韦伯望远镜抵达目的地!一个月飞了160万公里,今年夏天开始工作

2024-05-18 16:23

1. 韦伯望远镜抵达目的地!一个月飞了160万公里,今年夏天开始工作

在经过一个月的漫长飞行和160万公里的征途之后,2021年圣诞节发射升空,价值100亿美金、重6.2吨的“韦伯”望远镜,终于抵达了它的最终目的地—L2拉格朗日点,这让许多关心它的人长吁一口气。根据NASA的消息,12月24日,“韦伯”进行了最后一次航向修正操作,顺利进入围绕L2点运转的晕轮轨道。
     
 在160万公里的旅途中,“韦伯”望远镜所有的释放机械动作全都按计划完成,虽然中间有些小插曲,但最终有惊无险,真可谓是人类航天史上的一个奇迹。值得一提的是,由于飞行速度控制得很好,第三次变轨的时候,只要花点小力气,稍微反推修正一下,就能入轨,这也就意味着帮“韦伯”望远镜节约了大量燃料,未来修正轨道用的燃料宽裕多了,据说寿命可以再增加10年。
        
 虽然现在人类还不可能飞到160万公里之外的L2拉格朗日点,去给“韦伯”加注燃料和进行维修,但是NASA还是给它预留了加油口,因为10年之后的事情,谁也预料不到,说不定到时候人类真能飞进深空。而现在“韦伯”望远镜的寿命又增加了10年,20年之后,人类再触碰到它的可能性大增。
     
 不过,“韦伯”望远镜的推进剂还是传统的偏二甲肼和四氧化二氮,也就是双毒燃料,这也是我国航天近些年来被人攻击得最多的点,说什么有毒、不环保,但实际上,美国和欧洲也仍在使用。
        
 既然“韦伯”望远镜已经成功抵达目的地,是不是可以马上拍摄第一张宇宙起源的照片了?实际上,并非如此,可能要到今年夏天,它才能开始工作。这中间,它一方面需要进行降温,另一方面则是地面控制团队要对“韦伯”的主镜段进行方向校准和仪器检测,校正过程被称为波前传感和控制,为的是将镜片对准在几十纳米以内,确保能够产生清晰聚焦的图像。
     
 其复杂程度,一点也不比路途上的数百个展开动作更简单,而且更为关键,因为一旦没有对准,那么“韦伯”就会变成近视眼,甚至是瞎子,之前所有的努力都将变得毫无意义。之前“哈勃”望远镜就是因为镜片出现问题,才不得不派航天飞机去维修的。而对于“韦伯”来说,暂时还没有人工维修这一选项,所以地面控制必须万分谨慎,耗时几个月,就是为了保障万无一失。
     
 有意思的是,在“韦伯”刚刚发射的时候,互联网上有关它的参与国名单中,赫然出现了韩国的名字。而当“韦伯”抵达目的地的时候,再查它的资料,又发现韩国的名字在名单中悄然消失了。由此可以判断,这是韩国人自己给自己添加的“面子”,因为这些资料,是开放给所有人可以自行编辑的,怪不得我之前不管怎么查,都找不到火箭发射接连失败的韩国,在“韦伯”的研制和发射过程中,到底做了什么贡献,他们的心态,可见一斑。

韦伯望远镜抵达目的地!一个月飞了160万公里,今年夏天开始工作

2. 韦伯望远镜的优势在哪?近期任务已确定,会有令人震撼的发现吗?

