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1 # 北牆根曬太陽
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2 # 加特林快評
美國韋伯太空望遠鏡有多厲害?首先我們來看看哈勃太空望遠鏡的功績,自1990年發射以來,哈勃幫助人類對天文物理獲得了更多的研究成果,執行26年拍攝了大量為科研直接服務的高畫質太空照片。隨著哈勃逐漸老化,接班人詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope,韋伯望遠鏡)已經建設完成,預定在2018年10月發射升空。
不過,在這一領域,中國已經有所作為,趕上美國的先進水平,晉身太空望遠鏡探測最前列。中國最新的4米可見光太空望遠鏡,已經能夠與韋伯的重要性相提並論!
美國太空總署的韋伯望遠鏡,是世界上已建設完成的最大太空望遠鏡。它針對的是紅外波段,而中國4米太空望遠鏡雖然口徑較小,但針對的是可見光波段,因此與韋伯可以說有重大區別,但也可以進行互補的合作。韋伯望遠鏡已經耗費20年進行研發,外觀就像一個放置在空中的大型反射望遠鏡,主鏡面的加工難度極大,總體直徑達6.5米,而且是多鏡面組合成一個整體鏡面,這是前所未有的技術挑戰,也證明了相關國家研製技術的重大突破升級。
其中最困難的,當然就是這一巨型光學鏡片組合的製造。其實哈勃一開始就遇到了這樣的難題,發射升空後才發現鏡片有瑕疵,導致不得不進行了修理工作。能夠製造這樣巨型的鏡片,而又能在太空正常工作,彰顯了世界頂尖的設計製造能力。
我國4米太空望遠鏡,也顯示了類似的技術水平。這兩個大型太空望遠鏡,將進行一連串的嚴格測試,包括震動、噪音、低溫及模擬發射條件等,以確保其能夠經得起低溫的太空環境。測試後,我國這一望遠鏡將進行相關裝置的安裝,例如配上通訊等系統,最終發射升空,執行實際任務。而NASA預計在2018年10月發射韋伯望遠鏡。
隨著哈勃逐步退出現役,我國4米太空望遠鏡將挑起可見光波段的主要探測任務,從而獲得大量的與其他國家合作的機會。負責韋伯望遠鏡的資深科學家馬瑟表示,韋伯望遠鏡比哈伯望遠鏡更強大,其集光區域比哈伯大7倍,但它針對紅外波段,使得我國望遠鏡有著極為關鍵性的獨特定位。
韋伯望遠鏡已經耗資87億美元,由NASA負責主導,國際夥伴包括歐洲太空總署及加拿大太空局。由於各種限制,我國並未參與韋伯望遠鏡專案,但透過4米望遠鏡專案,令我國幾乎達到了平起平坐的地步,使得我國在太空探測與合作之中佔據了極為有利的位置。
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3 # cnBeta
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope,縮寫JWST)是美國航空航天局、歐洲航天局和加拿大航空航天局聯合研發的紅外線觀測用太空望遠鏡,用來代替前任哈伯太空望遠鏡。距離詹姆斯韋伯太空望遠鏡的太空發射仍有段時間,NASA的科學家已經為其安排了首批觀測任務,指定了13個任務目標,從觀測木星到早期宇宙的星系形成。
首批由韋伯太空望遠鏡收集的天文資料也將向天文科學界提供,NASA承諾這些資料將立即共享給太空望遠鏡科學研究所STScI的Director"s Discretionary Early Release Science專案參與者,其中有許多專門為天文學科研究的成員。JWST的首批13個任務目標從100個候選提議中選出,將會啟用到望遠鏡所有四個儀器觀測,耗費460個觀測時間,預計將在五個月內完成。
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4 # 古灮科學
哈勃空間望遠鏡是促進人類科學發展的大功臣,它承載著地球文明的希望,於1990年4月24日伴隨著全世界人民的一片歡呼聲在美國發射升空。30年過去了,如今的它仍然在茫茫太空中飄浮著,前進著,一如既往履行著自己的使命。
時空的起點一直是人類非常關心的問題,可時至今日哈勃還是沒能夠捕獲到宇宙誕生之初的模樣。在138億年前奇點大爆炸初期的黑暗時代,宇宙到底有著怎樣的故事?我們始終感到好奇。
遙遠的距離和宇宙的膨脹使得首批誕生星系的光線變成了紅外光譜,已不再是可見光。因此,人類需要一架大型的紅外望遠鏡來觀測這些嬰兒星系。於是,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡順勢而生。
