Почему телескопу нужна холодная сторона
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» наблюдает слабое инфракрасное излучение — тепло, которое испускают далёкие объекты. Сам телескоп тоже излучает тепло, и оно могло бы заглушить сигнал. Поэтому зеркала и приборы должны оставаться холодными, а Солнце, Земля и Луна — не нагревать их напрямую.
Для этого телескоп разворачивает большой теплозащитный экран: его слои стоят один за другим, между ними оставлены промежутки. Важно не только то, что экран заслоняет зеркала, но и то, как он обращается с теплом.
Как работают промежутки между слоями
Нагретый солнечным светом первый слой сам отдаёт энергию в виде теплового излучения. Часть этого излучения уходит в открытый космос, а часть достигает следующего слоя, нагревая его. Тот, в свою очередь, излучает тепло дальше и тоже сбрасывает часть наружу. Так каждый слой принимает меньше тепла, чем предыдущий.
Промежутки не дают теплу легко передаваться через сплошной материал, как в толстой стене. Основной путь нагрева между слоями — именно излучение, которое можно отражать и отводить в стороны. В результате солнечная сторона экрана может быть горячей, а сторона с зеркалами остаётся значительно холоднее.
Почему не поставить одну толстую стену
Сплошной массивный щит был бы тяжелее и хуже подходил бы для космического аппарата, который нужно сложить для запуска и развернуть уже в космосе. Несколько тонких слоёв решают сразу две задачи: экран остаётся сравнительно лёгким и складываемым, а теплу приходится проходить многоступенчатый путь с потерями.
Это не холодильник: экран не производит холод, а мешает солнечному теплу добраться до чувствительных приборов. Благодаря такой пассивной защите зеркала могут смотреть в космос, не ослеплённые собственным тепловым свечением телескопа.