 备受瞩目几十年的哈勃空间望远镜(后面简称“哈勃”)近期遭到了冷落,人们的目光都转移到空间望远镜的“新贵”韦伯望远镜(后面简称“韦伯”)上了。我们不能因为“哈勃”年老色衰,就喜新厌旧,忘记她为人类宇宙 探索 立下的奇功哦。
      那么,“哈勃”与“韦伯”到底有什么不同,后起之秀“韦伯”的强势又在哪儿呢?
   首先,观测的方式不一样。“哈勃”主要采用可见光和紫外光观测,波长介于 200纳米到2.4微米之间;而“韦伯”观测波长在600纳米到28微米之间,主要在红外波段观测。红外线是不可见光,穿透云雾能力强,能够观测到更远更清晰的图像。 
   其次,主镜口大小不一样。“韦伯”主镜口为6.5米,是“哈勃”的2.7倍;“韦伯”的聚光能力是“哈勃”的6倍以上。因此“韦伯”能够看到比“哈勃”更暗更远的天体,“哈勃”能看到星等30等的天体,最远看到了134亿光年;理论上“韦伯”能够看到138亿光年,比“哈勃”推进了4亿光年,可以看到宇宙大爆炸刚开始的婴儿宇宙。
      再次,轨道高度不一样。“哈勃”是在近地轨道,距离地球只有575公里;而“韦伯”定位在L2拉格朗日点,距离地球150万公里。因此,它们一个是围绕着地球转的地球卫星,一个是围绕着太阳转的太阳卫星,层次完全不一样,相对“哈勃”,“韦伯”远离地球等天体,环境更宁静,没有大气湍流干扰。
   当然,“韦伯”也有不如“哈勃”的地方,如距离太远,无法维护,因此必须一次成功,如有问题就前功尽弃;而哈勃刚发送上天就出了问题,由于其在近地轨道,曾经派出航天飞机和宇航员多次进行维护,否则不可能取得现在的成就。
   在造价上,“韦伯”发射时就已经花费了100亿美元,是“哈勃”包括这么多年来制造、运行和维护费用总和的5倍。“韦伯”保证万无一失,一再推迟发射修正,设计建造时间花费了25年;“哈勃”的服役期限已经达到了22年,“韦伯”的计划服役期只有10年。
   “韦伯”计划服役期10年,而哈勃已经服役了22年。
   总体上,韦伯望远镜才刚刚调试完成。因为采用红外波段来观测远方天体,要求环境条件非常苛刻,周围不能有任何热源辐射,望远镜本身环境温度要降到接近绝对零度。
      绝对零度一般称为0 K,用摄氏度表示为-273.15 。只要温度高于绝对零度的物体,都会发出红外线。因此,“韦伯”才必须运行在远离地球没有或极少热辐射干扰的空间,望远镜本身还要用自带的液氦降温。
   为了阻挡太阳的光辐射,“韦伯”配置了一个巨大的遮阳伞,打开有一个网球场大小,“韦伯”主镜和重要仪器就躲在遮阳伞的阴影中,永远在寒冷的暗处窥视着宇宙。“韦伯”的主镜温度要降到零下223摄氏度以下,近红外仪温度要降到零下233摄氏度以下,中红外仪要冷却到零下266摄氏度以下。
   而发射时,为了将庞大的望远镜装进狭小的火箭头部,整个望远镜的主镜和遮阳伞都要折叠起来,在快要到达目的地时才缓缓打开,打开后要对镜片焦距进行重新调校,这样就需要一定的时间。
      “韦伯”是 当地时间2021年12月25日13时15分在法属某基地发射升空的,一个月后到达了预定的L2拉格朗日点,并完成了打开主镜、遮阳板,照了第一张照片。当NASA在2月12日公布这张照片时,曾令许多人大失所望。 
   这张图片上有模模糊糊的18个星光,NASA宣称这是“韦伯”耗时25个小时,拍摄了1500多张照片合成的。这只是一颗叫 HD 84406的恒星照片,只不过是“韦伯”主镜的18片六角小镜各自为政拍摄出来的不同角度图像,因为这18片小镜片刚刚伸展开来,还没有对焦。 
   原来这是一张为了取得调焦参数的测试照片,这18片小镜片各自为政,当然就出现散光了。当经过调校,18片小镜子的星光都聚焦在一点时,令人振奋的一幕出现了,一颗璀璨清晰的恒星出现了,由此预示着“韦伯”成功到达自己的岗位,一切正常!
      此后几个月,“韦伯”一直在精细的调校中。3月16日,“韦伯”科学团队又公布了一张名为 2MASS J17554042+6551277的明亮恒星图片,这张图片已经不是合成的,而是所有镜片一起工作拍下的恒星单一图像。科学家们表示,这是有史以来太空拍摄的分辨率最高的红外图像。 
   2022年5月2日,NASA宣称,“韦伯”已于4月28日完成了校准,经过全面审查,“韦伯”搭载的四台科学仪器能够拍摄到锐利、聚焦良好的图像。由此,象征着“韦伯”已经进入了正式服役期,开始大展身手了。
   “哈勃”已经“看”到了129亿光年的恒星,134亿光年的星系,“韦伯”能超过吗?
   NASA早就扬言,“韦伯”要带给人们更大的惊喜,在“哈勃”视力上再往前推移4亿光年,就是在“哈勃”看到134亿光年星系基础上,能够看到138亿光年的天体。
