กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (อังกฤษ: James Webb Space Telescope; JWST) เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยองค์การนาซา องค์การอวกาศยุโรป (ESA) และองค์การอวกาศแคนาดา (CSA) มีเป้าหมายเพื่อสืบทอดภารกิจของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในการเป็นภารกิจฟิสิกส์ดาราศาสตร์หลักของนาซา กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม ค.ศ. 2021 มันสามารถสังเกตภาพในช่วงคลื่นอินฟราเรดด้วยความคมชัดและความไวแสงมากกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล นอกจากนี้ มันสามารถสังเกตวัตถุและเหตุการณ์ที่ห่างไกลในเอกภพได้ด้วย เช่น การกำเนิดและวิวัฒนาการของดาราจักร และลักษณะชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ เป็นต้น

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ James Webb Space Telescope
ภาพจำลองกล้องโทรทัศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์
รายชื่อเก่า	Next Generation Space Telescope (NGST; 1996–2002)
ประเภทภารกิจ	ดาราศาสตร์
ผู้ดำเนินการ	NASA / องค์การอวกาศยุโรป / องค์การอวกาศแคนาดา / สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ
COSPAR ID	2021-130A
SATCAT no.	50463
เว็บไซต์	webbtelescope.org
ระยะภารกิจ	2 ปี 5 เดือน 22 วัน (ล่วงผ่าน) 5½ ปี (ภารกิจหลัก) 10 ปี (ตามแผน) 20 ปี (คาดการอายุขัย)
ข้อมูลยานอวกาศ
ผู้ผลิต	นอร์ทธรอป กรัมแมน บริษัทเทคโนโลยีการบินและอวกาศบอล
มวลขณะส่งยาน	6161.4 กิโลกรัม
ขนาด	20.197 × 14.162 m (66.26 × 46.46 ft), ฉากกันแสงอาทิตย์
กำลังไฟฟ้า	2 kW
เริ่มต้นภารกิจ
วันที่ส่งขึ้น	25 ธันวาคม 2021, 12:20 UTC
จรวดนำส่ง	อารีอาน 5 ECA (VA256)
ฐานส่ง	ศูนย์อวกาศเกียนา, ELA-3
ผู้ดำเนินงาน	อารีอานสเปซ
ลักษณะวงโคจร
ระบบอ้างอิง	จุดลากร็องฌ์ที่ 2 ระหว่างโลก-ดวงอาทิตย์
ระบบวงโคจร	วงโคจรฮาโล
ระยะใกล้สุด	374,000 km (232,000 mi)
ระยะไกลสุด	1,500,000 km (930,000 mi)
คาบการโคจร	6 เดือน
กล้องโทรทรรศน์หลัก
ชนิด	ระบบลดความบิดเบือนภาพสามกระจกแบบคอร์ช
เส้นผ่านศูนย์กลาง	6.5 m (21 ft)
ระยะโฟกัส	131.4 m (431 ft)
อัตราส่วนโฟกัส	f/20.2
พื่นที่รับแสง	25.4 m^2 (273 sq ft)
ความยาวคลื่น	0.6–28.3 μm (ส้มถึงอินฟราเรดช่วงกลาง)
อุปกรณ์ส่งสัญญาณ
ย่านความถี่	S band: โทรมาตร การติดตาม และการควบคุม Ka band: การรับข้อมูล
แบนด์วิดท์	S band ขาขึ้น: 16 kbit/s S band ขาลง: 40 kbit/s Ka band ขาลง: มากถึง 28 Mbit/s
เครื่องมือ
FGS-NIRISS	เซ็นเซอร์นำทางความละเอียดสูงและตัวสร้างภาพคลื่นใกล้อินฟราเรดและสเปกโทรกราฟไร้แผ่นบัง
MIRI	เครื่องมือวัดอินฟราเรดกลาง
NIRCam	กล้องถ่ายคลื่นใกล้อินฟราเรด
NIRSpec	สเปกโตรกราฟคลื่นใกล้อินฟราเรด
องค์ประกอบ
หน่วยรวมเครื่องมือวิทยาศาสตร์ องค์ประกอบกล้องโทรทรรศน์รับแสง ยานอวกาศ (บัส และฉากกันแสงอาทิตย์)
สัญลักษณ์ภารกิจกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์

