韦伯望远镜成功背后:成本约110亿美元,共推迟发射18次( 二 )


○T+29天:启动推进器 , 转向进入L2轨道 , 即距离150万公里外的最终目的地:日地第二拉格朗日点L2 , 但JWST不会固定在L2 , 而是以6个月一个周期围绕L2运行 , 被称为晕轮轨道(HaloOrbit) , 在该轨道上运行所需动力较少 , 这让JWST自带燃料能够维持运行至少5~10年 。 与每隔90分钟进出地球阴影的哈勃太空望远镜不同 , JWST运行在晕轮轨道 , 从而远离地球阴影影响 , 确保太阳翼能够持续供电 , 不间断观测 。
○T+7个月:JWST进入晕轮轨道后 , 需要进行长达半年的仪器微调与校正 , 包括18块主镜对焦微调 , 4大拍摄设备测试等等 。 如果一切顺利 , 我们有望在2022年暑期看见JWST韦伯太空望远镜首批「开光照」 , 一窥人类最强宇宙巨眼的威力 。
韦伯望远镜成功背后:成本约110亿美元,共推迟发射18次
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▲满足你的好奇心 , 如果想实时知晓JWST具体状态、具体位置?不妨点击NASA官网详情页 , 一路追踪
一连串疑问???
尽管JWST如期发射 , 不过还是留下一地疑问 , 以下我们一一作答:
●为何JWST要部署到150万公里外的L2?
刚才说了 , L2轨道其实全称为日地第二拉格朗日点L2的晕轮轨道(HaloOrbit) , 每6个月为一个周期围绕L2运行 , 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 。 为啥要把史上最贵最强大的太空望远镜部署到这么远?貌似发配最远边疆一样 。
简单来说 , 最好的部署就是适合 。 L2晕轮轨道对于JWST来说 , 其实再适合不过了 。
韦伯望远镜成功背后:成本约110亿美元,共推迟发射18次
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首先这个轨道的引力场相对稳定 , 著名的欧拉、拉格朗日早已算出5个奇特点位——当三个天体(太阳、地球、JWST)其中一体(JWST)质量可以忽略不计时(仅仅6吨的JWST相对于太阳、地球来说 , 完全可以忽略不计) , 人类就可以在太空中找出5个绝佳点位 , 放置这个小小天体(JWST) , 这样的话 , 跟另外两个天体相对位置不变 , 引力场稳定 , 运行周期稳定 。 这5个绝佳点位就是著名的拉格朗日点(LagrangePoint) 。
处在拉格朗日点的人造探测器 , 可以依靠其特殊的物理特性 , 只需要借助较少的推进燃料 , 就能保持相对稳定状态 。 正因为如此 , 迄今为止人类已有十多个探测器飞抵日地拉格朗日点 , 包括著名的太阳与太阳圈探测器(SOHO)、威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)等 , JWST正是步其后尘 , 占据绝佳点位 。
韦伯望远镜成功背后:成本约110亿美元,共推迟发射18次
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●为何将JWST部署到L2 , 而不是其他拉格朗日点位呢?
其实也不难理解 。 由于L2点位 , 太阳、地球、月球位于同一侧 , 这使得JWST永久背对着地球 , 这对于史上最强大红外天文望远镜JWST来说 , 尽可能达到降温和排除光污染尤其重要 , 这会直接影响观测效果 。
除此之外还有一些因素 , 比如远离地球150万公里之遥 , 彻底摆脱近地轨道的星际尘埃、太空垃圾等影响 , 拥有超好的观测位置和视野 。 所以综上所述 , L2自然就是JWST不二选择 , 最佳去处 。
韦伯望远镜成功背后:成本约110亿美元,共推迟发射18次
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●为何JWST被称为史上最昂贵太空望远镜?
根据美国政府问责局审计报告称 , JWST总成本约110亿美元 , NASA已经为此支付88亿美元 , 外加超过1.7亿美元的年度预算 , 用于未来五年运营费用 。 另外 , 欧空局提供7亿欧元 , 加拿大航天局提供2亿加元 , 欧加航天局合计投入近10亿美元 。 这是欧美航天局通常操作模式:重大科学探测任务分摊投入、共担风险、共享资源 。