自年4月12日,前苏联宇航员加加林乘坐东方1号宇宙飞船进入太空开始,人类对宇宙的探索就从未停止过,半个世纪以来,人类不仅登上了月球、甚至未来还要殖民火星——但是,我们对宇宙依然所知无几。
太空望远镜,其实是我们了解广袤宇宙的唯一窗口。
▲哈勃空间望远镜
然而,现役最大的空间望远镜哈勃空间望远镜(HubbleSpaceTelescope)已经服役了26年,随着天文学的发展,哈勃望远镜渐渐无法满足人类对太空探索的需求,我们需要看得更远。
于是,NASA花了20年,耗资87亿美金,打造了有史以来最强大的太空望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜(JamesWebbSpaceTelescope),并计划于年送上太空。
这一次,我们要看到宇宙尽头。
▲詹姆斯·韦伯空间望远镜
如何打造史上最大的望远镜?
年,哈勃空间望远镜还没发射呢,NASA就提出了要给哈勃空间望远镜找接班人的决定——那时候想得美啊,要建造一个低成本的「新一代太空望远镜」,只需要5亿美元就可以建成,不到哈勃空间望远镜造价的一半。
▲预计年发射韦伯空间望远镜
原计划韦伯空间望远镜将放置于距离地球外侧万千米的第二拉格朗日点上,在这个位置引力相对稳定,无需经常调整来修正望远镜的位置,也不会受到地球轨道附近灰尘的影响,毕竟距离地球那么远,隔三差五让宇航员上去修理也不现实。
▲韦伯空间望远镜将放置于第二拉格朗日点(L2)
韦伯空间望远镜的镜面系统由主镜、次镜以及三镜组成,其中主镜由铍制成,口径为6.5米,展开面积是哈勃望远镜的5倍。为了提高红外反射率,镜面上还镀了一层超薄的黄金膜,为了最大程度上提高韦伯空间望远镜的稳定性,每一片镜片都要打磨数年的时间,并且在低温实验室进行检测。
▲韦伯空间望远镜工程浩大
由于主镜的直径比发射火箭还要大,因此主镜被分割成了18块小的六角型镜片,进入太空之后,小镜片们将会在微型马达的控制下展开拼成主镜,协助望远镜拍摄暗夜图像。
▲韦伯空间望远镜主镜
韦伯空间望远镜工程之浩大超出了所有人的想象,到了年时,制作成本已经高达45亿美金!当时NASA已经无力单独负荷项目的开发,只好拉来欧洲空间局和加拿大太空局合作,等到年建成时,已经耗资87亿美金。
▲镀金的主镜金光闪闪
人类到底能看到什么?
花费了近百亿美金,把空间望远镜发射到距离地球上百万公里的地方,天文学家们究竟指望韦伯空间望远镜看到些什么呢?其实有4个小目标:
寻找宇宙大爆炸之后发射出来的第一束光
研究星系是如何诞生和演进的
了解恒星和行星系统的组成
观察行星系统和生命起源之间的联系
▲一张图看懂宇宙大爆炸全过程
根据大爆炸宇宙模型进行推算,目前宇宙的年龄大约在.2亿年左右,宇宙初期的光线在跨越了漫长的时空之后,将会到达地球附近,而收集这些宝贵的数据,正是韦伯空间望远镜的使命。
为了提高观测的精度,韦伯空间望远镜上配备了极高灵敏度的红外线传感器、光谱器,这些传感器可以捕捉到从宇宙初期就发射出来、极为微弱的红外线。
同时,减少温度和太阳光的影响,韦伯空间望远镜必须处在超低温下进行工作(也就比绝对零度高一点儿),并且利用遮光板来避开太阳光与地球的反射光。
▲韦伯空间站将处于零下℃的宇宙中
凭借超高精度的红外视觉系统,韦伯空间望远镜将会看到宇宙尽头发出的光线,那也是大部分星系诞生和死亡的地方。更具价值的是,韦伯空间望远镜很有可能观测到目前人类未知的宇宙现象,一扇研究宇宙之谜的新大门正在缓缓打开。
▲在宇宙中展开主镜的韦伯空间望远镜
Geek君有话说
尽管韦伯空间望远镜的观测成果将会对全世界的人民开放,但靠着别国的成果坐享其成,显然不是大国风范。传闻我国的空间望远镜也正在紧锣密鼓地研发之中,究竟要等到什么时候,我们才能看到中国的空间望远镜发射上天呢?
▲中国的天宫空间站
福利社
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