太空望远镜,接棒

2022-03-14 21:23
红领巾·探索 2022年3期
关键词:韦布哈勃反射镜

詹姆斯·韦布太空望远镜,是由美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)和加拿大航空航天局(CSA)联合研发的红外线观测用太空望远镜。作为哈勃太空望远镜的“接班人”,它一开始就被冠以“新一代太空望远镜”的名号,NASA还以第二任局长詹姆斯·韦布的名字为其命名。那么,这架望远镜比“老前辈”强在哪些方面呢?

詹姆斯·韦布,于1961年至1968年担任美国国家航空航天局局长,在任期间主导了著名的阿波罗计划,是实现人类登月梦想的功臣之一。

特点一:轻

詹姆斯·韦布太空望远镜使用坚固、耐热同时密度又很低的铍来制作主反射镜,由于铍的反射率不够高,它的镜面又被镀了一层纯金。平均下来,制造詹姆斯·韦布太空望远镜的材料密度要比制造哈勃太空望远镜的低得多,其整体重量只有6.2吨,大约为哈勃太空望远镜(11吨)的一半。

特点二:瘦

哈勃太空望远镜不易折叠,用一般的火箭装不下它,只能靠航天飞机将其带到太空。而詹姆斯·韦布太空望远镜被设计成了可以折叠的多层多边形,主反射镜也被分割成18块六边形的小镜片,通过折叠变形就能被装进火箭里。

特点三:大

詹姆斯·韦布太空望远镜的主反射镜直径有6.5米,反射面积为25.4平方米,主反射镜下方的遮光罩基座差不多有一个网球场那么大!而“老前辈”哈勃望远镜的口径为2.4米,反射面积只有4.3平方米,相比之下,就小多啦。

特点四:准

虽然主反射镜被分割成了18块,但每块小镜片的镜面抛光误差不超过10纳米(1纳米等于1厘米的一千万分之一),背部还都装有7个微型机械马达,能够在10纳米的精度内调整镜片的形状和方向,以确保整体镜面能完美对焦。

特点五:远

与哈勃太空望远镜不同,詹姆斯·韦布太空望远镜不围绕地球运行,它的目的地是第二拉格朗日点(英文简称L2)。这个位置很适合放置空间天文设备,因为可以让设备利用地球遮挡太阳的照射,减少太阳的干扰并方便校准。但缺点也很明显,这里距离地球150万千米,实在太远,一旦设备出问题,是不可能派人去维修的。

特点六:超级拖延

詹姆斯·韦布太空望远镜的项目启动于1996年,原本计划花费5亿美元并于2007年发射升空,但由于各种原因,发射时间一再推迟,经费更是严重超支,最后总耗费约100亿美元!

2021年12月25日,发射时间一拖再拖、研究经费严重超支的詹姆斯·韦布太空望远镜终于“上天”了。人们对它的“接棒”非常期待。毕竟人类的眼力有限,想要探索遥远的宇宙,还是得靠这些太空望远镜。

第一个用望远镜看星星的人

第一架望远镜于1608年由荷兰人发明,主要用于航海领域。伽利略在此基础上进行改造,随后便用望远镜看起了星星。望远镜不仅协助他进一步印证了哥白尼的日心说,还让他看到了很多有趣的东西。比如,伽利略惊讶地发现土星竟然长着两个“耳朵”!他苦思冥想,最后认定这对“耳朵”是围绕土星的其他行星。可惜伽利略的望远镜清晰度太低,他没能看出那对“耳朵”其实就是土星的光环。

不是鸽子粪的错

1965年,两位天文学家通过射电望远镜发现了一段奇怪的噪声。起初,他们以为是望远镜天线上的鸽子粪导致的干扰,在费了好大劲儿清理完鸽子粪后,噪声还在!后来他们才意识到,这段噪声是宇宙微波背景,是证明宇宙大爆炸的决定性证据!

黑白照变彩照

哈勃太空望远镜可以拍摄到数十亿光年外的宇宙景象。虽然我们最终看到的这些照片是五颜六色的,但实际上,哈勃太空望远镜拍摄的宇宙天体照片都是黑白的!望远镜上装备的相机只能以灰度像素进行拍摄,天文学家得用不同颜色的滤光片对原图进行多次曝光,然后将得到的图像叠加后才能合成这些美丽的彩色照片。

《创生之柱》,哈勃太空望远镜拍摄的最著名的照片之一。它展示的是鷹星云内圆柱形的星际气体和尘埃。手指状的“柱子”中正孕育着新的恒星。

《上帝之眼》,它展示的是距离我们700光年外的宝瓶座中的一个行星状星云,其外形犹如一只大眼睛。

哈勃太空望远镜拍摄的蟹状星云,是位于金牛座ζ星东北面的一个超新星残骸和脉冲风星云,距地球约6500光年。

谁都能申请使用

每年,哈勃太空望远镜的科学研究所都会面向全世界公开征集观测提案,任何人都能申请使用,但名额竞争非常激烈,毕竟全世界的天文学家都在抢。如今,哈勃太空望远镜已工作32年,故障也越来越多,退休近在眼前,而詹姆斯·韦布太空望远镜已于2021年12月25日发射升空,大家以后可能就要去抢使用“接班人”的机会了。希望它能继承“前辈”的事业,继续帮助人类书写探索太空的伟大史诗。

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