องค์ประกอบกล้องโทรทรรศน์รับแสง เป็นกระจกสะท้อนหลักของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ซึ่งประกอบไปด้วยกระจกเบริลเลียมเคลือบทองทรงหกเหลี่ยม 18 ส่วน ซึ่งประกอบกันเพื่อสร้างกระจกเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.5 m (21 ft) — ใหญ่กว่ากระจกสะท้อนหลักของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลขนาด 2.4 m (7 ft 10 in) เป็นอย่างมาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์จะสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นแสงที่มองเห็นได้ไปจนถึงคลื่นอินฟราเรดกลาง (0.6 to 28.3 μm) ซึ่งต่างจากฮับเบิลซึ่งสังเกตการณ์ตั้งแต่คลื่นใกล้อัลตราไวโอเลต คลื่นแสงที่มองเห็นได้ และคลื่นใกล้อินฟราเรด (0.1 to 1 μm) การที่เจมส์ เวบบ์สังเกตการณ์ในคลื่นที่ต่ำกว่าจะทำให้มันสามารถเห็นวัตถุที่เลื่อนไปทางแดงอย่างมากซึ่งมีเก่าและไกลเกินกว่าที่ฮับเบิลจะมองเห็นได้ ตัวกล้องโทรทรรศน์จะต้องถูกรักษาไว้ในสภาพเย็นจัดเพื่อที่จะสามารถสังเกตการณ์เคลื่อนอินฟราเรดได้ด้วยไม่มีการรบกวน มันจึงจะถูกปล่อยไปยังบริเวณจุดลากร็องฌ์ที่ 2 ระหว่างดาวโลก-ดวงอาทิตย์ ประมาณ 1.5 ล้าน กิโลเมตร (930,000 ไมล์) จากโลก (0.01 au – 3.9 เท่าระยะทางจากโลกสู่ดวงจันทร์).ฉากกันแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ผลิตด้วยซิลิคอน และแคปตอนเคลือบอะลูมิเนียมจะช่วยรักษาอุณหภูมิของกระจกรับแสงและเครื่องมือวัดให้ต่ำกว่า 50 K (−223 °C; −370 °F).

ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซาเป็นผู้จัดการการพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศ และสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศจะเป็นผู้ดำเนินการหลังจากการปล่อย ผู้รับเหมาหลักคือนอร์ทธรอป กรัมแมน ตัวกล้องโทรทรรศน์ถูกตั้งชื่อตามเจมส์ อี. เวบบ์ ซึ่งเป็นผู้บริหารองค์การนาซาตั้งแต่ปี 1961 ถึง 1968 และเป็นบุคคลสำคัญในโครงการอะพอลโล

การพัฒนาเริ่มต้นขึ้นในปี 1996 สำหรับการปล่อยที่แรกเริ่มวางแผนไว้ในปี 2007 และใช้งบประมาณ 500 ล้านดอลลาร์สหรัฐ โครงการนี้เกิดการล่าช้าและค่าใช้จ่ายสูงกว่างบประมาณอยู่หลายครั้ง เช่น การออกแบบใหม่ในปี 2005 ฉากกันแสงอาทิตย์ขาดระหว่างการทดสอบการกาง คำแนะนำจากคณะกรรมการตรวจสอบอิสระ การระบาดทั่วของโควิด-19 ปัญหากับจรวดอารีอาน 5 ปัญหากับตัวกล้องโทรทรรศน์เอง และปัญหาการสื่อสารระหว่างกล้องโทรทัศน์และจรวด ความกังวลในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับการปล่อยและการกางตัวของกล้องโทรทรรศน์ได้ถูกอธิบายเป็นอย่างดี

การก่อสร้างเสร็จสิ้นช่วงปลายปี 2016 หลังจากนั้นจึงเริ่มช่วงการทดสอบอย่างครอบคลุม กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ถูกปล่อย ณ เวลา 12:20 UTC ในวันที่ 25 ธันวาคม 2021 ด้วยจรวดอารีอาน 5 จาก กูรู, เฟรนช์เกียนา บริเวณหาดทางตะวันออกเฉียงเหนือของทวีปอเมริกาใต้

ความสามารถ

แผนภาพโดยคร่าวของความโปร่งใสของชั้นบรรยากาศโลกต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่างๆ รวมถึงแสงที่มองเห็นได้

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์มีมวลเพียงครึ่งหนึ่งของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แต่กระจกสะท้อนหลักของมันซึ่งประกอบไปด้วยกระจกเบริลเลียมเคลือบทองทรงหกเหลี่ยม 18 ชิ้น จะมีเส้นผ่านศูนย์กลางรวม 6.5 m (21 ft) และมีพื้นที่รับแสง 25.4 m² (273 sq ft) มากกว่าพื้นที่ของกล้องฮับเบิลถึงหกเท่า

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์นั้นถูกออกแบบมาเพื่อใช้ศึกษาดาราศาสตร์อินฟราเรด แต่ก็ยังสามารถมองเห็นแสงสีส้มและแดง รวมถึงคลื่นอินฟราเรดช่วงกลาง ขึ้นอยู่กับเครื่องมือที่ใช้ศึกษา การที่การออกแบบเน้นสำหรับการใช้ในคลื่นใกล้อินฟราเรดถึงอินฟราเรดช่วงกลางด้วยสามเหตุผลคือ

