关于詹姆斯韦伯太空望远镜你需要知道的5件事

经过几十年的等待,詹姆斯·韦伯太空望远镜——这个人类有史以来最强大的空间观测站,终于定于12月底发射。

它是工程奇迹,其130亿年的回溯能力将有助于回答有关宇宙的基本问题。本文总结了与詹姆斯韦伯望远镜相关的5个事实你需要知道。

1、巨大的金镜

望远镜的中心部分是其巨大的主镜,一个21.5英尺(6.5米)宽的凹形结构,由18个较小的六边形镜子组成。它们由涂有金色的铍制成,针对从宇宙的远方反射红外光进行了优化。

该望远镜还有四台科学仪器,它们共同满足两个主要目的:成像宇宙物体和光谱学——将光分解成单独的波长,以研究宇宙物质的物理和化学性质。

镜子和仪器由五层防晒罩保护,形状像风筝,展开后有网球场那么大。

它的保护膜由卡普顿组成,这是一种在宽温度范围内具有高耐热性和稳定性而闻名的材料——两者都至关重要,因为其面向太阳的一侧将达到华氏230度(110摄氏度),而另一侧将达到-394华氏度的低点。

望远镜还有一个“航天器总线”,其中包含其电力、推进、通信、方向、加热和数据处理子系统;把这些加在一起,韦伯的重量与一辆校车相当。

2、百万英里的旅程

望远镜将放置在离地球约一百万英里的轨道上,大约是地月距离的四倍。

与目前围绕地球旋转的主要太空望远镜哈勃不同,韦伯将绕太阳运行。

从太阳的角度来看,它将始终停留在地球正后方,也就是处于地球夜间一侧。韦伯的防晒罩也将一直位于本体和地球之间。

望远镜需要约一个月的时间才能到达被称为第二个拉格朗日点(L2)的太空区域。虽然曾有宇航员被派出维修哈勃望远镜,但没人能飞到韦伯望远镜的计划轨道。

3、高科技折纸

由于望远镜太大,无法安装在火箭的鼻锥中,因此必须进行折叠式运输。然而,之后的展开工作是一项复杂而具有挑战性的任务,是美国宇航局有史以来最艰难的部署。

韦伯望远镜展开过程示意图

韦伯起飞后约30分钟,将展开通信天线和太阳能电池板,以便获得能源供给和进行通信。

然后,在第六天,像手风琴一样折叠起来防晒罩开始展开,届时韦伯与地球的距离将远远超过了地月距离。其薄膜将由一个复杂的机构引导,涉及400个滑轮和1,312英尺的电缆。

第二周,终于轮到镜头打开了。一旦进入最终配置,仪器将需要冷却和校准,镜头也将进入非常精确地调整。

六个月后,望远镜就完全准备好了。

4、生命、宇宙和一切

韦伯有两个主要的科学任务,它们加起来将占其观测时间的50%以上。

首先,探索宇宙历史的早期阶段,回顾大爆炸后几亿年内的变化。

天文学家们希望了解第一批恒星和星系是如何形成的,以及它们如何随着时间的推移而演变。

它的第二个主要目标是发现系外行星,即太阳系以外的行星。它还将通过研究这些行星的大气层来确定其上是否具备生命体生存条件。

韦伯的巨大能力在于其红外线装置。与紫外线和可见光主导的哈勃望远镜相比主要区别在于,较长的红外线波长更容易穿透尘埃,让笼罩在云层中的早期宇宙更清晰地出现在视野中。

由于存在一种被称为红移的现象,红外线还让科学家可以追溯到更远的地方。随着宇宙的膨胀,来自更远物体的光被拉伸到光谱的红外端。

另外,还计划将韦伯望远镜用于更仔细的观测我们太阳系火星和木星的冰月欧罗巴。

5、几十年的历程

早在1990年,天文学家就开始讨论是否应该建造新一代天文望远镜接替哈勃望远镜,然而,韦伯的建造始于2004年。

发布被推迟了几次,最初是为2007年,然后是2018年…主要是因为与开发相关的复杂性。

该观察站是大型国际合作的结果,整合了加拿大和欧洲的多种仪器。

超过10,000人参与了该项目,预算最终滚雪球般地达到100亿美元左右。

詹姆斯·韦伯太空望远镜探索任务将至少持续五年,但希望能够持续10年或更长时间。