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韦布望远镜终升空,中国太阳卫星首发成功

天文器材 2022-1-28 04:14 45081人浏览 0人回复
摘要

千呼万唤终升空。经美国航天局确认,拖延已久的韦布空间望远镜(James WebbSpace Telescope,JWST)已经封装在阿丽亚娜5号火箭的整流罩内,于2021年12月25日发射。这个项目开始于1996年,最初预计2007年发射,但因为 ...



千呼万唤终升空。经美国航天局确认,拖延已久的韦布空间望远镜(James WebbSpace Telescope,JWST)已经封装在阿丽亚娜5号火箭的整流罩内,于2021年12月25日发射。这个项目开始于1996年,最初预计2007年发射,但因为多重问题迫使该望远镜延期,预算也相应增加了一倍,最终成本接近100亿美元。JWST望远镜是由美国航天局、欧洲空间局(ESA)和加拿大宇航局(CSA)共同合作的一个项目。韦布望远镜的主要光学元件是一个直径6.5米的镜面,由18个镀金属铍的六角形镜面组成,比哈勃望远镜2.4米镜面大很多。与哈勃望远镜在近紫外、可见光和近红外的观测范围不同,韦布的观测频段在可见光和中红外之间,使它能够看到哈勃望远镜看不到的更老且更远的高红移天体。为了能够在中红外波段不受干扰观测,JWST必须保持在非常低的温度,因此JWST将前往距离地球150万千米的太阳-地球拉格朗日2点(L2)。与此同时,一个网球场大小的大型遮阳板将使望远镜和仪器保持在50开尔文(零下223摄氏度)以下。望远镜的主要部件都是由NASA提供。ESA提供近红外光谱仪(NIRSpec)和中红外设备(MIRI)以及阿丽亚娜5号的发射。CSA提供精细制导传感器和近红外成像器无缝隙光谱仪。除此之外,共有来自15个国家的数千名科学家、工程师和技术人员参与了这个项目。



韦布望远镜空间运行想象图。

为了顺利抵达L2点,JWST按照预定的发射及飞行动作开展:发射30分钟后与火箭分离,太阳能电池阵列自动部署;发射后约2小时,高增益天线平台展开,与地球建立通信;发射12小时后,自身搭载的小型发动机进行第一次轨迹修正机动;发射2.5天后将进行第二次轨迹修正。从发射后第3天,望远镜开始经历展开遮阳板、主镜和次镜的一系列过程,整个过程需要大约3周。在第29天,JWST抵达预定轨道,将围绕着一个晕轨道(halo orbit)运动,并按计划对整个观测设备进行调整校对。发射6个月后,韦布望远镜将开始其科学使命,进行常规科学操作。最终成功抵达预定轨道后,这将是有史以来人类发射到太空中口径最大、探测能力最强的望远镜。

韦布望远镜预计工作10年,距离地球仅有500多千米的哈勃望远镜尽管偶尔出现一些小问题,不过总体运行状态良好,估计将会再运行10年到20年,我们将有机会看到两架望远镜协同工作。韦布望远镜跟随哈勃望远镜的脚步,以其更高的红外分辨率和灵敏度为人们揭示出更远的宇宙。有人曾经评价这两个望远镜,如果说哈勃望远镜让我们看到了宇宙的样子,那么韦布望远镜让我们看到了宇宙的演化,将向我们展示恒星是如何形成的,星系是如何形成的,最早的结构是什么样子的,以及行星现在正在哪里、如何活跃地形成。韦布望远镜将带给我们很多宇宙认知上的飞跃,值得期待。

2021年10月14日,中国从太原卫星发射中心成功发射了首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”,标志着中国进入了“探日”时代。“羲和号”的全称是“太阳hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星”,重量550千克。作为在环绕地球的太阳同步轨道上运行的卫星,它采用超高指向精度、超高稳定度的“双超”卫星平台设计,大幅提高了载荷姿态指向精度和姿态稳定度。



“羲和号”卫星地面照片。

太阳的光球层是我们肉眼可见的部分,向内大约2000千米的范围内是色球层。“羲和号”通过其主要科学载荷——Hα成像光谱仪,在国际上首次实现了全日面Hα波段的光谱成像。通过观测可见光谱范围内最亮的氢谱线Hα,科学家们能够了解太阳光球层、色球层的大气特征以及日珥等大气活动,分析太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化等,从而深入研究太阳爆发的动力学过程和物理机制。目前,“羲和号”还处于在轨测试阶段,卫星整体运转良好,数据质量也达到预期。未来,“羲和号”的观测数据在经过科学处理后将对全世界科学用户开放,在国际太阳物理和空间物理研究中贡献中国力量。



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