• แสงที่มองเห็นได้ที่เปล่งออกมาจากวัตถุที่เลื่อนไปทางแดงมาก จะเลื่อนไปอยู่ในช่วงคลื่นอินฟราเรด
• วัตถุที่เย็นเช่นจานเศษฝุ่นและดาวเคราะห์เปล่งแสงมากที่สุดในคลื่นอินฟราเรด
• การศึกษาคลื่นนี้จากบนพื้นโลกหรือโดยการใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่ปัจจุบันเช่น ฮับเบิล นั้นเป็นไปได้ยาก

กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินจะต้องสังเกตการณ์ผ่านชั้นบรรยากาศของโลก ถึงบดบังคลื่นอินฟราเรดหลายช่วง และแม้ในช่วงคลื่นที่ชั้นบรรยากาศไม่บดบัง สารเคมีเป้าหมายหลายชนิดเช่น น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และมีเทน ก็มีอยู่แล้วในบรรยากาศของโลก ทำให้การวิเคราะห์ผลลับซับซ้อนขึ้นไปมาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีอยู่ในปัจจุบันเช่น ฮับเบิล ก็ไม่สามารถศึกษาคลื่นช่วงนี้ได้ เนื่องจากกระจกของมันถูกรักษาไว้ในอุณหภูมิที่ต่ำไม่พอ (กระจกสะท้อนหลักของฮับเบิลถูกรักษาไว้ที่อุณหภูมิประมาณ 15 °C (288 K; 59 °F)) ตัวกล้องโทรทรรศน์เองจึงเปล่งคลื่นอินฟราเรดอย่างรุนแรง

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์จะทำงานใกล้จุดลากร็องฌ์ที่ 2 ระหว่างโลก-ดวงอาทิตย์ ประมาณ 1,500,000 km (930,000 mi) ห่างจากวงโคจรของโลก เปรียบเทียบกับวงโคจรของฮับเบิลซึ่งอยู่ 550 km (340 mi) เหนือพื้นโลก และดวงจันทร์โคจรอยู่ห่างจากโลกประมาณ 400,000 km (250,000 mi) จากโลก ด้วยระยะทางที่ห่างไกลเท่านี้จะทำให้การซ่อมหลังการปล่อยหรือต่อเติมยกระดับส่วนเครื่องของเจมส์ เวบบ์ แทบจะเป็นไปไม่ได้ ตัวยานอวกาศจึงจะสามารถเข้าถึงได้เฉพาะในช่วงการสร้างและออกแบบเท่านั้น วัตถุที่อยู่ใกล้จุดลากร็องฌ์นี้สามารถโคจรรอบดวงอาทิตย์ไปพร้อมกับโลก ทำให้ตัวกล้องโทรทรรศน์มีระยะห่างคงที่โดยประมาณ เจมส์ เวบบ์จะหันฉากกันแสงอาทิตย์และบัสเข้าสู่โลกและดวงอาทิตย์เพื่อสะท้อนแสงและความร้อนที่แผ่จากโลกและดวงอาทิตย์ และรักษาการสื่อสาร การเรียงตัวแนวนี้จะรักษาอุณหภูมิของยานอวกาศในอยู่ต่ำกว่า 50 K (−223 °C; −370 °F) ซึ่งจำเป็นจำหรับการสังเกตการณ์คลื่นอินฟราเรด

• ภาพจากมุมบน
• ภาพจากมุมล่าง (ด้านหันหาดวงอาทิตย์)
• พิมพ์เขียวของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์

