NASA/ESA/CSA 제임스 웹 우주 망원경은 종종 NASA/ESA 허블 우주 망원경의 후속 제품으로 언급됩니다. 사실, 그것은 훨씬 더 후계자입니다. MIRI(Mid-Infrared Instrument)가 포함되면서 Webb은 ESA의 Space Infrared Observatory(ISO) 및 NASA의 Spitzer 우주 망원경과 같은 적외선 우주 망원경도 계승했습니다.
중적외선 범위에서 우주는 우리가 눈으로 보던 것과는 매우 다릅니다. 3~30마이크로미터까지 확장되는 중적외선은 온도가 30~700ºC인 천체를 감지합니다. 이 모드에서는 가시광선 이미지에서 어둡게 보이는 물체가 이제 밝게 빛납니다.
"이것은 수행할 수 있는 화학 측면에서 매우 흥미로운 파장 범위이며, 별 형성 과정과 은하 중심에서 일어나는 일을 이해할 수 있는 방법입니다."라고 유럽 컨소시엄의 수석 연구원인 Gillian Wright는 말합니다. MIRI 악기. - 1995년 1998월부터 2003년 월까지 운영된 ISO를 통해 최초의 실제 중적외선 공간을 엿볼 수 있었습니다. 년에 궤도에 진입한 스피처는 비슷한 파장에서 더 많은 진전을 이루었습니다. ISO와 Spitzer의 발견은 모두 천문학의 많은 중요한 질문을 해결하기 위해 더 나은 감도와 각도 분해능을 위해 더 큰 수집 영역을 가진 중적외선 기능의 필요성을 강조했습니다."
Jillian과 다른 사람들은 중적외선을 생생하게 볼 수 있는 기기를 꿈꾸기 시작했습니다. 불행하게도 ESA와 NASA는 근적외선의 더 짧은 파장을 Webb의 주요 목표로 보았습니다. ESA는 NIRSpec이라는 근적외선 분광계의 개발을 주도했고 NASA는 NIRCam이라는 열화상 카메라를 목표로 삼았습니다.
단념하지 않고 ESA가 근적외선 분광계를 연구하기 위한 응용 프로그램 요청을 발표했을 때 Jillian과 그녀의 동료들은 기회를 보았습니다. “제가 다소 과감한 답변을 보낸 팀을 이끌었습니다. 근적외선 분광기를 연구하겠다고 했지만 이 모든 중적외선 과학 연구를 다루는 추가 채널도 갖게 될 것입니다. 그리고 Webb에서 중적외선 천문학이 환상적인 이유에 대한 과학적 사례를 제시했습니다.”라고 그녀는 말합니다.
비록 그녀의 팀이 그 특정 계약을 따내지는 못했지만, 대담한 움직임은 유럽에서 중적외선 천문학의 인지도를 높이는 데 도움이 되었으며, 그녀 자신은 적외선 장비를 구축하기 위한 유럽 산업의 능력을 조사하는 또 다른 ESA 연구에서 그러한 과학적 관심을 대표하도록 초대되었습니다. . 유럽 전역의 학술 기관의 지원으로 이 연구의 일부는 중적외선 범위의 기기에 전념했습니다.
그 결과는 미국이 주도한 병행 연구 결과와 마찬가지로 매우 고무적이어서 그러한 장치에 대한 관심이 더욱 커졌습니다. Jillian과 그녀의 동료들은 기기를 설계하고 제작할 의향과 능력이 있는 유럽의 국제 과학자 및 엔지니어 그룹을 모았으며, 결정적으로 그렇게 하기 위한 자금을 조달했습니다. Jillian과 그녀의 동료들은 ESA와 NASA가 웹 프로그램.
미국과의 국제 협력 분야, 악기 제작 문화가 매우 다른 NASA의 주력 임무에 이르기까지 이러한 방식으로 유럽 리더십을 확장하는 것은 성공을 보장하지 못했습니다. ESA의 MIRI 기기 관리자인 José Lorenzo Alvarez는 "가장 큰 두려움은 이러한 복잡성이 기기에 가장 큰 위협이 될 것이라는 점이었습니다."라고 말했습니다. 그러나 위험은 갚았습니다.
