1. 首頁 > 生活百科 > >

哈勃“繼任者”韋伯太空望遠鏡終于成功發射( 二 )

韋伯生活百科


在宇宙的邊緣，隱藏著宇宙大爆炸不久后宇宙的真面目 。
宇宙大爆炸到底是不是真的？還是只是人類的臆想？這是人類最想了解的內容之一 。
詹姆斯·韋伯望遠鏡，就肩負著揭開這個秘密的使命 。
接收幽暗光線的儀器必須非常靈敏，而且要冷卻到接近于絕對零度 。
所以，詹姆斯韋伯望遠鏡必須遠離地球這個熱源，同時還要屏蔽掉太陽的熱量，所以望遠鏡的主體要躲在一個巨大的遮陽傘后面 。
詹姆斯·韋伯望遠鏡的觀測波段主要在0.6-28.3微米的頻段 。采用了一系列先進的措施以后，它的觀測精度可以達到10倍的哈勃望遠鏡的精度 。
望遠鏡定點在拉格朗日2點，正好和地球同步圍繞太陽運轉，可以保持和地球恒定的通信距離 。
圍繞拉格朗日二點的軌道也很特殊 。
拉格朗日二點是一個不穩定的平衡點，望遠鏡只能圍繞拉格朗日二點做圓周運動，這個軌道被稱為暈軌道 。
我們國家發射的嫦娥4號降落在月球背面，就是靠運行在地球、月亮拉格朗日二點的鵲橋中繼衛星，進行中繼通信的 。
鵲橋中繼衛星也是在一條軌道上 。
這個軌道是一個非常復雜的三維曲面，必須不停進行軌道維持 。
以前發射的所有望遠鏡都不用做這么復雜的軌道維持 。
所以，這100億美元一旦打出去，要么就是100%成功，要么就是打了水漂，所以慎之又慎 。
用一句打牌時的術語，就是梭哈了，全靠這一把 。
哈勃“繼任者”韋伯太空望遠鏡終于成功發射22021年12月25日，這注定是人類航天史的歷史性時刻——在推遲發射14年后，被人們稱為“鴿王”的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，終于搭乘歐空局阿里安5-ECA火箭成功升空，開始了它前往150萬千米外“日-地拉格朗日2點”的旅途 。
韋伯望遠鏡升空（圖片來源：NASA）
迄今為止全世界最貴望遠鏡，究竟有多貴？
20個國家持續25年的投入和數萬名科學家的傾力合作，造就了這個史上制造單價最貴的航天器 。
有多貴？
目前，包括后續的運營和科研費用，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（以下簡稱為詹姆斯·韋伯）的總經費預計已超過100億美元 。
考慮到它的質量僅為6.5噸，也就意味著它的單價超過人民幣10000元/克，是黃金單價的20余倍！
詹姆斯·韋伯看起來猶如一艘太空戰艦（圖片來源：NASA）
詹姆斯·韋伯究竟有什么樣的特殊使命，能讓這么多國家傾注如此大的人力、物力、財力在它上面？它又能為人類帶來什么呢？
貴有貴的道理——韋伯的觀測能力遠超前輩
宇宙是個充斥著各種電磁波和高能粒子的喧鬧世界，那里既藏著遙遠的歷史，也昭示著人類乃至太陽系的未來 。
對于望遠鏡來說，可見光到紅外線頻段是觀測的重點，尤其是追蹤宇宙大爆炸后殘留的紅外線，它們已經在宇宙中傳播了138億年，蘊藏著宇宙最初的奧秘 。
然而，地球大氣層、磁場、人類活動等因素，卻使得地球成了一個典型的“信息繭房” 。在廣闊的電磁波頻段中，只有極小一部分能順利抵達地球表面并被望遠鏡觀測到，其他的則幾乎都被屏蔽在外 。
從地球表面觀測電磁波的頻譜窗口透明度，真正的有效觀測的窗口極小（圖片來源：維基百科）
解決這個問題的辦法只有一個：把望遠鏡送出地球 。
不同望遠鏡的使命也不同，這次被送出地球的詹姆斯·韋伯的觀測波段主要集中于波長為0.6-28.3微米的橙色光到紅外線頻段，它的更大口徑和一系列新技術帶來了遠超前任哈勃、施皮茨、赫歇爾等知名太空望遠鏡的觀測能力 。
例如，它能夠看到更暗更古老的天體，甚至可以追蹤到宇宙中第一批星系形成的痕跡，投入工作后將會極大提升人類紅外天文學的相關研究 。
前所未有的造價和劃時代的意義，也讓這個望遠鏡“榮幸”地以NASA（美國國家航空航天局）第二任局長詹姆斯·韋伯命名 。詹姆斯·韋伯于1961-1968年在任，領導了NASA最輝煌的階段 。在這一時期，NASA曾獲得空前絕后的資金支持，不僅推動了水星計劃、雙子座計劃、阿波羅登月計劃、先鋒計劃、水手/旅行者計劃等一系列大型項目的開展，也為美國在航空航天領域的人才技術優勢打下堅實基礎 。
造價100億美元，這些錢都花在了哪里？
雖然100億美元看起來很多，但實際上對于研制詹姆斯·韋伯這樣的頂級望遠鏡的項目來說，并不能說非常寬裕，至少不是大家想象中的想怎么花就怎么花 。沒辦法，前沿科學研究就是這么“燒錢” 。

推薦閱讀