耗资110亿美元,人类最强大的望远镜即将升空,比中国天眼更强大

耗资110亿美元,人类最强大的望远镜即将升空,比中国天眼更强大
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类星体冲击波撕裂星系 。 图片来源:Hubble
浩瀚宇宙 , 星辰无数 , 然而落到我们人类视网膜中的不足7000颗 。
为了能囊括最璀璨的星空 , 追溯宇宙最古老的星光 , 一架架天文望远镜相继落成 。
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鹰星云的创生柱 。 图片来源:Hubble
在过去的三十年里 , 作为最强大的太空望远镜 , 哈勃让人类领略到许多宇宙壮观的景象 , 帮助科学家探索到许多宇宙的奥秘 , 绘制出迄今最完整最全面的宇宙图谱 。
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猎户座星云 。 图片来源:Hubble
然而廉颇老矣 , 尚能饭否?负荷工作30多年 , 如今的哈勃太空望远镜已经垂垂老矣 , 故障不断 。 2021年6月19日 , 哈勃太空望远镜因为一个有效载荷计算机从13日起停止工作从而使哈勃处于停机状态 , 此时的哈勃望远镜已处于退役的边缘 。
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哈勃太空望远镜
那么在哈勃太空望远镜退役之后 , 谁将接过哈勃的接力棒 , 继续帮助人类探索亿万光年外的神秘宇宙呢?
毫无疑问 , 那就是预计于2021年12月22日从法属圭亚那库鲁的发射升空的詹姆斯.韦伯太空望远镜(JWST) 。
32年 , 从构思到落成
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詹姆斯·韦伯太空望远镜 。 图片来源:NASA
1989年 , 在哈勃太空望远镜发射的前一年 , 马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的一次研讨会上 , 构建詹姆斯韦伯太空望远镜想法浮于纸面 。
韦伯太空望远镜具有6.5米宽的主镜 , 由18个六边形组成 , 几乎是哈勃望远镜的三倍 。 镜面如此之大 , 以至于在发射过程中 , 这些镜面必须像折纸一样折叠起来 , 等到在太空才能依次展开 。
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詹姆斯·韦伯太空望远镜的6.5米宽的主镜被折叠起来进行发射 。 图片来源:NASA
韦伯太空望远镜巨型遮阳装置面积非常大 , 接近一个网球场的大小 , 具有五层结构 , 这个巨型遮阳装置不仅可以把太阳光挡在身后 , 还要有非常精确的定位装置 , 望远镜上的所有组件都会安装在巨型遮阳装置上 , 尽可能降低太阳光对观测的影响 。
如此宏大的韦伯太空望远镜设计之初 , 估计的总成本为10亿美元 , 但是随着通货膨胀 , 等到32年后望远镜落成时已耗资110亿美元 , 成为迄今为止人类最昂贵的天文望远镜 。 相比于中国耗11.5亿巨资建造出的“中国天眼” , 韦伯太空望远镜有多强大可想而知 。
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詹姆斯·韦伯太空望远镜 。 图片来源:NASA
按原计划 , 韦伯望远镜本应于2014年升空 , 但因资金预算、疫情、命名风波以及技术故障等问题一而再 , 再而三地推迟发射 。 好在望远镜的各个部件在世界各地的实验室中相继成型 , 然后在戈达德完成组装 , 终于预计于12月22日在库鲁的太空港发射升空 。
离开地球之后 , 韦伯太空望远镜将奔赴距离地球150万公里之外的一个点——第二个拉格朗日点作为最终运行轨道 , 这是将近四倍的地月距离 。
为什么要到达第二个拉格朗日(L2)?
因为在拉格朗日点上 , 卫星受太阳、地球两大天体引力作用 , 能保持相对静止的点 , 由法国数学家拉格朗日1772年推导证明出 , 共有5个 。 其中L2位于日地连线上、地球外侧约150万公里处 , 在L2点卫星消耗很少的燃料即可长期驻留 , 是探测器、天体望远镜定位和观测太阳系的理想位置 。