深度|韦布太空望远镜飞向160万公里外轨道,将首次站在L2点上瞄准宇宙!


深度|韦布太空望远镜飞向160万公里外轨道,将首次站在L2点上瞄准宇宙!
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【深度|韦布太空望远镜飞向160万公里外轨道,将首次站在L2点上瞄准宇宙!】历经多年拖延、耗资百亿美元 , 12月25日 , 美欧天文学界终于等到一份特殊的“圣诞礼物”:现有性能最强、造价最贵的太空望远镜詹姆斯·韦布发射升空并顺利入轨 。
作为31岁高龄的哈勃太空望远镜的“继任者” , 韦布承载着美欧深空探测的长期期待 , 即将开启探寻宇宙初始状态、寻找地外生命迹象等高难度任务 。它有哪些绝活 , 为何拖延已久 , 又将带来怎样的惊喜?
挑战之旅
美国东部时间25日7时20分 , 韦布太空望远镜搭载阿丽亚娜5型火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空 。飞行27分钟后 , 它与火箭分离并顺利进入预定轨道 , 朝着160万公里外的目的地飞奔而去 。这一距离相当于地球与月球距离的4倍多 , 远超现役哈勃太空望远镜与地面600公里的距离 。
接下来的1个月 , 它将借助复杂装置 , 一边飞行一边“开屏” 。首先 , 展开太阳帆板 , 对准通信天线;随后 , 展开5层遮阳板;最后 , 展开主镜、副镜和其他数十个部件 。主镜直径超过6.5米 , 由18片六边形金属镜组成 , 灵敏度相当于哈勃的100倍 。遮阳板展开后足有网球场那么大 , 对冷却主镜和红外探测器至关重要 。
全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩指出 , 作为新一代太空望远镜 , 韦布太空望远镜特点鲜明 。一是口径更大 , 直径相当于哈勃两倍多 , 可以看得更远 。二是通过红外波段观测宇宙 , 灵敏度更高 , 能穿透气体和尘埃 , 捕捉遥远的早期星系发出的微弱光线 , 探测宇宙最早期的一些信息 。这与哈勃成像的光的波长不同 , 哈勃主要在紫外光、可见光和近红外光波段观测 。三是运行在太阳和地球之间的第二个拉格朗日点(L2点) , 可减少地球辐射或太阳光的影响 , 并能依靠地球和太阳的共同引力保持相对静止 , 节省燃料消耗 。四是它是世界上首个没有镜筒的望远镜 , 采用分裂展开的方式 , 设计巧妙 , 技术复杂 , 因此费用一直在涨 。
按计划 , 它将在明年1月后完全展开设备 , 并抵达观测点 。随后5个月里 , 研究人员将进行远程调试校准 。明年6月底前后 , 它将正式“上岗” 。科学家预计 , 韦布的任务将持续至少5年 , 也可能10年 。时长受到韦布携带的燃料量的限制 , 这是其保持正确轨道、并指向预定方向所必需的 。不过 , 工程师们特意让韦布的燃料箱呈打开状态 , 如果未来技术可行 , 造访的航天器可以为其加满燃料 。
“整个过程面临较大挑战 。”《航空知识》杂志主编王亚男指出 , 因为其工作轨道距地球遥远 , 人类不可能像此前维修哈勃太空望远镜那样派遣航天飞机完成 。这对于系统可靠性和成熟度要求很高 。但从各项严格测试来看 , 韦布太空望远镜目前状态较为理想 , 未来的成功率较高 。
“接下来的半年 , 韦布可能会有300多个操纵动作 , 关键设备会有备用选项 , 但仍有一定风险 , 可靠性大约为70% 。”庞之浩称 。
漫长等待
25日发射成功后 , 参与开发的美国航天局(NASA)、欧洲航天局都在第一时间发推文庆祝 。对于研发人员和广大天文爱好者来说 , 从项目出炉到发射升空 , 这段等待漫长而曲折 。
1990年哈勃望远镜发射后不久 , NASA就开始着手准备下一代太空望远镜 , 1996年开始招标 , 以NASA第二任局长詹姆斯·韦布的名字命名 , 2004年开始建造 , 最初定于2007年发射 。来自美国等20多个国家数千人参与其中 。