자체 자금을 유치하는 것 외에도 컨소시엄은 한 가지 주의 사항을 더 받았습니다. 기기가 Webb의 작동 온도와 광학 장치에 영향을 미치지 않아야 한다는 것입니다. 즉, 망원경은 근적외선 기기에 최적화된 상태를 유지하고 MIRI는 얻을 수 있는 모든 것을 취할 것입니다. 이것은 기기의 성능을 마이크로미터 이상으로 제한하지만 Jillian에게는 지불할 작은 대가였습니다.
가장 큰 기술적 장애물 중 하나는 MIRI가 근적외선 기기보다 낮은 온도에서 작동해야 한다는 점이었습니다. 이것은 NASA의 제트 추진 연구소에서 제공한 극저온 냉각기 메커니즘을 사용하여 수행되었습니다. 중간 적외선에 민감하기 위해 MIRI는 약 -267°C의 온도에서 작동합니다.
이것은 명왕성의 평균 표면 온도인 약 40켈빈(-233°C)보다 낮습니다. 공교롭게도 이것은 다른 기구와 망원경이 작동하는 온도입니다. 두 온도 모두 극도로 낮지만 이 차이로 인해 망원경이 서로 열적으로 분리되지 않은 경우 망원경에 부착된 후에도 망원경의 열이 여전히 MIRI로 스며들게 됩니다.
또 다른 문제는 망원경의 장비에 사용할 수 있는 제한된 공간이었습니다. MIRI는 하나의 이미저와 분광계라는 사실상 두 가지 기기가 하나로 통합되어야 했기 때문에 더욱 어려웠습니다. 이를 위해서는 영리한 디자인 작업이 필요했습니다.
장비가 완성되어 나머지 망원경과의 통합을 위해 NASA에 전달된 후에도 팀은 훨씬 더 많은 문제에 직면했습니다.
극도로 복잡한 망원경을 만드는 데는 누구도 상상할 수 없었던 것보다 더 오래 걸렸습니다. 즉, MIRI와 기타 장비는 원래 계획했던 것보다 훨씬 더 오래 지구에 머물러야 합니다.
그런 다음 2021년 크리스마스에 ESA의 Ariane 5 발사 차량이 완벽한 발사로 우주선을 궤도에 진입시켰습니다. 그 후 몇 주, 몇 달 동안 지상 팀은 망원경과 장비를 준비하여 과학자들에게 넘겼습니다. 다른 기기와 함께 MIRI는 이제 과학자들이 꿈꾸기만 했던 데이터를 전송하고 있습니다.
MIRI 데이터는 용골 성운의 "산"과 "계곡", 상호작용하는 은하군 스테판 오중주, 그리고 남반구 성운을 포함하여 초기 Webb 이미지에 광범위하게 등장했습니다. 후속 이미지는 아름다움과 과학 측면에서 계속 기준을 높였습니다. 그러나 MIRI는 이전의 중적외선 기기보다 크게 발전했기 때문에 이미지 해석 기능 측면에서도 기준이 높아지고 있습니다.
그러나 이것은 첨단 과학의 본질이며, 천문학자들은 데이터가 중적외선 범위에서 나타나게 하는 다양한 물리적 과정에 대해 더 많은 것을 알려줄 수 있는 보다 상세한 컴퓨터 모델을 개발하기 위해 이미 서두르고 있습니다.
MIRI는 웹의 다른 도구와 함께 모든 천문학 분야를 발전시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이것은 가능성의 상당한 확장을 통해서만 가능해지는 일종의 변혁적 과학입니다. 그리고 일반적으로 망원경, 특히 MIRI를 구축하는 데 들어간 팀워크와 국제 협력에 대한 훌륭한 증거입니다.
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