作為NASA的第二任局長,詹姆斯·韋伯曾在任職期間帶領NASA完成了一件大事--人類史上具有里程碑意義的登月計劃。該望遠鏡以詹姆斯·韋伯的名字命名,就是為了紀念他這一突出貢獻。
根據計劃,韋伯太空望遠鏡將會在距離地球150萬公里的第二拉格朗日點執行。跟哈勃的繞地軌道執行方式相比,韋伯望遠鏡具有更大的觀測優勢。但有一點令人擔心,由於它離我們太遠,一經發射便無法對其實施維修及維護。
為了確保韋伯望遠鏡能在惡劣的環境下正常執行,其發射時間被一拖再拖,初步計劃定於2021年3月30日。在費用方面,從研發到維修哈勃望遠鏡共花了約100億美元;而韋伯望遠鏡光造價就已花了88億美元,尚未發射吸金能力就直逼哈勃,成為人類史上最昂貴的太空望遠鏡。
那麼,韋伯望遠鏡比哈勃強在哪裡,為什麼說它很有可能會發現地外生命,它究竟有多厲害? 首先,從構造上來講。哈勃空間望遠鏡的口徑為2.4米;而韋伯望遠鏡的口徑達到了6.5米,將近是哈勃的三倍。為了提高紅外反射率,韋伯望遠鏡的鏡面還鍍有一層超薄黃金膜。以觀測紅外波段的能力來衡量,韋伯望遠鏡要比哈勃強大16倍。
其次,從觀測能力上來講。哈勃望遠鏡最多隻能觀測到宇宙誕生後4.8億年的景象;而韋伯望遠鏡則至少能夠看到宇宙誕生後2億年時的景象。哈勃望遠鏡是30年前的產物,而韋伯太空望遠鏡則是人類當前在天文領域最高技術水準的代表,二者的差距顯而易見。
韋伯太空望遠鏡的發射,將成為人類歷史上一個全新的里程碑。138億年前的宇宙究竟是什麼樣子,宇宙誕生之初又經歷過怎樣的故事?承載著人類夢想的哈勃望遠鏡曾拍下雙宿雙棲、創生之柱等震撼人心的畫面。
而一年後的2021年,當韋伯太空望遠鏡升空的那一刻,是否代表著我們能找到生命起源的證據,是否代表著我們極有可能發現地外文明,發現在那遙遠的星系中星際大戰留下的痕跡與往事?這一切也許只有等到一年之後,真相才會慢慢浮現在我們面前。
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5 # 科普敢探號
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡耗資近100億,比哈勃太空望遠鏡高出近5倍的費用,哈勃的長度13.2米,重量是11.1噸,主鏡口徑2.4米。韋伯的長度是20多米,重量6.2噸,主鏡口徑6.5米。
詹姆斯-韋伯太空望遠鏡是美國航空航天局,歐洲航天局和加拿大航空航天局聯合研發的紅外線觀測太空望遠鏡。無論從各方面資料它都比哈勃先進的多,主口徑比哈勃大了三倍,能夠看的更遠。
韋伯太空望遠鏡沒有鏡筒,鏡面由鈹製成,主鏡直徑比發射它的火箭都大,為了發射方便,把它製作成了18塊六角形的鏡片,到了指定的軌道再自動的展開。因為沒有鏡筒,展開以後就像一個平面大風帆。
韋伯太空望遠鏡的遮陽裝置像個網球場那麼大,用來遮擋太陽光,保證其觀測效果,遮陽部分,有五層能夠更好的把太陽光和地球的光隔開。
哈勃太空望遠鏡是在近地軌道,大約在550公里左右,而韋伯太空望遠鏡大約在150多萬公里,位於太陽和地球的第二拉格朗日點,它的聚光面積大約25米,用近紅外照相機,近紅外攝譜儀,中紅外裝置和精細導星感測器進行觀測。
為了在太空更好的完成觀測任務,它還要具備在低溫環境下的觀測,最低能夠承受零下273攝氏度的低溫。讓我們期待詹姆斯·韋伯給人類觀測到更多的宇宙奧秘。
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6 # 壞人236911442
祝您狗年大吉 新春快樂身體旺旺旺 ✨happy new year✨ 新年快樂 2018 ⭐⭐
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7 # 語宙
就在剛剛過去的2018年3月27日,預算已經高達88億美元的詹姆斯韋伯太空望遠鏡又宣佈延期到2020年5月才可能發射。
考慮到期間的天價延期成本和可能的改進測試,估計總預算直逼100億美元。
這比起它在1997年被批准的5億美元預算、2007年發射的初步版本,已經相距甚遠,從一個不起眼的小望遠鏡完全變成了一個載入人類史冊的重大專案!
▲詹姆斯韋伯看起來猶如太空中的一艘巨型戰艦(假想圖)
這幾年內,詹姆斯韋伯專案組開了無數次新聞釋出會,而所有的新聞釋出會如果總結為15個字的話,總是下面這五個部分:
大家好,有進展,要延期,沒錢了,快打錢。
當然,NASA出現罕見的慎之又慎也有幾個重要原因:
• 它是人類有史以來最高大上的太空望遠鏡!