   我们知道宇宙大爆炸发生在138亿年前,如果能够看到138亿光年的距离,就能看到大爆炸第一缕光!宇宙大爆炸理论迄今为止这还是一个假设,如果看到了138亿光年大爆炸的第一缕光,这个科学假设就得到验证,这是多么令人震惊的科学壮举啊。
      从此,宇宙发展演化史会越来越清晰,从而解决了宇宙从哪里来,到哪里去,未来会怎样的问题;也就解决了人类从哪里来,到哪里去,未来归宿这种困扰了人类千万年的问题。
   不过,科学家们似乎还不急着揭开这个“远视”谜底,而是先解决“近视”目标。 就在前两天,NASA宣布了“韦伯”的近期任务,开展对两颗行星的观测。 这是两颗典型的系外行星(太阳系外行星,后同),被人们称为炙热的“超级地球”
   它们一颗叫 LHS 3844 b,一颗叫55 Cancri e,分别距离我们为49光年和41光年,这两颗星球都是岩石星球,但都距离主恒星很近,由此非常炙热。 
   科学 探索 和研究认为,生命和文明一般只能发生在行星上面,而在太阳系,除了地球以外,其他的任何行星、卫星或矮行星,都没有发现生命,更没有文明迹象,因此早在上世纪,科学家们就开始寻找太阳系以外的行星。
   迄今,科学界通过各种望远镜,已经发现了5000颗系外行星,这些系外行星距离我们最近的只有4.22光年,最远的则有数万光年。
      但凭着人类现在的观测手段,最高级的望远镜连系外恒星都无法看清,更别说系外行星了,即便只有4.22光年的比邻星也不例外。这是因为它们距离我们太远了,不能在我们的视网膜形成一个最小分辨角,再大的望远镜也只能看到一个光点。
   而行星就更看不到了,之所以被发现绝大多数是通过掩星法或视向速度法发现的。所谓掩星法就是当这颗行星夹在我们与恒星视向的中间时,会遮挡恒星一点点光芒,通过仪器分析恒星的光变现象就能够得到这中间是否存在一颗行星;再根据行星与恒星互动产生的引力摄动,来计算出行星与恒星的距离和质量等等。
   由于系外行星用光学望远镜基本看不见,而“韦伯”采用的是红外线观测,只要有温度的物体就会发出红外线,这样,光学望远镜看不见的行星,“韦伯”能够“看见”。因此,人们就希望“韦伯”能够帮助解开一些地外行星的谜团,哪怕是很近的行星。这就是我说的所谓“近视”目标。
       LHS 3844是一颗光度不高的红矮星,围绕着这颗红矮星的行星LHS 3844 b直径约为地球的1.3倍,距离主恒星只有约90万公里。不过由于红矮星温度低,辐射到这颗行星的能量还不足以融化岩石,表面温度只有约525摄氏度,比金星表面温度高一些。 
    LHS 3844 b公转速度较快,11个小时就围绕着恒星转一圈。 “韦伯”要解决的问题是,通过其搭载的中红外装置MIRI,通过中红外光谱分析,得到这颗行星不同的岩石成分,从而确定其地表构成,并确定其有没有大气圈。
   55 Cancri e是一颗质量为地球8.63倍的岩石行星,距离恒星只有约230万公里,公转周期为18小时,其主恒星是一颗类太阳恒星。太阳当然比红矮星温度高很多,因此这颗行星非常热,白天表面温度可达2400摄氏度。熔岩温度才900~1200摄氏度,铁的熔点才1535摄氏度,因此这颗星球的向阳面只能是熔融状态。
      有研究认为这颗恒星已经被恒星潮汐锁定,就是一直一面朝着恒星,这样这颗行星的一面就永远是熔融的炙热,而背向恒星的一面就永远是酷冷;还有研究认为这颗行星可能有浓厚的大气,成分是氧或氮。
   但这些都无法确定,存在争议。光学望远镜无法分辨这些,而韦伯望远镜的红外光谱分析有可能解开这些谜团。而研究这两颗行星,对弄清地球形成早期是个什么样子可能会有较大帮助。
   “韦伯”的后期任务,我想光是系外行星就够其忙一阵子了。在已经发现的5000余颗系外行星里,有不少处于宜居带的类地行星,这些行星常被炒作成什么地球大表哥、地球兄弟、地球2.0等等,有研究认为有些星球上可能存在液态水和大气,或许会存在生命。
      但由于光学望远镜看不见,一直只能猜想。虽然过去也有广域红外巡天望远镜( WISE )和斯皮策望远镜(SST)这类采用红外线波段观测的望远镜,但相比“韦伯”就是小巫见大巫,太小儿科了。仅就主镜直径而言,“广域”只有40厘米,“斯皮策”只有85厘米,“韦伯”则有6.5米。因此,它们得到的辨识度和清晰度完全不是一个档次(见上图)。
   这才是“韦伯”的巨大价值所在。人们不但希望“韦伯”将来能够看到宇宙的起源,还希望能够发现地外生命和文明,如果真能够如愿,那将是人类科学发现的巨大突破,惊世骇俗。
   对此各位怎么看?欢迎讨论,感谢阅读。

