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鏡面覆蓋黃金 重量相當於大巴:詹姆斯·韋布空間望遠鏡你瞭解多少?

參考訊息網12月30日報道

據法新社報道,經過數十年等待,有史以來最強大的太空望遠鏡——詹姆斯·韋布空間望遠鏡終於暫時確定了發射時間。

韋布望遠鏡是一個工程奇蹟,能夠回溯130億年時光,幫助我們解答有關宇宙的基本問題。下面是關於韋布望遠鏡的5個小知識:

金色巨鏡

詹姆斯·韋布望遠鏡的核心是一個巨大的主鏡。這個凹面結構直徑達6。5米,由18片較小的六邊形子鏡組成。鏡面的材料是鈹,表面覆蓋黃金,非常適合反射來自宇宙深處的紅外光。

韋布望遠鏡還攜帶了4臺科學儀器,這些儀器將共同完成2個主要任務——宇宙物體成像和光譜分析。

鏡面和儀器將由5層遮陽罩負責保護。遮陽罩形似風箏,充分展開後可以覆蓋一塊網球場。

遮陽罩的材料是聚醯亞胺薄膜。聚醯亞胺的特點是既耐高溫,又能在很大的溫度範圍內保持穩定性——這2個特點都至關重要,因為遮陽罩朝向太陽一側的溫度將高達230華氏度(110攝氏度),背陰面的溫度只有零下394華氏度。

韋布望遠鏡還包含一個航天器匯流排模組(俗稱“航天器大巴”),內含電力、推進、通訊、定向、加熱、資料處理等子系統。韋布望遠鏡的總重量相當於一輛大巴車。

遙遠的旅程

韋布望遠鏡將被安置在距離地球約100萬英里的軌道上,相當於地球與月球距離的4倍。

不同於目前圍繞地球執行的哈勃空間望遠鏡,韋布望遠鏡將圍繞太陽執行。

從太陽的視角來看,韋布望遠鏡將始終位於地球背後,也就是地球的陰面。望遠鏡的遮陽罩將始終擋在主鏡與太陽之間。

韋布望遠鏡需要飛行1個月才能到達這一太空區域,也就是所謂的第二拉格朗日點。曾有宇航員被派去維修哈勃望遠鏡,但從未有人類抵達第二拉格朗日點這麼遙遠的地方。

高技術摺紙

由於韋布望遠鏡體積太大,無法以執行狀態塞進火箭頭錐,所以不得不折疊運送,就像摺紙那樣。展開望遠鏡將是一項複雜、艱鉅的任務,也是美國國家航空航天局有史以來嘗試過的最艱鉅的部署任務。

升空約30分鐘後,望遠鏡將展開通訊天線和太陽能板。

然後到了第6天,原本摺疊成手風琴形狀的遮陽罩就可以展開了,這時的望遠鏡早已遠離月球。遮陽罩薄膜將在一套複雜機制的引導下徐徐展開,需要動用400個滑輪和一根1312英尺長的纜線。

到了第2周,終於輪到主鏡打開了。進入最終配置階段後,望遠鏡將需要冷卻和校準科學儀器,並精確調整鏡面。

經過了半年時間,望遠鏡終於可以投入工作了。

生命、宇宙和萬物

韋布望遠鏡有2項主要的科學工作,總共將佔用超過一半的觀測時長。其一是探索宇宙早期歷史,回溯宇宙大爆炸剛剛過去幾億年時的情形。

天文學家希望瞭解最早一批恆星和星系是如何形成的,以及瞭解這些恆星和星系是如何發生演變的。

韋布望遠鏡的另一項主要工作是尋找系外行星,即太陽系以外的行星。該望遠鏡還將研究這些行星的大氣層,並調查這些星球上存在生命的可能性。

韋布望遠鏡的巨大潛力在於其紅外觀測能力。不同於哈勃望遠鏡通常使用的紫外光與可見光,波長較長的紅外光更容易穿透宇宙塵埃,便於更清晰地展現籠罩在星雲中的早期宇宙。

紅外光便於科學家回溯宇宙史的另一個原因是存在紅移現象。隨著宇宙的膨脹,遙遠天體的光會朝著光譜的紅外端延伸。

科學家還計劃進一步觀測太陽系中的火星和木衛二。

數十年建造過程

早在上世紀90年代,天文學家就開始討論是否要用新的望遠鏡接替哈勃望遠鏡的工作。韋布望遠鏡的建造工作始於2004年。

韋布望遠鏡的發射時間被屢屢推遲,最初擬定於2007年,然後推遲到2018年,主要是因為研製工作過於複雜。

韋布望遠鏡專案是大規模國際合作的成果,前者吸納了加拿大和歐洲的儀器技術。超過1萬人參與專案工作,預算最終膨脹至約100億美元。

韋布望遠鏡預計至少工作5年,希望最終能工作10年以上。(編譯/劉子彥)