史上最強(qiáng)“無(wú)三包”太空望遠(yuǎn)鏡——韋伯終于在今年圣誕節(jié)上天了,從1996年研發(fā)到2021年發(fā)射成功,跨越了14年,不虧是鴿王之王,這樣就產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題:為什么這么貴?為什么等這么久?能有什么作用?中國(guó)航天技術(shù)還差多少?對(duì)這個(gè)話題感興趣的朋
史上最強(qiáng)“無(wú)三包”太空望遠(yuǎn)鏡——韋伯終于在今年圣誕節(jié)上天了,從1996年研發(fā)到2021年發(fā)射成功,跨越了14年,不虧是鴿王之王,這樣就產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題:為什么這么貴?為什么等這么久?能有什么作用?中國(guó)航天技術(shù)還差多少?對(duì)這個(gè)話題感興趣的朋友,請(qǐng)給隊(duì)長(zhǎng)來(lái)個(gè)強(qiáng)烈推薦,咱們馬上開(kāi)講。

真心貴!
韋伯太空望遠(yuǎn)鏡原計(jì)劃是2007年發(fā)射,那時(shí)候的預(yù)算還是5億美元,如今2021年年底發(fā)射,從制作到上天到后續(xù)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用已經(jīng)飆升到了100億美元,相當(dāng)于3個(gè)卡西尼號(hào),18輛機(jī)遇號(hào)火星車(chē),這個(gè)費(fèi)用相當(dāng)于中國(guó)24年間從成立項(xiàng)目到神州十一號(hào)的全部費(fèi)用·······這包括了20個(gè)國(guó)家持續(xù)25年的投入和數(shù)萬(wàn)名科學(xué)家合作,成就了這架史上制造單價(jià)最貴的航天器,總質(zhì)量也就6.5噸,折算一下,單價(jià)是黃金的20多倍,你有沒(méi)有一種看這些金額,看麻了的感覺(jué)。
真設(shè)計(jì)!
韋伯太空望遠(yuǎn)鏡作為最大的紅外空間望遠(yuǎn)鏡,口徑是6.5米,最初設(shè)計(jì)是8米,因?yàn)轭A(yù)算問(wèn)題縮小了尺寸,這也是觀測(cè)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(yuǎn)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(zhì)量更輕,為了增強(qiáng)反射光,鏡面還鍍了一層“土豪金”,厚度僅有120納米,這個(gè)厚度是人頭發(fā)厚度的200分之一。光這涂層就花費(fèi)了工程師六年的時(shí)間,每塊鏡片后面都裝有7個(gè)馬達(dá),以便可以做到10納米精度的鏡片調(diào)整,望遠(yuǎn)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(fā)射火箭內(nèi),等到了軌道再打開(kāi),這就要求太空望遠(yuǎn)鏡經(jīng)歷火箭發(fā)射的顛簸,還要在激光的引導(dǎo)下,打開(kāi)五層的遮陽(yáng)板。這是一項(xiàng)沒(méi)辦法在地球測(cè)試的程序,因?yàn)榈厍蛏蠜](méi)有那么大的低溫真空艙!NASA只好檢測(cè)所有零部件,整個(gè)過(guò)程中,一粒沙子都可能對(duì)韋伯造成毀滅性的打擊,畢竟只有一次機(jī)會(huì)。
真特別!