3. 韦伯太空望远镜正在完成部署前的最后一步

韦伯的中红外成像器(MIRI)正处于冷却的最后阶段,这是望远镜校准步骤7的先决条件。
  
 近红外仪器(NIRCam、NIRSpec、FGS-NIRISS)已达到其目标范围34至39开尔文的被动冷却温度。但是其携带的中红外(5-28微米)探测器需要在低于7开尔文的温度下才能探测到更长波长的光子。这么低的温度不能仅通过被动散热方式实现,因此韦伯携带了一种创新的制冷机,用于主动冷却探测器。
  
 这种制冷机使用氦气将热量从MIRI的光学元件和探测器输送到遮阳板的温暖一侧。为了管理冷却过程,MIRI还配备了加热器,以保护其敏感部件免受结冰风险。韦伯团队已经开始逐步调整制冷机和这些加热器,以确保仪器缓慢、可控、稳定的冷却。很快,研究小组将完全关闭MIRI的加热器,使仪器的工作温度降至7开尔文以下(-447华氏度,或-266摄氏度)。
  
  中红外仪器 (MIRI) 有一个照相机和一个光谱仪,可以看到电磁光谱中红外区域的光,波长比我们肉眼看到的要长。MIRI 涵盖 5 至 28 微米的波长范围。它的灵敏探测器将使其能够看到遥远星系、新形成的恒星、微弱可见的彗星以及柯伊伯带中物体的红移光。MIRI 的相机将提供宽视场、宽带成像,这将继续令人惊叹的天文摄影,这使得哈勃望远镜如此举世瞩目。该光谱仪将启用中等分辨率光谱,提供它将观察到的遥远物体的新物理细节。MIRI 具有三个掺砷硅 (Si:As) 探测器阵列。相机模块提供宽视场宽带图像,光谱仪模块在比成像仪更小的视场内提供中等分辨率光谱。 
     
