最强发射 就在近日，推迟十余年之久的JWST（詹姆斯.韦伯望远镜）终于发射，并且完美地进入了太空。而韦伯望远镜的发射可谓是载入人类历史的一次，因为它是目前人类发射距离地球最远、也是世界上造价最贵的一架望远镜，达到了近百亿美元的价格。但这样一架空间望远镜究竟有何不同？值不值这样高的价格呢？它的成功发射将会给人类天文学带来什么样的影响？ JWST计划 首先先来聊聊韦伯望远镜的发明的背景，韦伯望远镜是哈勃望远镜的继任者。是由美国空间望远镜研究所委任一委员会于1996年研究提出，它的作用旨在完善哈勃望远镜观测红外频段光线的短板，推动人类天文学的发展。但这架望远镜却放了不知道多少次鸽子，先是说2011年，后推迟到2019，前前后后拖沓十几年才成功发射。而它在这些年做了哪些升级呢？ 哈勃比较首先，相对于哈勃望远镜，它的镜面尺寸大上了不止六倍，重量却仅为哈勃望远镜的一半。重量减轻虽是加分项，但其展开面积却成为了一个巨大的问题，因为太空的特殊环境，为了维持设备正常运转，科学家设计了一张巨大的遮阳网。  倘若展开发射，便没有一架运载火箭能够有如此巨大的空间供韦伯望远镜使用，因此韦伯望远镜不得不通过异形反射镜的方案，将镜面切割成大小均匀的 18个六边形，通过折叠的方式发射上天。 任务地点但如此一来，就引出了另一个风险，那便是韦伯望远镜的运行距离实在距离地球太远了，它位于地球与太阳引力的拉格朗日点，哪里是地球与太阳对望远镜引力相抵消的位置。  一旦望远镜的展开步骤出错，望着那高达150万公里的运行距离，除非派出宇宙飞船，否则几乎没有维修的可能。而美国自然不会眼睁睁地看着一百多亿美元有打水漂的风险，因此又对其结构进行了一定的改进。但无奈于有些风险只能减小，不可能完全解决。 黑科技讲完了硬件上的更新，再来说说太空望远镜最重要的一个参数之——观测频段。此次的韦伯望远镜不仅继承了前任哈勃望远镜的可见关观测波段，更弥补了哈勃望远镜的观测短板，在红外波段方面取得了巨大的提升，而支撑它的是此次全新升级的反射镜。  一是镜面材料，为了提升镜片对低频光的敏感度，韦伯太空望远镜在镜片表面镀了大量的金，而后更是加入了铍，不仅如此。NASA此次对镜面精度的要求达到了令人发指的地步，镜面平整度必须达到10nm以内，这就相当于十个原子的直径、一张A4纸的万分之一。  并且在其送达上天以后，多达18面镜子的拼接精度依旧不能差。但这就不是加工能够达到的事了，科学家需要通过一组精度极高的马达微调，高达数百个步骤一个也不能出错。既然拥有如此复杂的设计，那么它的观测能力如何呢？ 本文总结在观测距离上，天文学家通过韦伯望远镜，可以了解到宇宙大爆炸2亿年的情景，与此相对的哈勃仅能达到4.5亿年左右。更重要的是注重红外波段的韦伯望远镜，相较于哈勃望远镜能够发现更多行星，在一定程度上帮助天文学家找到更多星体。  再一个是感光度的提升，因为反射镜的面积增大，韦伯望远镜不仅曝光时间要短得多，而且其进光量也要高上不少，拍摄出的太空背景更加明亮，也更稳定。而一次的数据又不知道会带给人类怎样的惊喜，又能够推动人类走向何处。 |
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