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总耗资约100亿美元,历时20多年建造的望远镜终于起飞了

2021-12-29 11:03| 发布者: imufu| 查看: 14106| 评论: 0

摘要: ‍‍北京时间12月25日晚20点15分左右,NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜搭乘阿丽亚娜5号火箭,在法属圭亚那库鲁基地成功发射升空。如果一切顺利,詹姆斯·韦伯太空望远镜将在一个月之内进入太阳轨道,并在6个月内完成最 ...
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北京时间12月25日晚20点15分左右,NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜搭乘阿丽亚娜5号火箭,在法属圭亚那库鲁基地成功发射升空。如果一切顺利,詹姆斯·韦伯太空望远镜将在一个月之内进入太阳轨道,并在6个月内完成最终部署。
韦伯望远镜的发射时间已经延误了多次,甚至被戏称为“鸽王”。

实际上,早在哈勃望远镜升空前一年(1989年),韦伯太空望远镜项目就已经提出来了,当时的名字是NGST(Next Generation Space Telescope,下一代空间望远镜)。次年哈勃升空后,第一张照片模糊得令人失望,直到1993年修复了主镜缺陷并更换相关仪器后才算好些。



哈勃初战“翻车”对NGST项目产生了重大影响,各种重新论证、变更设计、资金困难等都导致其进度一拖再拖,甚至2011年美国众议院还打算取消项目。一份2017年的报告显示,韦伯项目的总花费已经超过113亿美元。


▲哈勃望远镜镜片大小和韦伯望远镜镜片大小比较
韦伯以阿波罗登月的设计师之一的名字命名,是美国、欧洲和加拿大航天机构合作的产物,它被看作哈勃望远镜的继任者,当然它的能力也比哈勃强上许多。
“鸽”了N年依然万众期待,韦伯望远镜“牛”在哪?
韦伯望远镜的主镜直径6.5米,是哈勃的2.7倍,由18块六边形单元组成,主要质地是铍,表面还覆盖了薄薄一层黄金,虽然主镜质量6.5吨比哈勃还轻,但反射面积是后者6倍。扩大的光学系统,再加上四个超灵敏的仪器,能使天文学家比以往任何时候都更深入地观察太空--从而更深入地追溯时间。



韦伯望远镜从很多方面来说都是“青出于蓝而胜于蓝”,因为韦伯的主镜口径更大,聚光面积更大,以及使用材质的区别,其分辨率将会比哈勃高出100倍。从重量上来说,哈勃重达11吨,韦伯只有约7吨,因此更便于发射到更高更远的轨道。二者的观测拍摄方式也不一样,哈勃主要拍摄的是可见光波段;而韦伯除了可见光波段,更重要的是能观测拍摄红外波段,这样可以穿透烟尘,得到更丰富、清晰的图像。
性能和精度方面,NASA称韦伯可以探测到比哈勃识别极限还要微弱10~100倍的天体,可以清晰辨认40公里外的一枚硬币。


▲韦伯望远镜能透过烟尘看清影像
韦伯此行的终点是日地拉格朗日点2(L2),一个引力稳定点,距地大概150万公里。发射一周后开始陆续启动各种精密机构,包括140个释放机构、70个铰链组件、400个滑轮、90根电缆和8台展开电机等。
哈勃望远镜在近地轨道运行,方便维护修理。而韦伯望远镜因运行距离太远,一旦出现故障将难以维修,只能在发射之前做好一切可能的准备,一旦升空就只能靠其自行无故障运转,因此,预估工作时间只有十年。而它之所以一再延误发射,也是因为它的建造和发射都必须臻于完美。随着人类航天科技的进步,或许未来能为其“续命”,但即便只有十年“工龄”,韦伯也值得期待。


▲工程师们正在检查韦伯望远镜的镜面
韦伯望远镜最终将在零下233摄氏度的工况下开始工作,只有这样,它才能敏感拍摄到遥远的宇宙的照片,在那里诞生了第一个星系,以及围绕其他恒星的行星。



据NASA消息,韦伯望远镜发射后将开始其长达29天、远达离地球约160万公里的旅程,直到抵达第二拉格朗日点。这个过程里,它会打开主镜,展开遮阳板,几千块部件将依序展开、正确工作。随后,韦伯望远镜还要在太空经过一段长达6个月的设置过程,其中包括仪器的冷却、排列和校准等。
待一切就绪,它预计将在2022年中期正式开始收集数据,拍摄其第一张图像,带着人类开启一段穿越136亿年的“时光之旅”。





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