  詹姆斯·韦伯太空望远镜的镜片如何制作？ 庞大的望远镜如何放入阿里安5-ECA火箭中？ 韦伯望远镜成功发射全过程 戳视频了解更多  视频来源：NASA、B站UP主“科学新知” 2021年12月25日，在推迟发射14年之后，詹姆斯·韦伯太空望远镜，终于搭乘欧空局阿里安5-ECA火箭成功升空。认识“鸽王”——詹姆斯·韦伯太空望远镜 詹姆斯·韦伯望远镜是美国宇航局、欧洲航天局和加拿大航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜项目，集结了20个国家，持续25年的投入和数万名科学家倾力合作；也是迄今为止全世界最贵的望远镜，经费从5亿一路涨到100亿；发射时间一再推迟，被戏称为“鸽王”。 早在1989年，美国太空望远镜科学研究所（STScI）和美国宇航局（NASA）决定研制一个能在红外波段运行且配备大于4m镜子的天文望远镜来接替哈勃太空望远镜，将这“下一代大型太空望远镜”命名为詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope，JWST)，以纪念美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦伯，后者领导了美国阿波罗登月等一系列重要的空间探测项目。  美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦伯 詹姆斯·韦伯太空望远镜的质量为6.2吨，约为哈勃空间望远镜（11吨）的一半。主反射镜由铍制成，口径达到6.5米，镜通光口径达到25平方米，面积为哈勃太空望远镜的5倍以上。主要在红外线波长下进行工作，还能在近红外波段工作、能在接近绝对零度（相当于零下273.15摄氏度）的环境中运行。 作为哈勃太空望远镜的继任者，韦伯望远镜不同之处不仅仅是工作波段不同（哈勃主要在光学和紫外线波长工作），他将在距离地球 150 万公里的太阳轨道（L2 ）上运行，因为距离地球太遥远无法派宇航员进行维修保养，所以它的设计制造必须完美无缺，不能出现任何差错，这也是韦伯望远镜发射时间一再推迟的原因。极具创新的镜面系统 詹姆斯·韦布望远镜的镜面系统包括主镜、次镜和三镜。虽然尺寸相对较小的次镜和三镜也都很有特色，但昂贵的主镜却是结构最复杂的，由许多个子镜拼接而成的。 主镜的直径的比发射它用的火箭更大。主镜被分割成18块六角形的镜片，发射后这些镜片会在高精度的微型马达和波面传感器的控制下展开。 它的核心器件工作温度已非常接近绝对零度，对镜面材料的要求极高，因此需要同时具备抗弯刚度高、热稳定性好、热导率高、反射率高、密度低、温度形变小、性质不活泼等特点。 而在精度要求上，最后镜片成型的制造加工精度要达到10纳米级别，这个要求所允许的误差相当于一张A4纸厚度的万分之一！而且在进入太空后，整体拼接和镜片姿态控制的精度也要达到同等水平。 镜面作动器是韦伯望远镜众多新发明中的一个，它们能够通过纳米尺度的微小位移使镜面具备最佳的光学性能。当韦伯望远镜在太空展开并冷却到运行温度后，地面站的工程师们将向所有作动器发送指令来调整所有的镜面，这一过程耗时两个月。随后，一旦韦伯望远镜开始全面运行并进行科学观测，每10到14天就要进行一次镜面调校工作。借助这项新技术，韦伯望远镜将成为首台采用主动控制拼接主镜的天基天文台。  韦伯望远镜的镜片涂有一层非常薄的黄金以提高探测红外线的能力（图片来源：NASA）日光防晒系数（SPF）值为100万的“遮阳伞” 詹姆斯·韦伯还要面对太阳光和地球反射光/热辐射的干扰，为此，它配备了SPF值达到100万的遮阳装置，能够隔绝任何可疑的外部热源，保证望远镜能获得冷静的观测环境。 巨型遮阳装置面积非常大，接近一个网球场的大小，还有多层结构，不仅需要把太阳光挡在身后，还要有非常精确的定位装置，望远镜上的所有组件都会安装在巨型遮阳装置上，尽可能降低太阳光对观测的影响。韦伯望远镜的终极任务 詹姆斯韦布太空望远镜的主要的任务是观测今天可见宇宙的初期状态，即调查作为大爆炸理论的残余红外线证据（宇宙微波背景辐射）。 此外，科学家们可以利用韦伯望远镜来研究太阳系中的行星和其他天体的起源和演变，将它们与系外行星进行比较，也可以用来寻找处于宜居带的系外行星中是否有适宜人类生存的地球2.0。 更长的波长覆盖范围和更高的灵敏度，使韦伯望远镜能够观察到更接近宇宙诞生的时间点，寻找尚未被观察到的第一批形成的星系，以及观察现在正在形成恒星和行星系统的尘埃云内部，帮助我们了解宇宙的起源和我们在其中的位置。  参考消息来源： Optica西光所分会微信公众号 中国科普博览微信公众号 END 由于微信公众号试行乱序推送，您可能没办法准时收到“爱光学”的文章。为了让您第一时间看到“爱光学”的新鲜推送， 请您：1. 将“爱光学”点亮星标（具体操作见文末） 2. 多给我们点“在看”   欢迎爆料 新闻线索、各类投稿、观点探讨、故事趣事 留言/邮件，我来让你/事红 爆料请联系：lvxuan@siom.ac.cn 点在看联系更紧密 |
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