耗资96亿美元!即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜到底有多强?



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根据美国宇航局的消息 , 当地时间12月22日 , 他们的新一代观测设备——詹姆斯·韦伯太空望远镜即将发射升空 。 这台万众瞩目的望远镜 , 堪称是人类史上最强大的望远镜 。 那么 , 它到底有多厉害呢?它将发挥什么样的作用呢?今天咱们就来详细聊一聊 。

(图片说明:詹姆斯·韦伯太空望远镜艺术图)早在1996年 , 著名的哈勃太空望远镜刚刚升空6年的时候 , 美国宇航局就已经开始筹划新一代的太空望远镜了 。 最开始 , 它真的只是叫做新一代太空望远镜 。 后来 , 美国宇航局决定以该部门第二任局长詹姆斯·韦伯为其命名 , 简称JWST 。
既然是新一代望远镜 , 自然观测能力要比哈勃强得多 。 哈勃望远镜的口径大约是2.4米 , 而JWST的口径则达到了6.5米 , 是前者的近3倍 。 不过 , 它的主镜并不是一块完整的镜面 , 而是由18块六边形的小镜面拼接而成的 。

(图片说明:在JWST旁边的工作人员显得非常小)科学家介绍 , 由于分辨率足够高 , 它甚至可以观测到月球上的一只蜜蜂!凭借着诸多优势 , JWST的综合观测能力 , 将比哈勃提高100倍!
望远镜做大一点当然是好事 , 但对于人类的火箭发射能力来说也是一个巨大的挑战 。 如果按照哈勃的模式造新一代望远镜 , 是无法发射升空的 。 科学家们苦思冥想 , 最终选择用金属铍来打造这台望远镜 , 极大地降低了望远镜的质量 。 因此 , 虽然哈勃的重量达到了惊人的11吨 , 但体积更大的JWST却只有差不多6.2吨 。

(图片说明:人类和JWST以及哈勃望远镜HST的对比)铍这种金属不仅轻 , 而且还有许多其他优良的特性 。 它是电和热的良性导体 , 没有磁性 , 本身也非常坚固 , 在飞机或航天飞机上就经常有它们发挥的空间 。 除此之外 , 铍能够在各种温度下完好地保持自己的形状 , 这对于JWST是一个非常重要的优势 。
对于JWST的天文观测来说 , 温度是一个非常关键的参数 , 而它所处的环境 , 温度又比较复杂 。 在朝向太阳的一侧 , 温度可能会高达110℃;而背向太阳的一面 , 则要达到不足-200℃的极低温环境 。 JWST需要极寒的温度才能保证观测质量 , 所以它还配备了一个耗资100万、总共5层、和网球场差不多大的遮阳罩 , 屏蔽掉太阳光 。

(图片说明:JWST需要巨大的遮阳罩)和现在其他太空望远镜绕地球公转不同 , JWST是绕着太阳公转的 。 在发射升空后 , 它会被放置在距离地球150万公里的第二拉格朗日点上 。 这是由著名数学家欧拉日计算出来的一个位置 , 在这里JWST不需要借助任何动力就能够和地球公转轨道达成一致 , 一起绕太阳公转 。
之所以被放在这里 , 是因为JWST需要屏蔽来自太阳的辐射 , 才能更好地进行观测 。 但这也带来了另一个问题 , 那就是人类不可能对它进行维护 , 所以美国宇航局才对它尤其谨慎 , 准备了这么多年 , 甚至一次又一次地拖延了发射时间 。
根据最初的计划 , JWST应该在2007年发射升空 。 不过后来 , 由于预算不足、设备问题等诸多原因 , 它的发射被一拖再拖 , 一下子拖了7年 。 所以国内有人给了它一个绰号:鸽王 。

甚至就在发射前一个月 , JWST再一次放鸽子 。 因为望远镜和运载火箭连接的设备意外松开 , 导致望远镜“虎躯一震” , 美国宇航局不得不临时再次检测望远镜是否有设备受损 。 所幸没有出现意外 , 望远镜的发射时间只是从12月18日推迟到12月22日 。
由于发射时间一拖再拖 , JWST的成本也不断水涨船高 。 根据最初的预测 , 这个项目耗资是5亿美元 。 随着发射时间不断推迟 , 相关维护的成本也越来越高 , 再加上通货膨胀的因素 , 目前预计这个项目的耗资将超过96亿美元!好在这一次真的要发射了 , 否则这台望远镜放在无尘室 , 每天就要再多花不少钱……

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