Det revolutionerade astrofysik och mänsklig förståelse för universums skala, men Hubble Space teleskopets berömda karriär sedan lanseringen 1990 är nästan slut. Även om NASA inte har något officiellt avinstalleringsdatum - Hubble återkommer fortfarande 10TB nya data varje år - det kommer aldrig att kunna jämföras i universets kanter och fotografera tidernas gryning. För det första kretsar den runt jorden, så dess syn blockeras av solen för halva tiden. För det andra behöver de astronomer ett rymdteleskop som är byggt för att upptäcka det infraröda ljuset som de förstfödda galaxerna nu avger.

Det betyder ett större, kallare och mer känsligt rymdteleskop som kretsar mycket, långt längre bort.

Hubble har tagit över 38 000 bilder i sina 25 år. Kredit: NASA

Trots att nästan 13 000 vetenskapliga papper har skrivits med hjälp av uppgifterna, fördubblas Hubbles femtioårsjubileum som sin pension. Med alla uppgraderingar i det förflutna kommer den enda besökaren att bli en robot för att driva den mot jorden, där den kommer att brinna upp i atmosfären.

Under de tre miljarderna mil den reste runt jorden har de bilder som tagits helt förändrat vetenskap och astronomi. Så mycket, faktiskt, att dess egen framgång har lett till dess omedelbara ersättning. Även om det är bra att ta fotografier i synligt ultraviolett ljus, var Hubble det första rymdteleskopet för att upptäcka infrarött ljus och det har varit i detta infraröda spektrum där dess största upptäckter har gjorts.

Den röda änden

Webb lanseras i oktober 2018. Kredit: Northrop Grumman

Ju längre en galax är borta från oss, desto längre är våglängden av det ljus som når oss, vilket är den röda änden av spektret. Detta kallas red-shift, vilket Hubble kan hantera, men är inte byggt uteslutande för. Den senaste Hubble Ultra Deep Field-bilden av 2014 - tagen i ultraviolett - visade galaxer mellan fem och 10 miljarder ljusår bort, men Hubble har också upptäckt galaxen EGS-zs8-1 en fantastisk 13,1 miljarder ljusår från jorden. För att komma närmare de 13,8 miljarder år sedan / bort från Big Bang, behövs ett nytt "räckvidd" som är byggt för att upptäcka infrarött ljus.

Webb av intriger

: Hubbelsåggalaxier bildades bara 600 miljoner år efter Big Bang. Kredit: ESA / NASA

Cue James Webb Space Telescope, som har kostat 8,7 miljarder dollar att bygga och kommer att vara 100 gånger kraftfullare än Hubble. Namnet kanske inte låter som ikoniskt (trots allt var Edwin Hubble "mannen som upptäckte kosmos"), men Webb är uppkallad efter James Webb, som sprang NASA på 1960-talet och krediteras med att göra Apollo Moon-landningarna till en verklighet.

Webb är ingen Johnny-come-lately. Precis som Hubble ursprungligen planerades på 1970-talet och lanserades sju år sent började Webbs utveckling för nästan 20 år sedan, då den kallades nästa generations rymdteleskop. Det är en gemensam insats mellan NASA, Europeiska rymdorganisationen (ESA) och den kanadensiska rymdorganisationen.

Hur är Webb bättre än Hubble?

Webb kommer att göra vetenskap från 2018-2028. Kredit: NASA

När det gäller förstoring är det allt i spegeln. Vid 2,7 gånger diametern och med sex gånger Hubble-spegeln, kommer Webbs spegel att samla mycket mer ljus. Samtidigt kommer dess infraröda instrument att upptäcka långt längre våglängder, så det kommer att se de röda förskjutna galaxerna tydligare.

Nyckeln till dess infraröda förmågor är dess avstånd från jorden vid vad som kallas Earth-Sun L2 Lagrange-punkten. Härifrån, 1,5 miljoner km från jorden, kommer Webb effektivt att bana solen med samma hastighet som jorden gör och reflektera (och använda som solenergi) solens ljus och värme med en enorm femskikts solskydd. På så sätt kan Webb vara tillräckligt kallt i skuggan för att upptäcka infrarött ljus. Att vara vid L2 betyder också att det kan följa kosmos permanent.

Men det finns ett potentiellt problem. Till skillnad från Hubble, som famously fixades 1993 efter "sfäriska avvikelse" -problemet, är Webb för långt bort för att någonsin bli fixat eller uppgraderat. Webb måste arbeta perfekt första gången.

Vad gör Webb?

Hubble kommer att försämras och slutligen brinna upp i jordens atmosfär. Kredit: NASA

Webb har bara ett tioårigt uppdrag, men chansen att det fungerar efter 2020 är ganska högt. Under det årtiondet har det fyra uppdrag; Slutet av de mörka åldrarna: Första ljuset och reioniseringen, Galaxernas församling, Födelsen av stjärnor och protoplanetära system och planetariska system och livets ursprung.

Även om det är byggt för att studera de "mörka åldrarna" efter stormen - och de första stjärnorna och galaxerna - kommer Webb också att hjälpa till i upptäckten av exoplaneter runt avlägsna stjärnor, något som astronomer kommer att dra nytta av. "Jag är väldigt exalterad över förmågan att karakterisera exoplaneter och planetbildande miljöer, både genom direktbildnings- och spektroskopiska studier", säger Dr. Nick Moskovitz, vid astronomen vid Lowell Observatory i Flagstaff, Arizona.

"Det finns också ett intressant arbete att göra med att titta på kompositioner av små kroppar i hela solsystemet, från nära jorda asteroider ut till Kuiperbältet." Webb kommer också att vara väl lämpad för att studera de fysiska egenskaperna hos asteroider och kometer.

När kommer Webb att starta?

Webb planeras att lanseras på baksidan av en Ariane V-raket från Guyas rymdcenter i Franska Guyana i oktober 2018. Det kommer emellertid inte att nå sin omloppspunkt i tre månader, under vilken tid forskare kommer tillbaka i Maryland, USA kommer att börja placera sina speglar och fokusera dess optik genom att ta provbilder. Även när det når L2, tar det ytterligare tre månader att optimera optiken innan vetenskapen verkligen kan börja.

Kunna sondra ännu längre bort än ljusets spektrum än vad föregångaren kan upptäcka, Webb kommer att avslöja mer om verkligheten och se till universets kant. Om du tyckte att Hubble var bra, så har du inte sett någonting än.

  • Allt vi någonsin har lärt oss om Pluto ... hittills