiação infravermelha em 1800. Ele também foi o descobridor do planeta Urano e de suas luas.

O Herschel será capaz de detectar a radiação emitida por objetos com uma temperatura de -263º C (10 K).

Para observar tais corpos frios, os sensores do próprio telescópio devem ser extremamente frios. O Herschel leva 2.300 litros de hélio superfluido, capaz de manter seus instrumentos apenas 1,65° C acima do zero absoluto (1,65 K). Mas dois dos seus instrumentos serão ainda mais frios: graças a uma combinação de equipamentos de resfriamento, em que um dispositivo de criogenia é inserido dentro do outro, sua temperatura chegará a 0,3 K.


A localização do Herschel será a mesma do James Webb

O telescópio Herschel levará cerca de dois meses até atingir sua órbita estável, no chamado Ponto de Lagrange L2, um ponto de estabilidade gravitacional localizado atrás da Terra em relação ao Sol, o que significa que ele estará sempre no lado noturno da Terra. Isso permitirá que ele tenha uma visão do céu sempre escuro, sem dos distúrbios da radiação e da gravidade do Sol, da Terra e da Lua.



Instrumentos científicos do Herschel

O telescópio de infravermelho Herschel, que será lançado no mesmo foguete que levará o telescópio espacial Planck, é formado por três instrumentos científicos:


PACS

O PACS (Photodetector Array Camera and Spectrometer) é uma câmera e espectrômetro de média e baixa resolução capaz de detectar comprimentos de onda até 205 micrômetros. Ele utiliza detectores bolométricos - sensores de calor - em sua câmera e dois conjuntos de sensores fotocondutores em seu espectrômetro.


SPIRE

O SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) é uma câmera e espectrômetro para captar comprimentos de onda acima dos 200 micrômetros. Ele utiliza cinco sensores para capturar imagens infravermelhas: três para capturar imagens em três diferentes "cores" do espectro infravermelho e dois para analisar integralmente os grandes comprimentos de ondas infravermelhas sendo emitidas pelos objetos observados.


HIFI

O HIFI (Heterodyne Instrument for the Far Infrared) é um espectrômetro de altíssima resolução que pode obter informações sobre a composição química, a cinemática e o ambiente física das fontes de emissão da radiação infravermelha.



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Engenheiros inspecionando o espelho do Telescópio Espacial Herschel

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Show tudo que aumenta o conhecimento do ser humano e valido visto que o Hubble ja esta velinho e precisa de um upgrade, e a tendencia vai ser essa por mais impossivel que se pareça daqui a pouco vamos tirar fotos de planetas a centenas de anos luz..
 
Telescópio Espacial James Webb terá escudo com Fator de Proteção Solar (FPS) de 1.000.000


Super protetor solar

Quando o Telescópio Espacial James Webb subir ao espaço, seus instrumentos terão que ser protegidos do calor e da luz do Sol.

Esse escudo solar funcionará exatamente como um guarda-sol de praia, mas os sensíveis instrumentos do telescópio precisarão de uma proteção bem mais rigorosa.

A saída foi construir um guarda-sol espacial com nada menos do que cinco camadas.

"Cada uma das cinco camadas do escudo tem uma espessura equivalente à metade da espessura de uma folha de papel. Elas trabalham em conjunto para oferecer um Fator de Proteção Solar de 1.000.000," conta John Durning, gerente do projeto do telescópio James Webb.

E será um belo guarda-sol também em dimensões: quando aberto, ele cobrirá uma área equivalente à de uma quadra de tênis.

Escudo solar

O principal material desse escudo solar chama-se Kapton, capaz de suportar temperaturas de -237 a 377°C.

As folhas de Kapton são recobertas com uma camada de alumínio, que reflete a radiação infravermelha.

As duas camadas mais internas são recobertas com um revestimento eletricamente condutor, à base de silício, para evitar o acúmulo de cargas elétricas e minimizar o calor absorvido do Sol.

Quando em órbita, o guarda-sol do James Webb criará um diferencial de temperatura de 330 K entre a camada mais quente e a camada mais fria.

O uso de múltiplas camadas permite que a maior parte da radiação seja refletida de volta para o espaço antes de alcançar a próxima, criando uma queda sensível de temperatura entre uma camada e a próxima.