ดูเพิ่ม

• กล้องโทรทรรศน์อวกาศ
• โครงการหอดูดาวเอก
• จักรวาลวิทยาเชิงกายภาพ

อ้างอิง

1. "NASA JWST "Who are the partners in the Webb project?"". NASA. สืบค้นเมื่อ 18 November 2011. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
2. "FAQ Full General Public Webb Telescope/NASA". jwst.nasa.gov.
3. "NASA Says Webb's Excess Fuel Likely to Extend its Lifetime Expectations – James Webb Space Telescope". blogs.nasa.gov.
4. Clark, Stephen [@StephenClark1] (23 December 2021). "The exact launch mass of the James Webb Space Telescope: 6161.4 kilograms. That figure includes 167.5 kg of hydrazine and 132.5 kg of dinitrogen tetroxide for the propulsion system" (ทวีต). สืบค้นเมื่อ 23 December 2021 – โดยทาง ทวิตเตอร์.
5. "James Webb Space Telescope Launch Update". NASA. 21 December 2021. สืบค้นเมื่อ 21 December 2021. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
6. "James Webb Space Telescope". ESA eoPortal. สืบค้นเมื่อ 29 June 2015.
7. "JWST Telescope". James Webb Space Telescope User Documentation. Space Telescope Science Institute. 2019-12-23. สืบค้นเมื่อ 2020-06-11. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
8. "About the James Webb Space Telescope". สืบค้นเมื่อ 13 January 2012. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
9. . NASA. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 3 December 2016. สืบค้นเมื่อ 4 December 2016. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
10. "James Webb Space Telescope JWST History: 1989-1994". Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland. 2017. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 3 February 2014. สืบค้นเมื่อ 29 December 2018.
11. "Instrumentation of JWST". Space Telescope Science Institute. 29 January 2020. สืบค้นเมื่อ 29 January 2020.
12. "L2, the second Lagrangian Point". สืบค้นเมื่อ 5 December 2021.
13. "The Sunshield". nasa.gov. NASA. สืบค้นเมื่อ 28 August 2016. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
14. "About Webb". NASA. 2019. สืบค้นเมื่อ 4 June 2021. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
15. . Northrop Grumman. 2017. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2017-02-10. สืบค้นเมื่อ 31 January 2017.
16. Witze, Alexndra (23 July 2021). "NASA investigates renaming James Webb telescope after anti-LGBT+ claims—Some astronomers argue the flagship observatory—successor to the Hubble Space Telescope—will memorialize discrimination. Others are waiting for more evidence". Nature. 596 (7870): 15–16. doi:10.1038/d41586-021-02010-x. PMID 34302150. S2CID 236212498. สืบค้นเมื่อ 23 July 2021.
17. . คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 21 August 2003. สืบค้นเมื่อ 13 January 2012. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
18. During, John. "The James Webb Space Telescope". NASA. สืบค้นเมื่อ 31 December 2011. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
19. . Stsci.edu. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 10 June 2011. สืบค้นเมื่อ 16 January 2012.
20. Mather, John. (PDF). National Academy of Science. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 10 November 2008. สืบค้นเมื่อ 5 July 2008. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
21. Foust, Jeff (March 20, 2020). "Coronavirus pauses work on JWST". SpaceNews.
22. "James Webb Space Telescope to launch in October 2021". www.esa.int.
23. Overbye, Dennis (16 July 2020). "NASA Delays James Webb Telescope Launch Date, Again – The universe will have to wait a little longer". The New York Times. สืบค้นเมื่อ 17 July 2020.
24. Foust, Jeff (12 May 2021). "Ariane 5 issue could delay JWST". SpaceNews. สืบค้นเมื่อ 13 May 2021.
25. "Update on Webb telescope launch". NASA. 14 December 2021. สืบค้นเมื่อ 14 December 2021. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
26. (14 December 2021). "Why the World's Astronomers Are Very, Very Anxious Right Now - The James Webb Space Telescope is endowed with the hopes and trepidations of a generation of astronomers". The New York Times. สืบค้นเมื่อ 15 December 2021.
27. Karlis, Nicole (19 December 2021). "Decades of work are riding on the James Webb Space Telescope - What happens if it fails? - As one of the most expensive space missions in history, there's a lot on the line for launch". salon.com. สืบค้นเมื่อ 19 December 2021.
28. "James Webb Space Telescope observatory is assembled". Space Daily. 29 December 2016. สืบค้นเมื่อ 3 February 2017.
29. Foust, Jeff (23 December 2016). "No damage to JWST after vibration test anomaly". SpaceNews. สืบค้นเมื่อ 3 February 2017.
30. (20 December 2021). "Webb Telescope Prepares to Ascend, With an Eye Toward Our Origins - The biggest space telescope in history aims to answer astronomy's oldest question: How did we get from the Big Bang to here?". The New York Times. สืบค้นเมื่อ 20 December 2021.
31. Roulette, Joey (23 December 2021). "How NASA's Biggest Telescope Beat Loose Screws, Loose Budgets and Loose Clamps - Getting the James Webb Space Telescope to the launchpad has been a difficult journey that has taken decades". The New York Times. สืบค้นเมื่อ 23 December 2021.
32. Lallo, Matthew D. (2012). "Experience with the Hubble Space Telescope: 20 years of an archetype". Optical Engineering. 51 (1): 011011–011011–19. :1203.0002. Bibcode:2012OptEn..51a1011L. doi:10.1117/1.OE.51.1.011011. S2CID 15722152.
33. . Infrared Processing and Analysis Center, NASA Spitzer Science Center, California Institute of Technology. 2017. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 21 December 2016. บทความนี้รวมเอาเนื้อความจากแหล่งอ้างอิงนี้ ซึ่งเป็นสาธารณสมบัติ
34. "L2 Orbit". Space Telescope Science Institute. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 3 February 2014. สืบค้นเมื่อ 28 August 2016.
35. Drake, Nadia (24 April 2015). "Hubble Still Wows At 25, But Wait Till You See What's Next". National Geographic.

แหล่งข้อมูลอื่น

• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ
• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของนาซา