耗時25年, 斥資100億美元, 這臺迄今為止最強大的太空望遠鏡, 終於即將發射升空了。
1990年, 美國發射了目前最先進的太空望遠鏡——哈勃。 在未來31年的時間裡, 它都保持著無與倫比的觀測能力。
但是, 在哈勃升空僅僅6年後, 美國宇航局就開始思考新一代太空望遠鏡的研製了。 注意, 新一代太空望遠鏡真的就是當初它的名字, 直到後來, 美國宇航局採用他們第二任局長的名字來給它正式命名, 這就是著名的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(簡稱JWST)。
哈勃望遠鏡在研製過程中, 就面臨過一個重要的問題, 那就是經費。 哈勃望遠鏡的經費不斷攀升, 讓美國宇航局都望而卻步, 最終耗資15億美元, 才將它送上了太空。 因此, JWST要花多少錢, 就成了一個嚴重的問題。
根據最初的計畫, JWST的預算大概是5億美元。 美國宇航局一看到這個數字, 差點笑出來。 這麼便宜, 為啥不幹?整!
估計他們最初可能也思考過,
而JWST的發射日期一推再推, 除了技術問題之外, 經費問題也是重要的原因。 此前一次推遲, 是推到了今年3月。 而且隨後就有專家預測, 今年3月發射的概率非常低。 果然, 後來NASA又將望遠鏡的發射日期推到了今年10月份。 這一次, 看起來真的有希望了。
正所謂好飯不怕晚, 儘管推遲了這麼久, JWST仍然是人類萬眾矚目的太空望遠鏡。 一旦發射升空, 它將帶領我們觀測到此前絕對無法看到的宇宙。
JWST的主鏡口徑達到了6.5米, 而哈勃只有2.4米, 是後者的2.7倍, 它是由18個正六邊形的鏡片拼合而成的。 這種形式的主鏡除了稍微降低一些難度之外, 還有一個更重要的作用,
(圖片說明:哈勃和韋伯的主鏡尺寸對比)
那麼, 為何JWST是六邊形的呢?
這是因為, 如果都是用圓形來拼接, 中間就會有很多漏洞。 而六邊形擁有著非常高的填充係數, 並且拼接後的整體儘量接近圓形,
(圖片說明:JWST裝入整流罩的折疊示意圖)
要知道,這樣的展開並不容易,不是像大家想象的,大概平整了就可以。為了達到觀測效果,JWST的主鏡角度要達到極其精密的程度才可以。和主鏡同時展開的,還有遮陽罩等設備。因此,JWST的展開,要同時運作120個致動器和馬達來完成,的確是極其複雜的。
5月12日,NASA也完成了最後一次展開測試,一切順利,JWST整裝待發。
(圖片說明:NASA在無塵室進行JWST的展開測試)
用腳趾想也知道,望遠鏡的口徑越大,意味著觀測能力越強。專業一點來說,就是集光力和解析度足夠高。集光力指的是望遠鏡較人眼聚集多少倍光,而解析度指的是我們能將多近的兩個物體分辨開來。為什麼我們看其他恒星都是一個光點,而太陽卻是一個光球?這是因為它們太遠了,我們的眼睛不足以將它左右兩側分辨開來。
所以,憑藉更大的物鏡,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡不僅能夠觀測到比哈勃更暗的天體,也能夠更加清晰。
實際上,JWST的主鏡,不僅僅是大,還有很多特點值得注意。
在這個6.5米的主鏡上,科學家們塗上了很多特殊的物質,從而提到其觀測能力。
黃金:它可以提高JWST的紅外反射能力,從而使得它具備比較強大的中紅外觀測能力,這是哈勃所不具備的。你可能覺得這太費錢了,不過想一想100億美元的資金,你覺得能有多少比例是用在購置純金上的;
鈹:它擁有非常高的剛性,這對於不得不在極寒的太空中進行工作的JWST來說,可以儘量減少形變。
正是這些先進的手段和材料,才能夠保證這臺史無前例的望遠鏡能夠獲得最強的觀測效果。
根據目前的計畫,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將在今年10月31日發射升空。和哈勃不一樣的是,JWST將會被安置在第二拉格朗日點的位置上,也就是距離地球大約150萬公里遠處。在這裡,JWST將會和地球保持同步的軌道,但也有一個缺點,那就是距離太遠,根本不可能像哈勃一樣靠宇航員進行後期維護。
