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韦伯望远镜耗资97亿美元,多次延迟发射称为鸽王

它来了,来了,这次真的来了!

耗资百亿美金,从1996年开始建造,中间跳票无数次没发射,号称天文届的鸽王之王、史上最强大的太空望远镜-詹姆斯·韦伯太空望远镜终于要在2021年12月发射了!

那具体是哪一天呢?本来说好的是12月22号,但是鸽王就是鸽王,现在的发射时间是不早于12月24号。

反正我觉得吧,韦伯望远镜的准确发射时间就跟《阿凡达2》一样,永远都在跳票,不信你看看之前的新闻报道:

按原计划,韦伯望远镜本应在2014年升空,但后因预算等问题推迟。经历陆续推迟后,韦伯望远镜的发射日期定于2021年12月18日,经费也由预算的4亿美元飙升到100亿美元。

在经过十几次推迟之后,原本要在2007年发射的詹姆斯韦伯望远镜,终于确定在今年的12月22日升空了。它预计要经过一个月的飞行,抵达150万公里的L2拉格朗日点,在那里为人类开启一个全新的视界,比如观察宇宙大爆炸初期的痕迹。

呃,美国不是有了哈勃望远镜了嘛,干嘛还要耗资这么多造韦伯?韦伯望远镜又为什么让这么多人翘首以盼呢?

韦伯望远镜

遥远的星空,,一直以来对于我们人类来说充满了无尽的惊奇和神秘,由于无法触碰天空,人类最终发明了一个巧妙的设备 ,让天空变得更近,这就是望远镜。

而在望远镜家族里面,就属天文望远镜最厉害,它体积巨大,结构复杂,对装备精度要求也非常高。

就拿此次发射的韦伯望远镜来说吧,它是美国、欧洲和加拿大航天部门的合资项目,总耗资100亿美元,它的建造创下了多项世界之最。

首先从构造上来说,韦伯的观测口径直径为6.5米,是有史以来送入太空最大的。相比较而言,哈勃望远镜只有2.4米,两倍多的差距呢!

并且为了提高红外反射率,韦伯望远镜的镜面还镀有一层超薄黄金膜,闪闪得很好看!

重量方面,哈勃望远镜重11.6吨,而韦伯重量仅有6.2吨,相当于压缩了一半的重量,当然造价更是哈勃望远镜的3倍。

主镜面积方面,韦伯聚光面积高达25平方米,而哈勃只有4.3平方米,是哈勃太空望远镜的5倍以上。

也就是说韦伯望远镜与之前的哈勃望远镜相比较的话,变得更大更轻,当然也更强了。

尤其是它的镜面,镜片大小超出哈勃望远镜10倍以上,由18块六角形反射镜构成,材料是由稀有金属铍制成,每个镜面都经过超精细加工,抛光误差均不超过10纳米。

10纳米是什么概念呢?呃,差不多就是人类头发直径的万分之一。

更先进的地方,每块镜片背部都装有7个马达,能在10纳米的精度内调整镜片的形状和方向。

此外,韦伯望远镜还拥有一个接近网球场大小的遮阳装置,能够隔绝任何可疑的外部热源来保障其工作室的环境。

简直不可思议是不是?

其次,从观测能力上来讲。

哈勃望远镜最多只能观测到宇宙大爆炸后4.8亿年的景象;而韦伯望远镜则至少能够看到宇宙诞生后2亿年时的景象。

要知道哈勃望远镜那可是30年前的产物,而韦伯太空望远镜则是人类当前在天文领域最高技术水准的代表,二者的差距显而易见。

望远镜如何发射

这样造价昂贵且精密度极高的设备,是怎么发射上去的呢?

额,当然要用到火箭了!

但是呢要知道目前所有的火箭当中直径最大的也就5.4米,而韦伯望远镜的直径都已经达到6.5米,怎么办?

没事呀,科学家设计了一种方案,就像折纸一样,先把它折成最小的样子塞进火箭里,然后进入太空后,再慢慢展开,最后形成完全体的样子。

当然了这对镜子来说,具有很大的挑战。

不仅需要承受发射过程中的剧烈震动,还要在太空持续数周的运行,期间哪怕混进一粒灰尘,都将导致展开时出现毁灭性的精度误差。

如果一切顺利的话,火箭在升空约30分钟后,韦伯太空望远镜将与火箭脱离。它要顺利按照原定计划运行,必须在至少344个关键时刻完成预先设定的动作。

最终在太空中将会停泊在一个非常特殊的位置叫做拉格朗日L2点,这个点距离地球150万公里,而相比之下,哈勃望远镜的飞行高度大约是距离地球540公里。

这么远意味着什么呢?

如果坏了的话,是无法派宇航员进行维修保养哦!所以它的设计制造必须完美无缺,否则这一切都将前功尽弃。

之前哈勃望远镜倒是可以用航天飞机维修了好几次,但那是属于近的!

而之所以选择在这个区域,背后也是有特殊的原因。

这个位置可以永久背对着地球,引力场相对稳定,也没有近地轨道的星际尘埃、太空垃圾的影响,具有超好的观测位置和视野。

哈勃与韦伯对比

哈勃望远镜的观测波长主要就是可见光和紫外线,此外还有一点点红外线。而韦伯望远镜的观测波长主要就是红外线,红外线比紫外线的可见性更强,也就是说有能力探测到更古老的天体。

单从红外波段上的观测能力衡量,韦伯望远镜要比哈勃望远镜强大16倍。

但对于红外线来说,任何有温度的物体都会散发出红外线。由于在地球的周围会有太多的物体会散发出红外线,望远镜很难区分到底哪些光线是来自遥远的星系。

所以作为以观测红外线为主的韦伯望远镜来说,就必须要尽量远离地球。

但这又带来新的问题,那里的温度会非常低,在望远镜面向太阳的一侧温度可以达到85摄氏度,背向太阳的一侧温度可以降到零下233摄氏度。

所以就必须要有一把巨大的伞阻挡住面向太阳一侧的阳光,这就是为什么韦伯望远镜会有一个巨大的银色的底座。

它长22米,宽11米,由五层反光材料制成,每层比人的头发丝还薄,可以让望远镜本身保持在恒定的阴影下,并且稳定在零下223摄氏度以南的某个地方,这个位置是它将要研究的红外波长的理想位置。

不仅如此,韦伯望远镜上面还可以通过主动冷却系统冷却到零下258摄氏度以下,这将使它能够接触到一些更长的红外波长。

最后

中国有句古话:工欲善其事,必先利其器!

而如此精密的詹姆斯韦伯望远镜,无疑必将是史上最强的太空望远镜,美国经过多年的等待,已经迫不及待地想让韦伯从哈勃望远镜手中接过探索宇宙的接力棒,站在巨人的肩膀上眺望星辰大海。

有好奇宝宝肯定会问了,韦伯望远镜能发现外星人吗?我是一直相信宇宙存在外星人的,但比起外星人,我更对宇宙的起源关心,宇宙有太多奥秘了,就让人类最强大的韦伯望远镜去探索吧!

詹姆斯韦伯太空望远镜

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