紅外線望遠鏡有什麼神奇的秘密?韋伯太空望遠鏡是如何運轉的

2021-01-07 銀河系未解之謎

在2021年,人類將能看到130億年前的世界,與它有關的是一個最昂貴的項目-詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

比起它的前任,哈勃太空望遠鏡這個老傢伙,它是一個數字紅外線望遠鏡,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可以幫助我們了解宇宙大爆炸後不久的情況。

紅外線望遠鏡有什麼神奇的秘密?

這個項目絕對不是過去幾年才有的結果,它是歐洲空間局和美國宇航局共同的項目,加拿大和歐洲以NASA的第二任負責人-詹姆斯·韋伯的名字命名。

在過去的四分之一世紀中,它一直被美國國家航空航天局專門照顧,從1961年到1968年韋伯領導NASA期間,監督領導了美國首次載人(阿波羅計劃)等系列項目,並負責向太空發射新型太空望遠鏡,該計劃於2007年發射進入軌道,但此後被推遲到了2021年3月下旬。

它的前任,哈勃望遠鏡自1990年發射以來,已經提供了超過一百萬個數千顆恆星的圖像,哈勃拍攝的這些圖像,發生在大爆炸之後約3.8億年的恆星,據說在137億年前,這些恆星還不存在。

現在我們希望詹姆斯·韋伯能夠向我們展示宇宙誕生之後1至2.5億年的圖像,這不僅可以幫助科學家了解發生的過程,也許會改變我們目前對宇宙的結構認識

另外,詹姆斯·韋伯(James Webb)將能夠在我們太陽系之外發現行星,例如關於地球系外行星的很多東西,我們將能夠確定它們的密度並分析其大氣成分,以了解這顆行星是什麼類型的物體以及它上面是否有生命,專家詹姆斯·韋伯說,哈勃望遠鏡已經收集了大約有一百個行星的氣殼 能夠探索300多種不同系外行星的大氣

韋伯太空望遠鏡是如何運轉的

不像哈勃空間望遠鏡那樣圍繞地球上空旋轉,韋伯太空望遠鏡將繞太陽旋轉,它位於距離地球150萬公裡的太空,處於第二拉格朗日點(日-地系統的L2點)上,因為引力穩定,故可以保持相對固定不變的位置,不用頻繁地進行移動位置,而且還不會受到地球軌道附近灰塵的影響,

它配備了光譜器,網絡敏感設備,紅外線傳感器等,這些設備將能夠用於研究冷系外行星,韋伯將繞太陽旋轉,而不是像哈勃那樣繞地球旋轉,韋伯到地球的距離將介於約34.7萬至150萬公裡之間,將與地球保持同步溝通。

因為它位於距離地表約150萬公裡的位置上,也就是距離從地球到望遠鏡的距離幾乎是地球到月球距離的四倍,因此其設計必須極其可靠,需要消除潛在的故障,即使出現故障也不可能頻繁派遣修理人員。

和哈勃的11噸相比,韋伯重6.2噸,約為哈勃的一半重量,韋伯的尺寸是一個網球場,高度為三層樓的房子,而哈伯的尺寸不超過公共汽車,值得注意的是韋伯望遠鏡的主鏡直徑為6.5米,主鏡被分割成18塊六角形鏡片,類似於由18個元素組成的巨型蜂窩,而哈勃的主鏡口徑為2.4米,面積約為韋伯的五分之一。由於其令人印象深刻的主鏡尺寸,主鏡必須摺疊才能實現。

直到2015年底,鏡子的一半才安裝在望遠鏡上,直到2016年2月才完全組裝完成,鏡子表面使用的鈹能使其在低溫下仍能保持形狀,鏡子的前面覆蓋著一層重約48.2 5克,厚約100納米的金,這種塗層能最好地反射紅外線。

但望遠鏡的最大元素不是鏡子而是遮陽板,遮陽板長度為20米,寬度為7米,由五層非常薄的聚醯胺薄膜組成,它就像一個巨大的餡餅,可以保護鏡子,它可以將望遠鏡的超靈敏矩陣冷卻到零下220攝氏度,否則高溫會干擾紅外線發光零件,進而影響觀察的清晰度。

主要儀器功能都有哪些?

一方面,控制計算機運行的中央計算機是韋伯的主要部分,除了中央計算機還有更多科學儀器, 首先是近紅外攝像機,我們期望使用凸輪來構成望遠鏡的主要眼睛,來查看宇宙中最古老的恆星及其周圍的行星,以及創建暗物質地圖。

其次是近紅外光譜儀,將收集有關物理和化學的信息,將使您看到恆星誕生以來,許多柯伊伯帶的未知物體,天文學家希望它將有助於尋找神秘的第九顆行星。

最後是精確引導傳感器,有助於韋伯準確對準望遠鏡以獲取更高質量的圖像。

另一方面,他們正計劃推出轉向鏡和主鏡,該設備設計用於五到十年的運作,可能會更長一點,這些設備將在歐洲運載火箭「亞利安五號火箭」的幫助下,被送往太空,為此,蓋亞那航天中心進行了一百億美元的建設和半年的建設。

為什麼不讓韋伯留在地球上而是將其送往太空?

事實是水, 一方面是地球大氣中的雲層,地球大氣中的蒸氣吸收了大部分紅外線和紫外線,而太空望遠鏡就可以觀測到,還有就是地球表面的噪音和震動這些問題。另一方面在太空中使用望遠鏡我們可以達到更高的解析度,比以往地球上的望遠鏡都要高, 您想探索宇宙的秘密嗎?別忘了推薦我給您的朋友

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