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25年,100亿美元!詹姆斯·韦伯空间望远镜终于升空!

2021-12-28 18:37| 发布者: imufu| 查看: 45637| 评论: 0

摘要: 当地时间25日,美国国家航空航天局(NASA)宣布,詹姆斯·韦伯太空望远镜在法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。 韦伯望远镜将在飞行1个月后到达距地球约160万公里的观测位置,与地球同步绕太阳运行,并将按计划于2022 ...


当地时间25日,美国国家航空航天局(NASA)宣布,詹姆斯·韦伯太空望远镜在法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。

韦伯望远镜将在飞行1个月后到达距地球约160万公里的观测位置,与地球同步绕太阳运行,并将按计划于2022年晚些时候开始收集数据以及第一批图像。

作为哈勃望远镜的“继承者”,韦伯望远镜被认为是一个工程奇迹,能够回望130亿年前的宇宙,有助于回答有关宇宙的基本问题,无数天文学家对于韦伯望远镜的未来都充满期待。

01

关于韦伯望远镜



詹姆斯·韦伯望远镜(JWST),以阿波罗登月的设计师之一的名字命名,是由美国国家航空航天局、欧洲航天局和加拿大航天局耗资约100亿美元联合研究开发。

该望远镜是已建成的性能最强、造价最高的太空望远镜。它携带4台最先进的科学仪器,配备高分辨率、高灵敏度红外探测器,NASA希望它能够和老化的哈勃太空望远镜同时运行。



哈勃望远镜镜片大小和韦伯望远镜镜片大小比较

JWST主镜口径达到6.5米,由18片铍镜片拼接而成,每片直径1.32米,仅重20千克。选用金属铍为主镜材料,是因为铍质量较轻且强度较大,并且在低温环境下仍能保持形状。

一般的镜子应该能完全还原物体原本的颜色,但JWST的镜片明显是黄色的,这是因为它在镜面上镀了700个原子厚的金,这样能提高镜片对红外线的反射能力,JWST主要观测的就是红外线。



JWST和哈勃,斯皮策观测波段的对比

据了解,在发射时,韦伯望远镜必须能像一张折纸一样被折叠起来,在安全进入太空后,再自动重新打开。因此,JWST的主镜、副镜、5层遮阳板,还有老生常谈的太阳能板,都是可折叠的。

发射不久后,JWST就会打开太阳能板获取能量。在发射2.5天后,JWST展开两个遮阳板支架,然后望远镜的可展开塔组件(Deployable Tower Assembly)会展开,将JWST的光学部分和其他部分分离开来,为5层遮阳板提供空间。全部5层遮阳板会在发射后一周内展开。副镜和主镜会在第二周内展开。
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02

韦伯望远镜艰难发射



人们热切地期待着新望远镜的升空能早日带给我们宇宙奥秘的准确答案,但也伴随着大量的焦虑。因其极其复杂的结构和发射条件导致了一次又一次的延迟。

NASA在1996年便开始了韦伯望远镜项目的招标,在早期研发中,NASA曾希望最早能在2007年发射它。2014年,发射计划因预算问题又被推迟。2017年,NASA再次将韦伯望远镜的发射时间推迟至2019年上半年。而今年,韦伯望远镜也经历了3次推迟。

但在圣诞,随着号称世界上最可靠的重型运载火箭之一的阿丽亚娜5型火箭(Ariane 5)徐徐升起,借助法属圭亚那库鲁航天中心低纬度带来的高自转速度,詹姆斯·韦伯望远镜终于飞向属于它的太空。



03

韦伯望远镜科学任务



JWST能帮人类寻找宇宙中第一批形成的星系,揭开宇宙黑暗时代之后再电离时代的秘密。它将观测波长缩短,就能观测宇宙的不同阶段,研究星系、恒星是如何在宇宙百亿年的历史中演化的。

JWST还能帮我们分析地外行星的大气成分,为太阳系中其他成员拍下更清晰的照片。这将帮助研究人员衡量这些世界是否在任何方面适合居住。



JWST和HST观测目标的对比

JWST发射成功之后,可能仍有很多事情值得担忧。但一旦成功,天文学家们通过韦伯望远镜所看到的一切将是颠覆性的,期待JWST带人类看到更深的宇宙。



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