NASA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的下一步計劃

據外媒報道,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)已經通過了最後的地面測試,不過NASA取代哈勃望遠鏡的最大挑戰仍在前面。這可能是迄今為止最複雜的天文摺紙用例,它不僅預示着一個前所未有的宇宙視角而且還是一個大膽的例子–說明科學想象力是如何繞過太空飛行的實際限制的。

NASA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的下一步計劃

詹姆斯·韋伯望遠鏡發射的倒計時開始了

公平地講,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡並沒有一個特別容易或快速的發射之旅。開發工作始於1996年,原本計劃在2007年發射,然後幾次的重新設計逐漸將這一日期不斷地往後推。NASA、ESA和加拿大航天局的共同努力一度預計韋伯的總成本將達到100億美元。

經過幾十年的研究,韋伯準備離開地球。

詹姆斯·韋伯很大,但火箭很小,這是個問題

跟地面望遠鏡一樣,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的目標是提供最大的主鏡。它將長波長可見光通過中紅外光反射到望遠鏡的傳感器。鏡子越大,靈敏度越高。

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哈勃的主鏡是7英尺10英寸,但詹姆斯·韋伯的鏡子高達21英尺。它是由鍍金鈹製成,具有超反射功能。問題是,沒有一個火箭有足夠大的有效載荷艙來容納這麼大的東西以及安裝它的宇宙飛船。

答案是一個複雜的摺疊機制,其能有效地將詹姆斯·韋伯的鏡子變成了一個複雜的摺紙結構。18個六邊形的部分可以摺疊起來,以便跟Ariane 5運載火箭相匹配。目前,該望遠鏡處於收縮狀態:下次展開時,它將在太空中。

保護傘6個月後的打開

Ariane 5的發射預計需要26分鐘。在那之後,韋伯望遠鏡將有六個月長的試運行時間。在此期間,太空望遠鏡將進行多任務處理。

韋伯要飛到離地球近100萬英里的地-日系統的第二個拉格朗日點(L2)附近,約需要一個月的時間。科學家們選擇了這個地點,因為地球和太陽的共同引力將意味着韋伯以跟地球相同的速度圍繞我們的恆星運行。

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在那裡的旅程中,複雜的天文台機制將會展開。NASA預計在發射後幾天開始部署遮陽板,屆時望遠鏡和其他儀器的溫度將開始下降。這也不是一個不受控制的過程:韋伯內置的特殊加熱器將允許地麵糰隊逐步管理即將到來的寒冷從而在整個組裝中平衡壓力。

一旦網球場大小的遮陽板開始鋪開,副鏡和主鏡也開始鋪開。它們都安裝在飛船上,將使用推進器將韋伯定位到合適的軌道上。這些推進器將在望遠鏡10年以上的使用壽命中使用從而在不需要很大推力的情況下保持其完美的位置。

NASA表示,這將需要幾個月的時間,它不僅要讓天文台足夠冷卻和穩定下來,而且還要完成望遠鏡的整體對準過程。這些最終的校準是必不可少的:跟哈勃不同的是,宇航員不可能訪問韋伯並調整任何故障。總體來說,在發射后的六個月里,科學觀測才會開始。

韋伯望遠鏡承諾提供一種無與倫比的宇宙觀

哈勃太空望遠鏡幾十年來令人難以置信的發現、造訪過木星、土星等地的探測器以及好奇號和毅力號這樣的火星漫遊者讓我們對我們生活的宇宙有了前所未有的了解。

即便如此,科學家們還是對詹姆斯·韋伯太空望遠鏡能夠解開的謎團感到興奮不已。通過聚焦近中紅外光譜,它將能看到所謂的高紅移物體。它們比哈勃目前能夠看到的要古老得多、距離也更遠。

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簡而言之,韋伯將能進一步追溯宇宙的歷史。NASA解釋稱:“較長的波長使韋伯能更近地觀察時間的開始並尋找未被觀察到的第一個星系的形成以及觀察塵埃雲內部,那裡的恆星和行星系統正在形成。”

它可以幫助理解諸如超大質量黑洞會在星系的中心被發現的原因以及哪個是先出現的。而暗物質是另一個感興趣的領域,韋伯預計將在這個領域幫助弄清楚它現在在哪裡以及宇宙的加速如何幫助創造它。NASA相信,有了太空望遠鏡,人類可以看到宇宙大爆炸后2.5億年甚至1億年之後的樣子。

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