這也是導致JWST發射時間一再推遲的原因之一。當初哈勃就出現了嚴重的問題,差一點直接報廢。好在通過宇航員的維護,才能夠投入使用,並且後期的多次升級中提升觀測能力,才有了31年的超長觀測壽命。JWST不可能進行這樣的維護,所以必須在發射之前反復測試,以求萬無一失。
科學家預測,JWST的觀測距離將會超過哈勃數億光年,這意味著我們可以觀測到更早期的宇宙是什麼模樣的。而且,它還可以對系外行星的大氣成分進行光譜分析,幫助我們瞭解某顆行星的宜居性,甚至推測其孕育生命的可能性。
JWST還沒有發射升空,科學家們已經為它設定好了許多觀測目標。相信在它升空以後,一定會非常忙碌,同時也會帶來非常豐富的研究成果。而等著利用它進行觀測的科學家,估計也都排出去幾條街了吧……
(圖片說明:JWST裝入整流罩的折疊示意圖)
要知道,這樣的展開並不容易,不是像大家想象的,大概平整了就可以。為了達到觀測效果,JWST的主鏡角度要達到極其精密的程度才可以。和主鏡同時展開的,還有遮陽罩等設備。因此,JWST的展開,要同時運作120個致動器和馬達來完成,的確是極其複雜的。
5月12日,NASA也完成了最後一次展開測試,一切順利,JWST整裝待發。
(圖片說明:NASA在無塵室進行JWST的展開測試)
用腳趾想也知道,望遠鏡的口徑越大,意味著觀測能力越強。專業一點來說,就是集光力和解析度足夠高。集光力指的是望遠鏡較人眼聚集多少倍光,而解析度指的是我們能將多近的兩個物體分辨開來。為什麼我們看其他恒星都是一個光點,而太陽卻是一個光球?這是因為它們太遠了,我們的眼睛不足以將它左右兩側分辨開來。
所以,憑藉更大的物鏡,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡不僅能夠觀測到比哈勃更暗的天體,也能夠更加清晰。
實際上,JWST的主鏡,不僅僅是大,還有很多特點值得注意。
在這個6.5米的主鏡上,科學家們塗上了很多特殊的物質,從而提到其觀測能力。
黃金:它可以提高JWST的紅外反射能力,從而使得它具備比較強大的中紅外觀測能力,這是哈勃所不具備的。你可能覺得這太費錢了,不過想一想100億美元的資金,你覺得能有多少比例是用在購置純金上的;
鈹:它擁有非常高的剛性,這對於不得不在極寒的太空中進行工作的JWST來說,可以儘量減少形變。
正是這些先進的手段和材料,才能夠保證這臺史無前例的望遠鏡能夠獲得最強的觀測效果。
根據目前的計畫,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將在今年10月31日發射升空。和哈勃不一樣的是,JWST將會被安置在第二拉格朗日點的位置上,也就是距離地球大約150萬公里遠處。在這裡,JWST將會和地球保持同步的軌道,但也有一個缺點,那就是距離太遠,根本不可能像哈勃一樣靠宇航員進行後期維護。
這也是導致JWST發射時間一再推遲的原因之一。當初哈勃就出現了嚴重的問題,差一點直接報廢。好在通過宇航員的維護,才能夠投入使用,並且後期的多次升級中提升觀測能力,才有了31年的超長觀測壽命。JWST不可能進行這樣的維護,所以必須在發射之前反復測試,以求萬無一失。
科學家預測,JWST的觀測距離將會超過哈勃數億光年,這意味著我們可以觀測到更早期的宇宙是什麼模樣的。而且,它還可以對系外行星的大氣成分進行光譜分析,幫助我們瞭解某顆行星的宜居性,甚至推測其孕育生命的可能性。
JWST還沒有發射升空,科學家們已經為它設定好了許多觀測目標。相信在它升空以後,一定會非常忙碌,同時也會帶來非常豐富的研究成果。而等著利用它進行觀測的科學家,估計也都排出去幾條街了吧……