10月12日,NASA 价值100多亿美金的詹姆斯·韦伯太空望远镜经过16天9300公里的海上航行,终于到达了南美洲北海岸法属圭亚那库鲁的欧洲太空港。

打开网易新闻 查看更多图片

计划于12月18日发射将其送入太空。该发射场邻近赤道,地球自转速度较快,能为火箭提供更多的动量、节省燃料。

下一步将把詹姆斯·韦伯太空望远镜安装到直径5米的整流罩中,由欧洲航天局提供的阿丽亚娜5型火箭发射,部署到距离地球150万公里的第二拉格朗日点。

在那里,地球、太阳与望远镜三者的视界总处于一定的相对位置,不用频繁地修正位置也能让遮光板发挥功效,相对于邻近天体可以保持不变的位置,重力也相对稳定,可以更稳定地进行观测,而且还不会受到地球轨道附近尘埃的影响。

打开网易新闻 查看更多图片

詹姆斯·韦伯太空望远镜是红外线太空望远镜,以美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名,曾领导了阿波罗计划等一系列美国重要的太空探测项目。由NASA,欧洲航天局和加拿大航天局开发,主要承包商是诺斯罗普·格鲁曼公司,开发于1996年开始。

原计划耗费5亿美元并于2007年发射升空,但由于各种原因,导致项目严重超支,发射时间数次推迟,当前的开发成本超过100亿美元。是仅次于航天飞机、国际空间站、阿波罗登月和GPS卫星导航系统的人类第五大航天项目。

斯皮策红外望远镜的镜面直径只有0.85米,哈勃望远镜为2.4米,詹姆斯·韦伯望远镜则达到了6.5米。这将给望远镜带来无与伦比的分辨率,可以从40公里外看到一枚硬币。而这个大小超过了火箭发射的尺寸限制,所以选择方案是加工成18面一模一样的六边形,折叠起来再展开。

打开网易新闻 查看更多图片

镜面材料采用抗弯刚度高、热稳定性好、热导率高、密度低的碱土金属铍材料,这是军工行业极为重要的金属,是洲际导弹的导航设备等的核心材料。镜面的加工精度要求误差不超过10纳米,每块镜片还能随意调整角度,调整精度不超过10纳米,10纳米只相当于几十个铍原子摆在一起的宽度。

詹姆斯·韦伯太空望远镜能探测遥远恒星和星系的微弱光线, 能探测到早期宇宙中形成的第一代星系发出的光,主要的任务是调查大爆炸理论的残余红外线证据(宇宙微波背景辐射),即观测今天可见宇宙的初期状态,将帮助我们探索太阳系的奥秘、探索其他恒星的遥远世界和宇宙的起源。

为此它配备高灵敏度红外线传感器、光谱器等。为便于观测,机体要能承受极度低温,也要避开太阳光与地球反射光等等,为此望远镜附带了可折叠遮光板,以屏蔽会成为干扰的光源。

詹姆斯·韦伯太空望远镜的遮阳罩共有五层,每层的厚度只有25到50微米,展开之后面积有300平米左右,相当于一个网球场。镜设备本身热量以及外部热源都会产生红外线干扰,遮阳罩能够保护望远镜不受任何可能干扰视线的热源影响,使得望远镜可以在零下273℃左右极低的温度下工作,才能探测到宇宙中遥远物体的微弱热信号。

打开网易新闻 查看更多图片

詹姆斯·韦伯太空望远镜能研究附近外行星的大气以寻找可居住的环境,寻找并分析遥远宇宙中像地球的行星。当韦伯望远镜对焦在一个有已知行星围绕的恒星上,行星从前面公转过去时,望远镜会检测到亮度的轻微下降。这首先会帮助我们测算出行星的大小,而从不同波长下观测亮度的下降程度则能给我们更多信息。因为原子和分子会吸收不同波段的光,以某种特定波长的光测量变暗程度,可以反映出行星大气存在哪种分子。

如望远镜检测到在1.15和1.4微米波长有衰减,那我们就能知道该行星大气中存在水蒸气,因为水分子会大量吸收这两个波段的光。韦伯将能观测很大范围波长的光,从可见光到中红外波段,这对于观测地球上的几种常见分子是很有用的,比如二氧化碳、氧气和氮气。

感兴趣的话,可以关注我们的微信公众号“NASA之光”,每天更新精彩内容!带你了解航天领域的最新动态,揭秘航天成就背后的精彩故事,学习航天技术的相关知识,一起探索宇宙、发现未来!