JWST瞄准12月18日发射,史上最强大最昂贵太空望远镜终要放飞
即便是鸽王之王,也有放飞时。
美国宇航局、欧空局、阿丽亚娜太空公司9月8日联合发布:詹姆斯·韦伯太空望远镜发射日确定为2021年12月18日。
届时搭乘阿丽亚娜5型ECA火箭,从欧洲太空港发射升空开始长达4周的太空之旅,前往150万公里之外的日地第二个拉格朗日点(L2),开启下一个太空探索黄金时代,JWST无疑会成为一个天文热词。
以下浏览一番史上最强大最昂贵也最拖延的太空望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜任务简介——
詹姆斯·韦伯太空望远镜项目由NASA、欧空局、加拿大航天局等多家航天机构耗时20多年、投入数千名科研人员、耗资超百亿美元的世纪工程,计划2021年12月18日发射升空,1个月后部署在日地第二个拉格朗日点,有望探测宇宙最遥远天体、发现适居系外行星及外星生命迹象。
●为啥陷入磨叽模式?
谁叫詹姆斯·韦伯太空望远镜是史上最强大的太空望远镜呢!只好享受好事多磨的待遇,发射时间一拖再拖,再再拖……要知道,最初计划2007年发射,一改再改,2011年、2018年、2019年、2020年,直至2021年——整整磨叽了14年!
数次拖延都有数种原因。有缺钱的原因,工期的原因,升级的原因……上上次理由是跟航天器总线和遮阳板问题有关。毕竟运载飞船也是极其复杂、精密的,来不得半点儿误差。上一次拖延原因:需要30多项升级改进,包括提升发射部署成功率。遭遇百年一遇全球大疫情,同样没能幸免……貌似最强大太空望远镜对各种状况无免疫力。
● 为啥敢称史上最强大的太空望远镜?
①作为哈勃后续者,当然后浪推前浪
硬件很硬,詹姆斯·韦伯望远镜(左)口径就达6.5米,而哈勃望远镜(右)只有2.4米,是后者2.7倍还多。
聚光面积高达25平方米,而哈勃只有4.3平方米。韦伯主镜面积是哈勃太空望远镜的5倍以上。
②能看到更遥远更古老的宇宙
哈勃最大极限可以看到宇宙大爆炸后4.8亿年的景象,而韦伯至少能够观测到宇宙诞生2亿年时的景象。
探测宇宙大爆炸的余晖——宇宙微波背景辐射,正是它最主要的使命。
③主镜强大无比
由18块六角形反射镜构成,由稀有金属铍制成,每个镜面的抛光误差均不超过10纳米。
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。
还有它的主体也不呈筒状,而是在主镜下展开座席状的遮光板。这就是说,聚光部分和镜面部分全都裸露在外,因此观测范围非常宽阔。
④运行轨道150万公里外
也就是距离我们150万公里的深空,远比距离地表600公里的哈勃遥远得多。
为啥跑那么远?该点永久背对着地球,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。
⑤代表21世纪人类最高科技水准
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。不过,它俩并不是竞争关系,只会互通有无、携手合作,共同探索未知的宇宙。
如果继续维修和升级的话,哈勃太空望远镜最长会持续工作到2040年。韦伯太空望远镜设计寿命5~10年,有可能长达15年。所以,最乐观地估计他俩最长会有10~15年的联袂黄金时段。
当然了,它也不是十全十美的天物,比如说——
①观测范围主要在红外、近红外波段上,要比能够观测可见光、紫外线、近红外的哈勃窄小很多;
②设计使用寿命也较短,只有5~10年,而哈勃至今已运行近30年,预计最长能够运行到2040年;
③一旦损坏,无法维修。因为远在150万公里之外运行,差不多是地球到月球的4倍远,是基本不可能派人或者机器人前去维修的。除非到那时能够动用深空版星舰前去救急。
●最强大的太空望远镜,耗资多少?
最初预算5亿美元,但按照NASA最新预算,詹姆斯·韦伯太空望远镜总计预算高达96.6亿美元。最终完成部署并运营,绝对超过100亿美元,绝对称得上史上最昂贵的太空望远镜!
要知道,哈勃太空望远镜最初预算47亿美元,发射升空20年后,包括多次维修、升级、运营等费用,总计花费接近100亿美元。
尽管韦伯太空望远镜由美国宇航局、欧空局和加拿大航天局共同投资开发,但拿大头的还是NASA,欧空局主要承担发射任务,由阿丽亚娜5型ECA运载火箭作为载具。
●为啥叫詹姆斯·韦伯太空望远镜?
该望远镜最早叫新一代太空望远镜,2002年改名James Webb Space Telescope,简称JWST,以NASA第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名。此人在1961年~1968年期间,主导了阿波罗登月计划——美国史上最重要的太空探索项目。以此命名,更能彰显出美国在太空探索的雄心壮志。
●最关键的问题来了,发射詹姆斯·韦伯太空望远镜最主要的科学目的是什么?
①观测宇宙最初模样,深度探测宇宙大爆炸后形成的首批星系;
②深度探测宇宙边界、生命起源、外星生命等;
③大幅提升红外天文学观测能力。
看看哈勃太空望远镜30年来,带给我们一个个「天大的惊喜」,就能够预想到——未来韦伯望远镜将会赐给人类什么样的宇宙礼物了。
下一个太空探索黄金时代,JWST会成为一个天文热词。
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▲《韋伯望遠鏡:人類史上最強大的望遠鏡》谨请详见由Discovery With Andy精良出品的视频解读
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