哈勃“继任者”韦伯太空望远镜终于成功发射( 四 )


不过,这给詹姆斯·韦伯带来了另一大挑战:这么远的距离,一旦它出了任何问题,人类是不可能去维修的 。这也意味着它变成了“一锤子买卖”,要求一次性成功,不能有任何失误 。
这和哈勃望远镜形成了鲜明的对比 。当年哈勃升空后出现了一系列问题,于是在1993-2009年间,人类通过五次极其昂贵的航天飞机任务不断维护并提升哈勃,才使得它获得了今天举世瞩目的成就 。
如今,航天飞机已经彻底退役,人类也失去了在太空中维修大型航天器的能力 。不过,即便航天飞机再次出山,也不可能前往“日-地拉格朗日2点” 。毕竟,哈勃的工作地点距地球不过几百千米远,这和詹姆斯·韦伯与地球之间的150万千米的距离,是完全不同的概念 。
某种程度上,这也是詹姆斯·韦伯鸽了又鸽的重要原因——一旦发射,承受不起一点失误 。
为哈勃太空望远镜,NASA总共进行了六次航天飞机任务,付出了巨大代价(图片来源:作者自制)
所以,对于负责火箭发射的欧空局而言,这次的成功毫无疑问是令人兴奋的,发射团队紧绷了数年的神经终于可以好好放松一下了 。毕竟这是个100多亿美元的“一锤子买卖”,背后有着无数人几十年的努力付出 。
在探索宇宙的路上,又迈出了新的一步
詹姆斯·韦伯的漫长研发史,是人类最顶级智慧的结晶 。现在,它终于顺利升空前往遥远的目标工作地点 。也许很多人会关注它的经费,感慨前沿科学研究的“烧钱”,但是,我们更应该认识到,我们为前沿科学付费,其实是在为人类上下求索的决心与梦想付费,如此看来,这价格也不能说是昂贵 。
未来,詹姆斯·韦伯会给人类带来什么?可以预知的是,它能更容易探寻到宇宙的边界和最初的奥秘;无法预测的是,科学家们将在它的数据里获得何等惊人的发现 。它是人类梦想向宇宙深处的又一次延伸,是人类好奇心与探索精神的承载,是人类在探索世界的路上迈出的新的一步 。让我们祝福它远航的路上一切顺利,期待它带来新的发现与启迪!
哈勃“继任者”韦伯太空望远镜终于成功发射3刚刚,詹姆斯·韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope,JWST,根据国家天文科学数据中心,其标准译名为“韦布空间望远镜”)发射升空 。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,载着JWST飞向属于它的太空 。
随着JWST一起上升的,还有无数天文学家、天文爱好者激动的心情 。JWST的发射时间从2007年一直拖延到现在,近百亿美元的耗费也远远多于当时5亿美元的预期 。对不少读者而言,“詹姆斯·韦伯”这个名字似乎很早就在记忆中出现过了 。JWST的建设也的确算得上一场漫长的征途 。
哈勃空间望远镜(HST)是1990年发射的,但在美国空间望远镜研究所(Space Telescope Science Institute,STScI),对哈勃继任者的讨论从198 9年就已经展开了 。1996年,他们认为下一代望远镜应该是主镜直径4米以上的红外望远镜 。2002年选定科学团队,2004年开始建造,2005年选定发射场,2011年18片主镜制造完毕,2013年开始制造遮阳板,2015年组装光学组件,2017年进行测试,2018年整体组装测试,最终在2021年发射 。但对那些一直在等待的人来说,这一切都是值得的,JWST夸张的参数也足以让它配得上哈勃继任者的称号 。
哈勃继任者
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 。严格来说,JWST观测的波长范围从橙色的600纳米一直延伸到远红外的28.5微米 。
JWST和哈勃,斯皮策观测波段的对比(图片来源:webb space telescope media kit/NASA)
观测红外线是件麻烦事,因为黑体辐射,所有300开尔文左右的物体都在发射红外线 。所以必须对望远镜进行冷却 。在太阳系内,最大的热源就是太阳,必须把主镜和太阳隔绝开来,于是科学家为JWST设计了5层遮阳板,每层大小约为21米×14米,厚度却仅有几十微米:最外侧为50微米,其余4层为25微米 。面向太阳的一侧,遮阳板温度高达125℃,而主镜一侧的温度可以低到-235℃ 。按常见防晒产品的标准来算,这5层遮阳板的SPF系数高达100万,能将太阳辐射的影响降到原来的百万分之一 。

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