Guarda-sol espacial

Durante o lançamento, o guarda-sol ficará dobrado dentro de uma caixa. No espaço ele será aberto por um braço telescópico, com um princípio de funcionamento parecido com o de um guarda-chuva comum.

As cinco camadas serão abertas e mantidas afastadas umas das outras por um sistema de barras metálicas e cabos. Dois motores elétricos, um de cada lado do telescópio, vão puxar os cabos para manter o escudo aberto e bem estendido.
 
James Webb Space Telescope: o sucessor imponente do Hubble

James Webb Space Telescope: o sucessor imponente do Hubble


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Já está completo o primeiro instrumento europeu do telescópio James Webb


O final da primeira parte desta história só vai chegar em 2018, quando, se tudo correr bem, o telescópio espacial James Webb for lançado para o espaço e começar a perscrutar a luz das primeiras estrelas do Universo. A novidade é que o primeiro instrumento europeu a integrar o sucessor do telescópio Hubble está finalizado e pronto para viajar para o Centro de Voos Espaciais Goddard, o laboratório da agência espacial norte-americana (NASA) onde o novo telescópio está a ser construído, em Maryland, nos Estados Unidos.


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Projectos como os dos telescópios espaciais duram décadas. O James Webb foi idealizado na década de 1990, entretanto esteve em perigo de ser cancelado, mas agora a sua construção está em andamento, com data marcada para ir para o espaço e muita expectativa pelo que poderá vir a descobrir.

É que este instrumento, cujo projecto é uma colaboração entre a NASA, a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Canadiana, vai conseguir observar o pó do Universo responsável pela formação das estrelas. Mais, vai olhar para distâncias muito longínquas e tempos muito antigos, quando se formou a primeira geração de estrelas, há 13.000 milhões de anos – por comparação, o Universo tem 13700 milhões de anos e o nosso Sol tem apenas 4570 milhões de anos.

Mas ainda faltam alguns anos para obtermos as primeiras imagens do James Webb. Para já, os cientistas do Laboratório Rutherford Appleton, no Reino Unido, e do Instituto Max Planck para a Astronomia, na Alemanha, estão contentes por terem terminado com sucesso a construção de um dos quatro instrumentos do telescópio. O aparelho tem o nome sensaborão de Instrumento de Infravermelhos Médios e que, em inglês, toma o diminutivo mais sugestivo de Miri.

Mais de 200 cientistas estiveram envolvidos na construção de Miri, que não é mais do que uma câmara e um espectrógrafo. Este aparelho terá que trabalhar em condições extremas, à temperatura negativa de 266 graus Celsius, para que o telescópio consiga obter as imagens, utilizando o seu espelho principal de 6,5 metros.

Para encontrar as primeiras estrelas, “os outros instrumentos do James Webb vão fazer uma inspecção maciça pelo céu para procurar por estes raros objectos, vão encontrar os candidatos”, explicou Gillian Wright, o investigador principal da parte inglesa do projecto. “Mas o Miri tem uma função especial, porque vai ser o instrumento que olhará para estes candidatos para determinar quais são realmente os primeiros objectos luminosos. Só o Miri é que nos pode dar essa confirmação”, disse à BBC News.

Thomas Henning, director do Instituto Max Planck para a Astronomia descreve com mais pormenor as capacidades do objecto: “O Miri é sensível a um intervalo particular da radiação infravermelha, que nos permite perscrutar dentro das nuvens [de poeira do Universo] onde as estrelas e os planetas nascem – e testemunhar nascimentos cósmicos com um detalhe sem precedentes.”

Mas os investigadores tiveram de conseguir criar um instrumento que funcione num telescópio no espaço e aguente uma experiência tão extrema como é um lançamento de um foguetão. Nas últimas fases do trabalho, os cientistas testaram o funcionamento do instrumento para que tudo corra bem.

Agora, o Miri está pronto para ir para o complexo da NASA onde vai ser integrado com os outros três instrumentos do telescópio. A ESA é ainda responsável pela produção de um segundo aparelho e pelo lançamento do telescópio para o espaço, no foguetão Ariane. A contagem decrescente já começou.


Já está completo o primeiro instrumento europeu do telescópio James Webb - Ciências - PUBLICO.PT
 

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