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史上最強“無三包”太空望遠鏡——韋伯終于在今年圣誕節上天了,從1996年研發到2021年發射成功,跨越了14年,不虧是鴿王之王,這樣就產生了一系列的問題:為什么這么貴?為什么等這么久?能有什么作用?中國航天技術還差多少?對這個話題感興趣的朋
史上最強“無三包”太空望遠鏡——韋伯終于在今年圣誕節上天了,從1996年研發到2021年發射成功,跨越了14年,不虧是鴿王之王,這樣就產生了一系列的問題:為什么這么貴?為什么等這么久?能有什么作用?中國航天技術還差多少?對這個話題感興趣的朋友,請給隊長來個強烈推薦,咱們馬上開講。
真心貴!
韋伯太空望遠鏡原計劃是2007年發射,那時候的預算還是5億美元,如今2021年年底發射,從制作到上天到后續運營費用已經飆升到了100億美元,相當于3個卡西尼號,18輛機遇號火星車,這個費用相當于中國24年間從成立項目到神州十一號的全部費用·······這包括了20個國家持續25年的投入和數萬名科學家合作,成就了這架史上制造單價最貴的航天器,總質量也就6.5噸,折算一下,單價是黃金的20多倍,你有沒有一種看這些金額,看麻了的感覺。
真設計!
韋伯太空望遠鏡作為最大的紅外空間望遠鏡,口徑是6.5米,最初設計是8米,因為預算問題縮小了尺寸,這也是觀測到宇宙大爆炸第一縷光線的最低要求了,是目前最大的口徑太空望遠鏡,而且鏡面是18塊正六邊形鏡面拼接而成的,采用“鈹”制成,
質量更輕,為了增強反射光,鏡面還鍍了一層“土豪金”,厚度僅有120納米,這個厚度是人頭發厚度的200分之一。光這涂層就花費了工程師六年的時間,每塊鏡片后面都裝有7個馬達,以便可以做到10納米精度的鏡片調整,望遠鏡不光是拼接式,還是折疊式,必須如同折疊傘一樣才能裝到發射火箭內,等到了軌道再打開,這就要求太空望遠鏡經歷火箭發射的顛簸,還要在激光的引導下,打開五層的遮陽板。這是一項沒辦法在地球測試的程序,因為地球上沒有那么大的低溫真空艙!NASA只好檢測所有零部件,整個過程中,一粒沙子都可能對韋伯造成毀滅性的打擊,畢竟只有一次機會。
真特別!
韋伯望遠鏡與服役很久的哈勃望遠鏡有非常多的不同之處,哈勃望遠鏡是圍著地球上空旋轉的,離地球表面不過五六百千米左右,期間壞了幾次地球都能發射太空飛船,宇航員進行過太空行走維修,現如今也已經到了延遲退休的年齡,而“鴿王之王”韋伯太空望遠鏡,是要發射到地球背向太陽的150萬千米的太空,相當于是地球到月球的4倍,這要是壞了,完全做不到“三包”,也就側面解釋了,為什么鴿了這么久,這要求科學家在地面的各項測試中做到萬無一失,因為真上天也就鞭長莫及了。既然作為最新的太空望遠鏡是不是技術是最強的?還真不是,這可不是手機,一年一個發布會,顧客一味追求最新科技,航天器的技術使用原則是“久經考驗的成熟技術”,一切為了降低以外報廢的概率,更何況像韋伯望遠鏡這種“一錘子買賣”,更是要技術完美到極致。僅僅繞地球的哈勃太空望遠鏡就提供了那么多精美的太空圖片,這次的韋伯真是讓我們有種“摩拳擦掌”的期待。
真切合!
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀測的波段,是波長0.6到28.3微米的頻段,反正比哈勃、赫歇爾等太空望遠鏡觀測能力強太多了,后面會跟大家講這架望遠鏡帶著什么的任務上的天。先解釋一下這個拉格朗日,一個叫做拉格朗日的數學家,發現了如果一個探測器,處于地球和太陽,所構成天體系統中的5個特殊位置,那么這三者構成的“三體”系統就會很穩定,這五個特殊的地點就是5個拉波朗日點,所以經過計算,這個拉格朗日2點是太陽和地球兩大引力最和諧的那個位置,所以成為太空望遠鏡的最佳觀測點。
真實用!
韋伯太空望遠鏡會幫助人類解決四大宇宙之謎:
第一個是宇宙大爆炸,韋伯望遠鏡號稱“時間機器”,檢測的波長是哈勃的20倍,理論上,它可以檢測到從宇宙誕生之日的光線,從而發現宇宙中最早期誕生的第一批恒星和星系,也許困擾人類至今的宇宙大爆炸之謎即將揭開。
第二個是關于太陽系的,雖然冥王星已經不在航行之列,但是科學家一直沒有放棄對它的探索,我們之前掌握的圖片等資料都是模糊的,真正的面紗還沒有揭開,還有其他太陽系的星球,我們都渴望得到更全面的了解。
第三個是關于暗物質之謎,由于暗物質不跟任何電磁波產生作用,只是通過引力影響其他物質,所以對這個暗物質,我們實在是知之甚少,由于韋伯望遠鏡特殊鏡面對光更加敏感,所以可以用來尋找暗物質的蹤跡。
第四個是關于外星生物的探尋,之前科學家找到了一個系外行星trappist-1,這里三顆行星處于宜居帶,這次我們可以通過韋伯望遠鏡觀察到這三顆行星的大氣成分,也就間接了解是否有生命的存在,人類遲早要邁出這一步。
關于韋伯太空望遠鏡,我們已經做到精益求精,剩下的只能祈求上天好運眷顧。雖然韋伯望遠鏡的設計壽命是5-10年,但是我們看太空中那些“超長待機”的探測器,科學家還是樂觀地認為只要后續運作正常,也能做到“延遲退休”,讓我們期待詹姆斯·韋伯太空望遠鏡帶領人類進入太空探索的新紀元。好了,今天就到這里。生活很美好,感謝有你們,咱們下期不見不散。
李同東