В сентябре прошлого года космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) использовался для наблюдения за столкновением космического зонда DART с астероидом Диморф. Как выяснилось, первоначально телескоп не был рассчитан на отслеживание объектов, движущихся с такой высокой угловой скоростью, но это не помешало успешным наблюдениям.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб». Источник изображений: nasa.gov
Астрономы планировали наблюдать через «Джеймс Уэбб» не только далёкие галактики, но и объекты в Солнечной системе — это значит, что аппарат разрабатывался с возможностью отслеживать цели, движущиеся относительно звёзд и галактик отдалённых областей Вселенной. Для выполнения этой задачи на борту аппарата есть специальная камера — датчик точного наведения (FGS). Телескоп фиксирует опорную звезду — любой неподвижный объект — и «смещает» её со скоростью, равной скорости цели, пока звезда остаётся в поле зрения FGS.
Снимок, сделанный телескопом «Джеймс Уэбб» через 4 часа после столкновения астероида Диморф и зонда DART
Первоначально максимально доступная скорость для отслеживания движущихся объектов соответствовала угловой скорости Марса — 30 угловых миллисекунд в секунду или ширина полной Луны менее чем за 17 часов. В реальности изучающим Солнечную систему исследователям необходимо следить за более быстрыми объектами. Чтобы убедиться, что истинные возможности «Джеймс Уэбба» превосходят декларируемые показатели, учёные решили испытать его на нескольких объектах: начать решили с астероида 6481 Tenzing («Тенцинг»), скорость которого составляет 5 мс/с, и в итоге подтвердили, что телескоп справляется с объектами, которые движутся со скоростью до 67 мс/с.
Перед запуском миссии DART учёным поставили задачу зафиксировать столкновение аппарата с астероидом, но для этого необходимо было преодолеть планку в 100 мс/с или 360 угловых минут в час. Чтобы убедиться в том, что «Джеймс Уэбб» на такое способен, первую фазу испытаний провели на симуляторе. Несколько раз систему дорабатывали, чтобы оптимизировать её работу, и на второй фазе переключились на наблюдение околоземного астероида 2010 DF1, взяв скорости в 324 и 396 мин/ч — это был самый быстрый и яркий астероид в поле зрения телескопа, близкий к скорости DART в момент удара. Испытания завершились всего за две недели до столкновения, но при обработке результатов стало ясно, что «Джеймс Уэбб» с задачей справится.
Впоследствии подтвердилось, что телескоп действительно способен преодолевать отметку в 100 мс/с, но учёные не собираются постоянно эксплуатировать аппарат в таком режиме. Несмотря на успех, подобные задачи очень тяжело планировать: опорные звёзды остаются в поле зрения FGS слишком непродолжительное время, а их смена очень усложняет задачу. В итоге максимальная угловая скорость для отслеживаемых «Джеймсом Уэббом» объектов теперь установлена на отметке 75 мс/с, но при наличии специального разрешения этот показатель можно поднимать до 100 мс/с.