  低温冷却器最具挑战性的要求之一是低振动。振动水平需要非常低,以防止光学元件的抖动(引起的抖动)和由此产生的模糊图像。CCA 中预冷器中的脉冲管冷却和 CHA 中的焦耳-汤姆逊效应冷却没有活动部件。低温冷却器中唯一的移动部件是 CCA 中的两个 2 缸水平对置活塞泵,通过具有精细平衡和调整的水平对置活塞并以几乎完美的对立运动,振动大部分被抵消并因此最小化.

韦伯太空望远镜正在完成部署前的最后一步

4. 韦伯望远镜发射成功了,发射此望远镜克服了哪些难点?

引言:说起望远镜对于天文学和天体物理学的发展都是非常重要的,而且对人类的太空探索也发挥着很好的作用。在太空中有一个望远镜叫做哈勃望远镜,也快到退役的时间了。哈勃望远镜的继任者韦伯望远镜也发射成功了,韦伯望远镜克服了哪些难点呢?

克服的难点韦伯望远镜在发射成功之前所遭遇的问题和困难还是比较多的,韦伯望远镜在很早之前就应该发射了,准确来说在14年前就应该发射了,而且当时的预算是5亿美元。没想到之后竟然花了将近100亿美元,所以说从时间上是推迟了预算也是严重的超标。另外的话在这次的望远镜制作中,韦伯望远镜也拓展了很多的功能,就比如说是可以进行红外线观测的,因为在太空中进行红外线观测是非常难的,所以说韦伯望远镜也能够给人们很好的体验感。另外的话比如博望远镜还是一个可以折叠的望远镜,在使用这个望远镜的过程中就能够及时的去控制自己的体积。

外太空望远镜的作用韦伯望远镜是属于外太空望远镜,发射成功之后需要在地球外部进行观测的。所以说外太空望远镜在观测的具体上是更长的,可以观测到几百公里以外的星体。而且外太空也能够接收很好的信号,毕竟信号穿过地球大气层到达地球地面所损失的频率是比较多的,所以说韦伯望远镜在未来肯定会有很好的发现的。

总结外太空的探索是无穷尽的,而且人类也刚刚是起步的阶段,不过这些成就已经非常的厉害了。所以在外太空的探索中一定要做好预算好规划,并且还要不断的去发展。虽然说不可能很快的得到突破,也不可能找到一个和地球一样的星球,但是只要有进步那都是好的。

5. 为什么我们急切地需要韦伯望远镜升空?

“对于那些完全相信彼此的人来说,时间和地点的距离都不会减少他们之间的友谊。”——罗伯特·索西
哈勃太空望远镜是我们人类目前最强大、最昂贵的观测设备之一,人们曾经用它做过最神奇、也是最出乎意料的事情是,让哈勃对准了一小块看似空无一物的空间,连续观察曝光了几周的时间,如果什么都没有发现,这将是史上最大的资源浪费,毕竟哈勃再其服役期间的每分每秒都如此的珍贵。
但是我们在黑暗、空旷的空间发现了千上万个星系,从而得出结论:在整个可观测宇宙中有至少2000亿个星系。为我们提供了一个初步的下限值。那么哈勃的观测极限是什么?它为什么看不到无限远的星系?

实际上,在宇宙中有一些星系非常遥远、模糊,哈勃几乎看不见它们。造成哈勃视野有限的两个原因有两个:
哈勃“只有”一个直径为2.4米的口径,这意味着它只能收集到这个口径下所能收集到的光子数量。即使曝光超过23天(这是有史以来在一个区域最长的曝光时间),也只能让哈勃在最远的距离上看到一些非常明亮的星系。
我们在宇宙中看得越远,任何物体发出的光就会越红。
在某种程度上,第二点其实也是一件好事!

