随着阿丽亚娜5号火箭下达点火指令,韦伯望远镜也开启其长达150万公里的太空旅程,在经历29天的长途跋涉后,将在拉格朗日2点(L2)"安家落户"。 截止目前,人类一共向太空发射了30台太空望远镜,但毫无疑问,韦伯望远镜是目前技术性能最好的太空望远镜。 为了打造韦伯,美国NASA和欧洲航天局等多个航天机构,精心合作,耗时25年,累计投入超过100亿美元,才有了如今的韦伯望远镜。 有人初步做过计算,韦伯望远镜的价值,甚至超过了同等重量的黄金。韦伯望远镜总重量约6.5吨,经过简单的换算,韦伯每克的价值为1万元(人民币),这一数字,已达到了黄金价格的25倍。 就在科学家们为韦伯望远镜的成功发射而欢呼雀跃之时,我们不禁发现一个奇怪的问题,美欧航天机构花如此大的价钱,将韦伯送上太空,为何不离地球近一点,非得送到150万公里的拉格朗日2点,如果韦伯出现故障,如何去维修呢? 通常情况下,在进行航天器或航天设备的设计时,除了要考虑到整套设备的成本、性能、寿命等因素之外,后续的维修也是关键因素之一。毕竟航天设备投入大,直接经济价值小,让航天设备高效利用也是理所当然。 例如哈勃望远镜在发生升空后,科学家们就发现,哈勃望远镜的镜片存在问题,对近处的物体成像模糊。 当时在哈勃望远镜的项目上,投入已超过40亿美元,如果放弃,损失太大,也没有技术将哈勃望远镜进行回收。后来在科学家们的精心策划之下,利用航天飞机运送新的镜片,对哈勃望远镜进行了维修。 哈勃望远镜能够维修,很大程度上,与其在轨位置有很大关系。哈勃望远镜离地距离为540公里,航天飞机和火箭很容易到达,而韦伯望远镜离地的距离达到了150万公里,如果真的出现故障,又该如何维修呢? 在分析韦伯望远镜如何维修之前,我们不妨先思考另外一个问题,韦伯望远镜为什么要发射这么远,离地球近一点,不是更好吗? 韦伯望远镜之所以要发射到拉格朗日2点,主要有3点原因: 1、哈勃望远镜和韦伯望远镜的功能类似,却原理不同,哈勃望远镜是通过对可见光的探测,来"观看宇宙",而韦伯望远镜则是分析红外光。 利用韦伯望远镜上的设备,可以对极为微小的红外光进行分析,从中获取到有价值的线索。这些灵敏的设备,为韦伯望远镜的太空任务,提供了很大的帮助,但也带来一些困扰。 无论是地球还是月球,本身就会发射出很多红外光,为了降低周围天体对韦伯望远镜观测的干扰,将望远镜发射得越远越好。 所以,韦伯望远镜没有向哈勃望远镜一样,选择离地球较近的轨道,而是选择了100多万公里以外的地方。 2、拉格朗日2点是个好地方,能大大延长韦伯望远镜的使用寿命。 截止目前,哈勃望远镜在轨运行的时间,已经达到了31年,并且还能继续工作。韦伯望远镜的投入更大,搭载的设备更先进,提高韦伯望远镜的使用寿命,也就显得格外重要。 经过科学家们的精准计算,当韦伯望远镜飞行到拉格朗日2点时,可以大大降低韦伯望远镜受到其他天体引力的影响,可以大大减少燃料的消耗。 燃料消耗得越少,意味着韦伯望远镜设计在轨时间就越长,给宇宙奥秘的探索,带来更长的时间和更多的机会。 所以,韦伯望远镜选择拉格朗日2点,是充分考量了韦伯望远镜的设计用途、任务目标、性能特征和使用寿命等多个因素之后,做出的最优方案选择。 再回到前面的问题,韦伯望远镜离地面距离150万公里,如果真的出现故障,该怎么维修,由谁上去维修呢? 其实,在韦伯望远镜长达25年的研发中,科学家们已充分评估了韦伯望远镜各个部件的可靠性和稳定性,并经过了多次地面科学试验验证,确保韦伯望远镜的整个发射过程和工作状态万无一失。 在韦伯望远镜的设计方案上,除了部分零部件会有备份硬件和程序之外,如果真的发生不可预测的故障,其实无法进行维修。 有人说,韦伯望远镜的精度再高、设备再精确,也无法探测到宇宙的边缘。但是别忘了,人类对宇宙奥秘的探索,就从未停止,韦伯望远镜的发射升空,并不是为了一定要发现什么,人类对未知领域的不懈探索,本身就是一种技术进步。 韦伯望远镜正在浩瀚的宇宙中,越飞越远,随着韦伯望远镜的逐步投入使用,人类对宇宙的认识,也将变得更加明朗。