韋伯望遠(yuǎn)鏡與服役很久的哈勃望遠(yuǎn)鏡有非常多的不同之處,哈勃望遠(yuǎn)鏡是圍著地球上空旋轉(zhuǎn)的,離地球表面不過(guò)五六百千米左右,期間壞了幾次地球都能發(fā)射太空飛船,宇航員進(jìn)行過(guò)太空行走維修,現(xiàn)如今也已經(jīng)到了延遲退休的年齡,而“鴿王之王”韋伯太空望遠(yuǎn)鏡,是要發(fā)射到地球背向太陽(yáng)的150萬(wàn)千米的太空,相當(dāng)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(cè)面解釋了,為什么鴿了這么久,這要求科學(xué)家在地面的各項(xiàng)測(cè)試中做到萬(wàn)無(wú)一失,因?yàn)檎嫔咸煲簿捅揲L(zhǎng)莫及了。既然作為最新的太空望遠(yuǎn)鏡是不是技術(shù)是最強(qiáng)的?還真不是,這可不是手機(jī),一年一個(gè)發(fā)布會(huì),顧客一味追求最新科技,航天器的技術(shù)使用原則是“久經(jīng)考驗(yàn)的成熟技術(shù)”,一切為了降低以外報(bào)廢的概率,更何況像韋伯望遠(yuǎn)鏡這種“一錘子買(mǎi)賣(mài)”,更是要技術(shù)完美到極致。僅僅繞地球的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡就提供了那么多精美的太空?qǐng)D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(yuǎn)鏡觀測(cè)的波段,是波長(zhǎng)0.6到28.3微米的頻段,反正比哈勃、赫歇爾等太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)能力強(qiáng)太多了,后面會(huì)跟大家講這架望遠(yuǎn)鏡帶著什么的任務(wù)上的天。先解釋一下這個(gè)拉格朗日,一個(gè)叫做拉格朗日的數(shù)學(xué)家,發(fā)現(xiàn)了如果一個(gè)探測(cè)器,處于地球和太陽(yáng),所構(gòu)成天體系統(tǒng)中的5個(gè)特殊位置,那么這三者構(gòu)成的“三體”系統(tǒng)就會(huì)很穩(wěn)定,這五個(gè)特殊的地點(diǎn)就是5個(gè)拉波朗日點(diǎn),所以經(jīng)過(guò)計(jì)算,這個(gè)拉格朗日2點(diǎn)是太陽(yáng)和地球兩大引力最和諧的那個(gè)位置,所以成為太空望遠(yuǎn)鏡的最佳觀測(cè)點(diǎn)。
真實(shí)用!
韋伯太空望遠(yuǎn)鏡會(huì)幫助人類(lèi)解決四大宇宙之謎:
第一個(gè)是宇宙大爆炸,韋伯望遠(yuǎn)鏡號(hào)稱“時(shí)間機(jī)器”,檢測(cè)的波長(zhǎng)是哈勃的20倍,理論上,它可以檢測(cè)到從宇宙誕生之日的光線,從而發(fā)現(xiàn)宇宙中最早期誕生的第一批恒星和星系,也許困擾人類(lèi)至今的宇宙大爆炸之謎即將揭開(kāi)。
第二個(gè)是關(guān)于太陽(yáng)系的,雖然冥王星已經(jīng)不在航行之列,但是科學(xué)家一直沒(méi)有放棄對(duì)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(méi)有揭開(kāi),還有其他太陽(yáng)系的星球,我們都渴望得到更全面的了解。
第三個(gè)是關(guān)于暗物質(zhì)之謎,由于暗物質(zhì)不跟任何電磁波產(chǎn)生作用,只是通過(guò)引力影響其他物質(zhì),所以對(duì)這個(gè)暗物質(zhì),我們實(shí)在是知之甚少,由于韋伯望遠(yuǎn)鏡特殊鏡面對(duì)光更加敏感,所以可以用來(lái)尋找暗物質(zhì)的蹤跡。
第四個(gè)是關(guān)于外星生物的探尋,之前科學(xué)家找到了一個(gè)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(guò)韋伯望遠(yuǎn)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(lèi)遲早要邁出這一步。
關(guān)于韋伯太空望遠(yuǎn)鏡,我們已經(jīng)做到精益求精,剩下的只能祈求上天好運(yùn)眷顧。雖然韋伯望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)壽命是5-10年,但是我們看太空中那些“超長(zhǎng)待機(jī)”的探測(cè)器,科學(xué)家還是樂(lè)觀地認(rèn)為只要后續(xù)運(yùn)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(yuǎn)鏡帶領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入太空探索的新紀(jì)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(jiàn)不散。