因为,当涉及到最年轻、最热、最亮的恒星时,它们发出的光大部分对人类来说并不是可见光,实际上是紫外线。随着宇宙的膨胀,随着星系之间的距离越来越远,宇宙的结构也随之膨胀。
这意味着存在于时空中的光子(从遥远的恒星和星系发射到我们眼前的单个光量子)也会发生红移,它们的波长会被宇宙本身的膨胀拉长。

当我们看到一个明亮、遥远、红色的星系时,我们可以通过观察其颜色的相对亮度(蓝色、绿色、红色和近红外光)来估计它的红移,但这只是一个估计。如果我们想知道它真实的红移量,就需要测量一些更确定的性质。
毫无疑问,原子物理学,特别是原子的跃迁,在宇宙的任何地方都是一样的。如果我们能测量来自一个物体的发射光谱(或吸收光谱,这取决于星系的类型),并识别出存在的元素,我们就能根据哈勃定律直接计算出:
它的红移量,
它的距离,
以及其首次发出光时的宇宙年龄。

就原子跃迁而言,任何恒星或星系中最强烈、最容易看到的发射线都来自氢原子的电子迁越,它们要么以紫外线(莱曼系)、要么是可见光(巴尔末系)或红外线(帕邢系系)进行跃迁。
但是这些发射线以及它们的波长是在这些星系的静止框架中计算出来的。当宇宙膨胀时,这些波长会发生巨大的红移。最强烈、最容易识别的跃迁,通常发生在121.567纳米的莱曼-阿尔法跃迁,在光谱上可以红移的非常远。

测波长的公式是什么?用静止座标光谱中的波长乘以(1 + z),其中z是物体的红移。上图,在接近540纳米(上图的单位是埃)的莱曼阿尔法线(绿色的光)给我们的红移大约是3.4,也就是220亿光年的距离,它的光从宇宙只有19亿年的时候发出,也就是现在宇宙年龄的13%。
现在,我们看哈勃上最新最强大的相机,宽视场相机3 (WFC3)中的窄滤光片可以观察到最大波长接近1700纳米的光。

基于此,从理论上讲,哈勃可以看到整个宇宙红移为12或13的星系,相当于宇宙年龄只有现在的3% !
但这是建立在这样的一个假设之上:哈勃在进行超深度观察时使用了红外滤光片,但哈勃本身并没有。而是使用宽场波段收集更多的光子,最长的波长在850纳米左右,接近900纳米。
事实上,当我们想深入地探索宇宙时,即使我们无法使目标物体达到像哈勃望远镜那样的分辨率或亮度,我们通常还是使用专用的红外太空望远镜,比如斯皮策!

然后,我们需要通过地面上8到10米级望远镜的后续观测来确认这些候选者的光谱。在很长一段时间里,UDFj-39546284以惊人的红移量11.9保持着速度记录。像这样的星系对哈勃来说完全看不见。但是后续观察显示,有来自一个低红移星系的虚假发射线混淆了观测结果,这个11.9的红移量并不准确。
但是今天,我们有了一个新的记录保持者!

EGSY8p7星系,新记录的红移为8.68,这是确认的星系中已知红移最高的天体。也就是说当这个星系的光首次发射出来的时候,宇宙只有5.7亿年的历史,而它现在距离我们约300亿光年,是迄今为止发现的最遥远星系的宇宙记录保持者。
但是像这样的星系实际上是哈勃望远镜所能到达的极限。哈勃所能看到的星系红移量不会超过8或9。但宇宙中可能有星系的红移远至15或20!
但我们还有希望。

虽然哈勃望远镜很难达到1微米的波长,但詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)的灵敏度将一直达到30微米左右,比之前的任何望远镜都要高,分辨率更高,聚光能力是哈勃的6倍!
如果我们足够幸运的话,我们将能够看到,不是在现有望远镜技术的限制下发现的最远星系,而是发现宇宙所能提供的最远的星系。尽管哈勃很伟大,但它也有它的局限性。在超长波长射电天文学出现之前,JWST是我们找到最远星系的最佳方法,也是未来我们需要完成的一次天文学重大变革。

JWST预计会在2021年发射升空,届时我们将在可见宇宙中揭开未知世界的最后一幕。

为什么我们急切地需要韦伯望远镜升空?

