史上最强“无三包”太空望远镜——韦伯终于在今年圣诞节上天了,从1996年研发到2021年发射成功,跨越了14年,不亏是鸽王之王,这样就产生了一系列的问题:为什么这么贵?为什么等这么久?能有什么作用?中国航天技术还差多少?对这个话题感兴趣的朋友,请给队长来个强烈推荐,咱们马上开讲。
真心贵!
韦伯太空望远镜原计划是2007年发射,那时候的预算还是5亿美元,如今2021年年底发射,从制作到上天到后续运营费用已经飙升到了100亿美元,相当于3个卡西尼号,18辆机遇号火星车,这个费用相当于中国24年间从成立项目到神州十一号的全部费用·······这包括了20个国家持续25年的投入和数万名科学家合作,成就了这架史上制造单价最贵的航天器,总质量也就6.5吨,折算一下,单价是黄金的20多倍,你有没有一种看这些金额,看麻了的感觉。
真设计!
韦伯太空望远镜作为最大的红外空间望远镜,口径是6.5米,最初设计是8米,因为预算问题缩小了尺寸,这也是观测到宇宙大爆炸第一缕光线的最低要求了,是目前最大的口径太空望远镜,而且镜面是18块正六边形镜面拼接而成的,采用“铍”制成,
质量更轻,为了增强反射光,镜面还镀了一层“土豪金”,厚度仅有120纳米,这个厚度是人头发厚度的200分之一。光这涂层就花费了工程师六年的时间,每块镜片后面都装有7个马达,以便可以做到10纳米精度的镜片调整,望远镜不光是拼接式,还是折叠式,必须如同折叠伞一样才能装到发射火箭内,等到了轨道再打开,这就要求太空望远镜经历火箭发射的颠簸,还要在激光的引导下,打开五层的遮阳板。这是一项没办法在地球测试的程序,因为地球上没有那么大的低温真空舱!NASA只好检测所有零部件,整个过程中,一粒沙子都可能对韦伯造成毁灭性的打击,毕竟只有一次机会。
真特别!
韦伯望远镜与服役很久的哈勃望远镜有非常多的不同之处,哈勃望远镜是围着地球上空旋转的,离地球表面不过五六百千米左右,期间坏了几次地球都能发射太空飞船,宇航员进行过太空行走维修,现如今也已经到了延迟退休的年龄,而“鸽王之王”韦伯太空望远镜,是要发射到地球背向太阳的150万千米的太空,相当于是地球到月球的4倍,这要是坏了,完全做不到“三包”,也就侧面解释了,为什么鸽了这么久,这要求科学家在地面的各项测试中做到万无一失,因为真上天也就鞭长莫及了。既然作为最新的太空望远镜是不是技术是最强的?还真不是,这可不是手机,一年一个发布会,顾客一味追求最新科技,航天器的技术使用原则是“久经考验的成熟技术”,一切为了降低以外报废的概率,更何况像韦伯望远镜这种“一锤子买卖”,更是要技术完美到极致。仅仅绕地球的哈勃太空望远镜就提供了那么多精美的太空图片,这次的韦伯真是让我们有种“摩拳擦掌”的期待。
真切合!
詹姆斯·韦伯太空望远镜观测的波段,是波长0.6到28.3微米的频段,反正比哈勃、赫歇尔等太空望远镜观测能力强太多了,后面会跟大家讲这架望远镜带着什么的任务上的天。先解释一下这个拉格朗日,一个叫做拉格朗日的数学家,发现了如果一个探测器,处于地球和太阳,所构成天体系统中的5个特殊位置,那么这三者构成的“三体”系统就会很稳定,这五个特殊的地点就是5个拉波朗日点,所以经过计算,这个拉格朗日2点是太阳和地球两大引力最和谐的那个位置,所以成为太空望远镜的最佳观测点。
真实用!
韦伯太空望远镜会帮助人类解决四大宇宙之谜:
第一个是宇宙大爆炸,韦伯望远镜号称“时间机器”,检测的波长是哈勃的20倍,理论上,它可以检测到从宇宙诞生之日的光线,从而发现宇宙中最早期诞生的第一批恒星和星系,也许困扰人类至今的宇宙大爆炸之谜即将揭开。
第二个是关于太阳系的,虽然冥王星已经不在航行之列,但是科学家一直没有放弃对它的探索,我们之前掌握的图片等资料都是模糊的,真正的面纱还没有揭开,还有其他太阳系的星球,我们都渴望得到更全面的了解。
第三个是关于暗物质之谜,由于暗物质不跟任何电磁波产生作用,只是通过引力影响其他物质,所以对这个暗物质,我们实在是知之甚少,由于韦伯望远镜特殊镜面对光更加敏感,所以可以用来寻找暗物质的踪迹。
第四个是关于外星生物的探寻,之前科学家找到了一个系外行星trappist-1,这里三颗行星处于宜居带,这次我们可以通过韦伯望远镜观察到这三颗行星的大气成分,也就间接了解是否有生命的存在,人类迟早要迈出这一步。
关于韦伯太空望远镜,我们已经做到精益求精,剩下的只能祈求上天好运眷顾。虽然韦伯望远镜的设计寿命是5-10年,但是我们看太空中那些“超长待机”的探测器,科学家还是乐观地认为只要后续运作正常,也能做到“延迟退休”,让我们期待詹姆斯·韦伯太空望远镜带领人类进入太空探索的新纪元。好了,今天就到这里。生活很美好,感谢有你们,咱们下期不见不散。