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史诗级的突破!最强大的詹姆斯‧韦伯望远镜成功升空,人类即将瞭望宇宙更深处

2021-12-26 20:18| 发布者: imufu| 查看: 70793| 评论: 0

摘要: 防失联,请关注video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2195920482879766528视频:发射现场这个酝酿了几十年的时刻终于来临了。詹姆斯‧韦伯太 ...


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video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2195920482879766528视频:发射现场

这个酝酿了几十年的时刻终于来临了。

詹姆斯‧韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)——这个美国宇航局(NASA)未来十年首屈一指的太空天望远镜,于圣诞节(12月25日)早晨成功发射,它将帮助天文学家空前深入的观察太空。

美国东部时间周六早上,在位于法属圭亚那的欧洲太空港,詹姆斯‧韦伯望远镜搭载阿丽亚娜5号火箭(Arianespace Ariane 5)成功发射升空。韦伯被认为是哈勃望远镜的继任者,但能力比哈勃强很多。



“我们把@NASAWebb太空望远镜升空了!”美国宇航局在推特上分享说,“美国东部时间上午7点20分(UTC 时间12点20分),一个全新的、激动人心的科学十年进入太空,韦伯的#UnfoldTheUniverse任务将改变我们对太空的理解。”

韦伯是世界上最强大、最复杂的太空望远镜,NASA在新闻稿中表示,韦伯担负NASA变革性旗舰任务,它将与欧洲航天局和加拿大航天局合作,在未来探索宇宙历史的每个阶段——从太阳系内部到早期宇宙中最遥远的可观测星系,并将回答有关太阳系的问题,还会以新的方式研究系外行星,并以前所未有的方式深入了解宇宙。

欧洲航天局表示,詹姆斯‧韦伯望远镜的升空是“一份很棒的圣诞礼物”。

项目组专家发射韦伯望太空望远镜五分钟后,就开始接收来自韦伯的遥测数据。阿丽亚娜5号火箭按预期,在飞行27分钟后与韦伯望远镜分离。发射后大约30分钟,韦伯展开其太阳能电池板,任务管理人员确认太阳能电池板正在为天文台供电。太阳能电池阵列部署后,任务操作员会通过肯尼亚的马林迪地面站与韦伯天文台建立通信链接,巴尔的摩太空望远镜科学研究所的地面控制系统将向该航天器发送第一批指令。



工程师和地面控制人员将在发射后约12小时30分钟时,进行中途第一次修正操作(共三次修正)。发射韦伯的推进器在距离地球约100万英里轨道上,以最佳轨迹操纵航天器前往目的地。

韦伯望远镜升空后,将开始为期六个月的太空调试。在调试结束时,韦伯将交付其第一批图像。韦伯携带四台最先进的科学仪器,配备具有前所未有分辨率的高灵敏度红外探测器。韦伯将比以往任何时候都更清晰地研究来自天体的红外光。它是NASA标志性哈勃太空望远镜的继承者。

美国宇航局局长比尔‧纳尔逊(Bill Nelson)分享了他对国际团队的感激之情,这些团队完成了韦伯望远镜任务,并在圣诞节发射成功。他表示,韦伯将帮助人类探索宇宙的未知之谜,“我迫不及待地想看看它会发现什么!”



韦伯的另一个总体目标是探测遥远行星的大气层。这将帮助研究人员衡量是否有适合人类居住的地方。

韦伯望远镜将在零下233摄氏度的工况下工作,只有这样,它才能敏感地拍摄到遥远宇宙的照片,那里诞生了第一个星系,以及围绕其它恒星的行星。

韦伯望远镜配备了一个可以延伸21英尺4英寸(6.5米)的镜子,一旦望远镜进入太空,韦伯可以让镜子从自己观察到的物体中收集更多的光。镜子收集的光越多,望远镜可以观察到的细节就越多。反射镜选择的是碱土金属铍。该金属抗弯刚度极高,在不同的温度条件下都可以保持稳定的光学性能,这意味着他能够在极寒的低温下不易发生变形。

该镜子包括18个六边形镀金部分,每个部分的直径为4.3英尺(1.32米)。



NASA表示,这是NASA有史以来建造的最大的镜子,但它的尺寸造成了一个独特的问题,那就是镜子太大了,无法装进火箭。因此,NASA团队将望远镜设计为一系列移动部件,以折叠的方式安装在16英尺(5米)的发射空间内。

美国宇航局称,韦伯将充当“红外侦探”,探测人类不可见的光,并揭示太空中隐藏的区域。

该望远镜作为哈勃望远镜的继任者,将成为新一任人类的最强之眼。拥有比哈勃望远镜高出几倍的实力。

韦伯望远镜将安放在地球150万千米之外的L2拉格朗日点,在这里它将永远处于地球投射的阴影下,不受太阳光的干扰,温度极低,所以铍材料能够很好的解决这个问题。



说到这里很多人或许会有所疑问,为什么詹姆斯韦伯太空望远镜要发射至遥远的L2拉格朗日点,而不是向哈勃一样在近地点轨道附近运行呢?

事实上韦伯太空望远镜与哈勃不同的是,它是红外线望远镜,配备了高敏度红外传感器,而哈勃主要是在光学和紫外线波长下工作。

如果在地球的近地轨道会受到地球本身和太阳发出的红外污染,导致观测能力下降,而L2拉格朗日点正好处于地球投射的阴影下。



因此在这个位置,地球能为韦伯太空望远镜遮挡大部分阳光,从而可以探测到到宇宙中最遥远的红外微弱光线,即便是丝毫的热量也能够被捕捉。

哈勃观察到的宇宙可以追溯到大爆炸之后的大约4亿年,也就是在第一个星系(由庞大的星团和恒星、气体和其他星际物质组成)刚刚形成之后的时期。天文学家们希望通过韦伯望远镜能够更清晰地研究宇宙中最早的恒星和星系的形成,此外还渴望研究据信是占据遥远星系中心的超大质量的黑洞。

韦伯望远镜还非常适合在数十个最新有记录的系外行星(指围绕遥远恒星运行的天体)周围寻找潜在支持生命的大气层的证据,并观察离地球更近的世界,例如火星以及土星的冰卫星泰坦(Titan)。



在L2拉格朗日点航天器会同时受到太阳和地球的引力拉扯,两者均衡叠加的引力能够使航天器长期保持一个相对稳定的姿态,不同于哈勃望远镜一样需要经常调整。

因此,L2拉格朗日点成为了韦伯望远镜放置的绝佳位置。不过唯一不足的就是L2拉格朗日点由于距离地球过于遥远,相当于四倍的地月距离。一旦韦伯望远镜进入到运行轨道后,维修的难度非常大,任何微小的瑕疵都有可能造成韦伯望远镜的报废,这也就对它各个仪器部件做了十分严苛的质量要求。

在它的每块镜面的背面,都有七个控制镜片形状和朝向的发动机,由精密马达和齿轮构成,可以进行纳米尺度的位移,从而使每块镜片都拥有完全相同的“曲率中心,保证焦点的重合。

这样他就能窥探到宇宙发出的第一缕微弱光线,观测大爆炸初期的状态。

韦伯望远镜的设计寿命是10年,不过,宇航员的太空行走和维修技术有可能让韦伯能够像哈勃那样延长工作寿命,宇航工程师已经把韦伯的燃料箱设计成可以和航天器对接加注的状态,未来需要解决的是韦伯离地球更远,太空条件更复杂的情况。

因此,韦伯望远镜也将继哈勃之后,成为人类最先进的天文观测仪器,让我们一起期待韦伯望远镜的新发现吧!





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