6. 耗资百亿的韦伯望远镜发射成功了,这有什么意义?

韦伯望远镜的意义就是在宇宙中寻找和地球环境类似的行星。虽然这个意义在目前看来没什么用,但这将是人类探索宇宙形成的一大步,因为韦伯望远镜除了可以计算出行星的大小之外,还可以检测到行星上的元素。

1.韦伯望远镜的作用是什么?
对于我们普通人来说,没什么用。但对于天文学家来说,韦伯望远镜的意义很大。因为韦伯望远镜是有史以来最强的空间望远镜。强到什么地步呢?它能看见40公里外的硬币,能看到比目前已发现的行星还小一百倍的行星,同时韦伯望远镜还可以看清行星上的元素,这样更有利于天文学家研究行星。天文学家将会凭借韦伯望远镜发现更多宇宙的秘密,还很有可能会破解宇宙是如何形成的这个谜题,所以对于天文学家来说,韦伯望远镜就是他们手中的“上帝之鞭”!
2.韦伯望远镜的意义是什么?
韦伯望远镜的意义就是帮助科学家门进一步探索太空,这也是为什么它被称为“天文学吞噬者”的原因。因为它的性能是有史以来最强的。科学家们对它寄予了厚望。因为它可以帮助科学家们发现宇宙大爆炸的第一缕光。可以观测到一个行星的演变过程,从一颗行星如何形成到一颗行星怎么毁灭,全过程都可以看到清清楚楚的。这可以让科学家对行星的演变,甚至宇宙的演变有更加清晰的认识。很可能让科学家发现那传说中解释宇宙万物的演变公式,这也是许多科学家一直在追寻的东西。就如《最后一个地球人》中,科学家们宁愿用生命来换看这条公式一眼。

总的来说,虽然韦伯望远镜成功发射对于我们没什么意义,但对于科学界来说,这将是人类破解宇宙之谜的一大步。

7. 耗资百亿的韦伯望远镜发射成功,该望远镜可以看到多远?

总耗资约100亿美元,历时20多年建造,最大的太空望远镜——韦伯望远镜终于发射,开启了探索宇宙起源奥秘和系外行星之旅。美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜在法属圭亚那库鲁基地成功发射升空,开始了它前往150万千米外“日-地拉格朗日2点”的旅途。
韦伯太空望远镜耗资约100亿美元,比哈勃望远镜大六倍,其可折叠镜片的跨度超过6.5米,使它成为历史上最大的太空天文台。有望观测到135亿年前宇宙的“模样”。

作为迄今为止规模最大、最复杂、最具挑战性的太空望远镜,韦伯望远镜可以说是 人类制造史上最复杂的物体之一,而被科学家们给予厚望,被视为与阿波罗计划、国际空间站、哈勃望远镜同等重要的科研任务。正因为其重要性,它耗资百亿美金、“鸽”了十余年之久。
31年前,哈勃太空望远镜从美国肯尼迪航天中心发射,此后不断将浩瀚的宇宙图景传回地球,从根本上改变着我们对宇宙的认知。 而韦伯太空望远镜则被视为哈勃太空望远镜的完美“继任者”。

韦伯望远镜是已建成性能最强大、也是造价最高的太空望远镜。它耗资约100亿美元,重7吨,主镜直径6.5米,由18片巨大六边形子镜构成;遮阳板面积相当于一个网球场。
由于体型巨大,韦伯望远镜将以折叠状态发射升空。对研究人员而言,以遥控方式将进入太空的韦伯望远镜展开,使其每个部件完美就位,将是此次发射任务最具挑战性的环节。

