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耗資百億美元的韋布望遠鏡在太空完全展開,距離正式探測宇宙深處僅有一步之遙

發(fā)布人:深科技 時間:2022-01-13 來源:工程師 發(fā)布文章
近日,詹姆斯·韋布空間望遠鏡(James Webb Space Telescope,JWST)的主鏡已在太空中全部展開,接下來只要再經(jīng)過約半個月的飛行,就能抵達它的目的地軌道。


據(jù)了解,JWST 最終將圍繞太陽-地球系統(tǒng)的第二拉格朗日點(L2)運動。

相比哈勃望遠鏡(距地約 500 公里),JWST 距離地球較遠,大概有 150 萬公里。其若出現(xiàn)問題,人類目前根本無法對之進行維修,所以 JWST 的每一次操作都至關重要,不得有絲毫差錯,對它或者對人類來說,機會只有一次。

在****前,參與 JWST 建設的英國科學家吉莉安·賴特(Gillian Wright)教授曾說道:“JWST 是如此之大,在火箭中它必須折疊,這意味著其必須能夠在太空順利展開。這將是一件令人焦慮的事情。”


JWST 是于北京時間 2021 年 12 月 25 日 20 點 20 分,由阿麗亞娜 5 型運載火箭(Ariane 5)在法屬圭亞那歐洲太空港****升空。

****前,JWST 主鏡的左右兩翼經(jīng)過了折疊處理。當?shù)貢r間 1 月 7 日,升空后的 JWST 主鏡左翼先完成展開部署,第二天右翼完成部署。

在 JWST 順利展開后,NASA 局長比爾·尼爾森(Bill Nelson)表示,“此刻,我們實現(xiàn)了一個工程里程碑!雖然 JWST 的旅程尚未完成,但我們至少可以稍微松口氣了?!?/span>

此次主鏡的全部展開,表示“宇宙之眼”JWST 的核心“眼球”已完成部署。

總的來說,JWST 部署階段的工作非常復雜,需要 178 個釋放機制部署 50 多個部件。“僅遮陽板結構就有 140 個釋放機構、70 個鉸鏈組件、400 個滑輪、90 根電纜和 8 個部署電機,而且每一項都必須正常工作?!盢ASA 表示。

不過,值得注意的是,當 JWST 到達預定軌道后,還不能直接開始工作,仍要進行約五個月時間的調試,包括四個科學儀器和主鏡的檢查和校準,方能正式開展宇宙觀測。

比如,科研人員需要對 JWST 的 18 個六邊形主鏡段進行位置和曲率調整,以使其起到單個鏡子的作用。只有這樣,JWST 才能準確地聚焦到它的目標天體上。

這里再簡單介紹下 JWST 自身的相關情況和它所肩負的科學使命。

JWST 以 NASA 前局長詹姆斯·韋布(James Webb)的名字命名,是 NASA 和其合作伙伴歐洲航天局(ESA)、加拿大航天局(CSA)領導的一個國際項目。其最初計劃 2007 年****,后經(jīng)歷過十多次延期,預算也由開始的 5 億美元逐漸上升到近 100 億美元,是目前世界上最大的太空望遠鏡。

它的口徑達 6.5 米,主鏡由鍍金超輕量鈹鏡片構成,共 18 塊,還有一個“網(wǎng)球場般大小的五層遮陽板”。

在 L2 點,JWST 與太陽、地球處在一條直線上,遮陽板能夠阻擋陽光和熱量,以避免輻射干擾。

JWST 主要是在紅外線波段進行工作,這不同于“哈勃望遠鏡工作的可見光和紫外線波段”。紅外線波長較長,而波長越長,靈敏度越高,所以 JWST 更有希望探測到宇宙中不為人知的一面。

憑借超高精度紅外觀測能力,JWST 將探索宇宙發(fā)展的每個階段,并有望觀測到第一批星系和恒星是如何成長和演化的。這有助于幫助我們了解 135 億年前早期宇宙的形成,加深人類對宇宙深處古老星系的理解。

JWST 還可以探索
外星生命存在的證據(jù),并分析地外行星的大氣成分,從而發(fā)現(xiàn)與地球相似的行星。
說到這里,可能有人想問 JWST 和中國研制的 500 米口徑球面射電望遠鏡 FAST 孰優(yōu)孰劣?

其實,JWST 和 FAST 是兩種不同類型的望遠鏡,它們各有優(yōu)勢,能夠觀測到不同的宇宙景象。FAST 主要工作在射電波段,在地面觀測就能取到較好效果,不用部署在太空。

不過,據(jù)了解,在探測外星生命方面,F(xiàn)AST 也許更有優(yōu)勢,其能夠搜索外星通信信號,進而發(fā)現(xiàn)外星文明。

繼續(xù)說 JWST。不久后,其還將進行第三次中途修正燃燒,以將自身精確放置在預訂軌道上。這一時間大概在 JWST **** 29 天后,即 1 月 23 日左右。

最后,由于 JWST 需要不斷調整軌道,而我們又不能對其進行補充燃料和維修,所以它的壽命可能只有 5~10 年。也許當 JWST“退役”后,哈勃空間望遠鏡仍在地球軌道繼續(xù)工作。

不管如何,期待今年夏天能收到 JWST 拍攝的第一批圖像。

-End-

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-webb-telescope-reaches-major-milestone-as-mirror-unfoldshttps://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb/Webb_deployment_complete
https://www.space.com/james-webb-space-telescope-fully-deployed


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關鍵詞: 韋布

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