造價100億美元的詹姆斯韋伯望遠鏡,究竟有多牛?

2021-01-12 曉宇情話

提到太空望遠鏡,就不得不提起哈勃太空望遠鏡。這是由美國國家航天局於1990年4月24日通過「發現者」號太空梭送入太空的望遠鏡。

哈勃太空望遠鏡

30年來,通過哈勃太望遠鏡,人類獲取了大量從未獲取過的宇宙神秘景象,拍攝到了大量珍貴宇宙照片,不斷提升了人類對宇宙時間和空間認知的廣度和寬度。

哈勃,在可見光譜範圍內,觀察了數以千計的星系,發現了恆星形成的不同過程、發現了木星衛星中存在氧氣的神奇的景象。

話不多說,讓我們一起來看看哈勃拍攝到神奇壯麗的宇宙景象。

哈勃觀測到的宇宙合成照片
哈勃觀測到的宇宙合成照片
哈勃觀測到的宇宙合成照片
哈勃觀測到的宇宙合成照片
哈勃觀測到的宇宙合成照片

怎麼樣,是不是很壯觀。

但今天我們的主角並不是哈勃,而是比哈勃更牛的新一代太空紅外望遠鏡。

她的名字叫:詹姆斯韋伯太空望遠鏡。

來,先看看她的照片。

進入太空的詹姆斯哈勃太空望遠鏡想像圖

怎麼樣,像不像一艘宇宙戰艦,有沒有覺得,這造型科技感十足呢?

光看外表,好像已經比哈勃要厲害了,那麼它到底有哪些過人之處?

話不多說,直接上數據:

一、造價

哈勃望遠鏡:約21億美元(包含後期維護費用);詹姆斯韋伯太空望遠鏡:約100億美元。

要知道我國最先進的殲20隱形戰鬥機造價才1億美元,一架詹姆斯韋伯太空望遠鏡的造價約等於100架殲20。

中國五代戰機-殲20

二、工作地點

哈勃望遠鏡:距離地面約570km,詹姆斯韋伯太空望遠鏡:距離地球150萬km的拉格朗日2點。

地球至月亮的距離也才38萬km,韋伯距離地球的距離是哈勃距離地球的2632倍多。

由於韋伯是紅外望遠鏡,它需要遠離太陽、地球以致發出熱源的任何宇宙天體,要在接近絕對零度(-273.15度)的-220度環境中工作,這也是他選擇藏在地球背後,這個引力平衡點的原因。

因此,在這麼遠的距離,也造成了它不可能像哈勃一樣可以被太空人們進行維修。

三、鏡面直徑

哈勃望遠鏡:2.4米,詹姆斯韋伯太空望遠鏡:6.5米。

要知道6.5米已經超過了火箭發射的限制尺寸,因此科學家們將鏡面設計成18面一模一樣的六菱形,這些鏡面在地面被摺疊後,再在太空進行打開和自動組裝。

詹姆斯韋伯和哈勃望遠鏡對比示意圖

由於工作溫度的影響,普通材料根本無法勝任韋伯的鏡面,科學家們經過無數次論證和試驗,最終選擇了熱穩定好、抗彎強度高、低密度的金屬鈹作為韋伯的鏡面材料。

同時,為了保證觀測精度,詹姆斯韋伯的鏡面的拋光精度達到10納米。10納米相當於0.00001毫米,而我們一根頭髮絲的寬度才約等於0.1毫米。

正在實驗室內的詹姆斯韋伯望遠鏡鏡面

四、保護罩

哈勃望遠鏡:沒有;詹姆斯韋伯太空望遠鏡:5層不同聚合物遮陽傘。

詹姆斯韋伯太空望遠鏡將在距離地球約150萬km的地方進行工作,已經遠離了太陽熱源,但為了保證觀測精度,還要儘可能遮住外界能量,這就需要「遮陽傘」的出現。

詹姆斯韋伯望遠鏡遮陽傘

韋伯的「遮陽傘」共有5層,由5個不同的聚合物材料層組成,每層的厚度約25微米至50微米,厚度只有人類頭髮絲直徑的一半。(人類頭髮的寬度約80-100微米)

遮陽傘的展開面積達到了300平方米。

測試中,這五層防護罩可以將望遠鏡的正面溫度到背面溫度下降300攝氏度以上。

詹姆斯韋伯太空望遠鏡近距離影像

詹姆斯韋伯太空望遠鏡發射後,將成為人類有史以來送入太空最大,造價最高,最先進的望遠鏡,她能夠對宇宙中的紅外線進行觀測,撲捉最古老的天體和最神秘星系信息,幫助科學家們進一步探究宇宙的起源之謎。

2021年,詹姆斯韋伯太空望遠鏡將搭乘阿麗亞娜5型重型運載火箭發射升空,讓我們一起期待並見證詹姆斯韋伯太空望遠鏡奔向宇宙的壯麗時刻。

希望未來,她能帶我們一起去探究宇宙中更加神奇的未知世界,帶我們一起走向浩瀚神秘的未來世界。

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