这次发射使用了阿丽亚娜5号火箭,目前火箭已经进入最终轨道。如果一切顺利,詹姆斯·韦伯太空望远镜将在一个月之内进入太阳轨道,大约离地球100万公里。
詹姆斯·韦伯太空望远镜,由美国宇航局主持建造。发射成功后,它将成为哈勃望远镜的替代者与继任者。同时,詹姆斯·韦伯太空望远镜能够探索到更长的光学波长,将超越哈勃的现有工作。

耗资百亿的韦伯望远镜发射成功,该望远镜可以看到多远?

8. 还盯着韦伯望远镜?“巡天”升空将打破西方定论!预计2024年发射

虽然我国在太空领域的发展较晚,但近些年我国在太空领域的发展可谓是突飞猛进,取得了不少傲人的成绩,无论是天眼的成功运行,还是中国天宫空间站的自主建造,都赢得了世界的目光,世界多国也纷纷在多个领域提出想要与中国合作的意向。但中国也没有因此骄傲止步不前,各个项目也在有条不紊地进行中。据悉,中国的“巡天光学舱”预计将在2024年发射,届时将会成为天宫空间站组成的一部分,与空间站共轨飞行。 
     
  据了解“巡天光学舱”升空将用于研究天体的形成与演化、研究暗物质暗能量以及宇宙学研究,除此之外,“巡天光学舱”还兼具天地观测,西方之前的“天地观测不可兼得”定论,也将随着“巡天光学舱”的升空被打破。 
     
  其重达数十吨的“体重”不仅具备自主飞行能力、精密指向能力以及姿态机动能力,而且在其与天宫空间站共轨飞行时,还能根据需求与天宫空间站实现对接,与空间站共享资源与人力。不仅如此,相较于其它空间望远镜,当“巡天光学舱”出现故障,需要设备更换或升级时,空间站的宇航员还能直接参与光学舱的在轨维修,可以极大地提高维修效率,节约维修时间以及成本。 
     
  除此之外,“巡天光学舱”还安装了多功能光学设备,搭载了直径为两米的光学系统主镜,其有效视场达到了一万平方度以上。相较于“哈勃望远镜”,其具备超过哈勃300倍的视场,并且也能对指定天区进行精细观测。按照计划,“巡天光学舱”运行后将花费三年时间,对太空进行大面积多色成像,最终将覆盖约三万平方度的天区。在三年后将再花费三年时间对天区进行光谱拍摄。届时,“巡天光学舱”或许就是太空中“最靓的仔”。 
     
  而作为我国第一个大口径,大视场的空间天文望远镜,其正式立项于2013年,并在2016年顺利完成了大面积高强度太阳翼的模拟实验验证,成功攻克了展开基频难题。按照最初的设计,“巡天光学舱”将会作为“梦天号实验舱”组成的一部分,但由于光学舱与实验舱两者之间的运行存在矛盾,最终“巡天光学舱”被设计为一个独立舱段,避免了由于空间站在运行过程中的抖动对于光学舱产生的影响。同时也因为“巡天光学舱”被独立出来,“梦天实验舱”空出来的望远镜舱段也能将其作为货物气闸舱,极大地提高了空间站的在轨科研能力。 
     
  目前为了保证“巡天光学舱”能在太空中的稳定运行,科学家也正在尽可能地找到其运行时可能存在的各种问题,提升其设计可靠性。对于模拟“巡天光学舱”在真空环境下运行的设备也正在加紧施工中。 
     
  虽然这些年我国太空领域的发展在取得成果前声量都不大,并不会像某些大国一样大肆报道,但是取得的成果往往都会令西方一些大国眼前一亮。而在这背后则是无数科学家们日以继夜地无私奉献。虽然目前在某些领域我国还落后于一些大国,但在我国科学家的努力下,这些落后的领域赶超也只是时间问题。