它的最核心任務是:尋找宇宙的邊界,也就是宇宙最初期大爆炸後殘留的微波背景輻射。
• 它是目前僅次於阿波羅登月、太空梭、國際空間站和GPS專案的美國/人類第五大航天專案,且它只有一個航天器,造價已經逼近100億美元;比起之前這四個任務數十次到數百次發射分攤風險,但依然存在不可避免的發射失敗,對詹姆斯韋伯而言基本意味著必須成功,否則就虧的太大了。
• 而且它飛在距離地球過遠的位置,最遠是月球距離地球的近四倍,出現問題是不可能營救的。
▲詹姆斯韋伯與哈勃望遠鏡的位置關係
由於理論上說它任何一個部件都會輻射出紅外訊號產生干擾,所以這個望遠鏡必須溫度極低以減少影響,低到接近絕對溫度(-273攝氏度)的零下220度。
▲低溫測試中的詹姆斯韋伯
同時為了最大限度的收集紅外資訊,就需要超高反射率和超大的“鏡子”,還需要儘量迴避宇宙中干擾的熱源,比如地球和太陽。也要回避地球附近的宇宙塵埃。
因此,詹姆斯韋伯的最佳觀測點是處於日地引力平衡的拉格朗日2點,距離地球150萬公里(月球距離地球不過38萬公里),躲在地球背後,這個引力平衡點軌道穩定,也遠離熱源太陽和地球。
▲詹姆斯韋伯位置示意圖
但這也意味著任務必須一次成功,不存在修理的可能性,像哈勃望遠鏡那種本來不能用慢慢修好的可能性也是不存在的。
而且,它還有兩大絕活:
1、超級精密的鏡子
▲這是哈勃望遠鏡的主鏡和詹姆斯韋伯主鏡的大小對比
由於詹姆斯韋伯鏡面設計要求是6.5米口徑,而這個大小超過了火箭發射的尺寸限制,所以選擇方案是加工成18面一模一樣的六邊形,摺疊起來再展開。
▲摺疊在阿里亞娜火箭中的詹姆斯韋伯望遠鏡
普通鏡面材料根本不行,因為溫度變化導致變形,更何況零下220度。而且在反射電磁波的時候材料都會吸收掉一些能量(例如黑衣服白衣服區別),必須用抗彎剛度高、熱穩定性好、熱導率高、密度低的材料。 最後選擇了鹼土金屬鈹,這是軍工行業極為重要的金屬,是洲際導彈的導航裝置等核心原料。 鏡面的加工精度要求是:拋光誤差不超過10奈米,每塊鏡片還能隨意調整角度,調整精度不超過10奈米!!! 10奈米大概相當於幾十個鈹原子擺在一起的寬度。。。
▲主鏡面
2、遮陽板
儘管已經遠離熱源,但還要盡力遮住可能的外界能量,比如地球輻射。然後詹姆斯韋伯就要打著這麼一把五層的“遮陽傘”。 在測試中,這把傘從正面到背面,可以將輻射溫度降低300攝氏度以上。 它完全展開時長寬佔地大小有300平米左右,但即便這麼大,每層的厚度其實才25微米或50微米(第一層),這已經包括了鍍的矽膜和鋁膜。
▲遮陽板實際大小
要知道,人的頭髮直徑還有80-100微米,而考慮到這麼薄的一層要做到這麼大,真是不可思議。這恐怕也是人類歷史上最牛的一個遮陽板了。 但你別忘了,無論是鏡子還是遮陽板,都是需要先窩在一起塞進火箭裡,然後進入太空後才慢慢展開的。也就是說經歷了劇烈的火箭發射和非常大的溫度變化後,它們要在太空中實現剛才我說到的10奈米和25微米精度,這就非常難了。 它的遮陽傘開啟機構共計有100個,它們負責在經歷劇烈火箭震動和惡劣太空環境後,將這把打傘開啟,實現那麼誇張的精度。
▲在地面上透過龐大的機械臂吊裝測試
它到了太空中可沒有這些大型機械臂輔助,就得靠自帶器件緩慢展開這一層層龐然大物,
▲某結構測試
類似於在上面綁了100個小型拖車,把這龐然大物緩緩拖開。
所以目前大家覺得,還是在地面上使勁兒測試測試吧,再測試一年看看千萬不能出問題啊。畢竟出一點差錯就是100億美元預算+幾千個研究員參與專案+上百位博士的畢業問題啊。這個專案先後有歐美十幾個國家參與,國際影響力也要求它必須慎重。
而且,對於大型任務而言,任務延期是太正常的事情了,延期3年5年都不是事兒。羅塞塔號當年本來計劃探測的根本就不是那顆彗星,純粹因為被各種延期而不斷修改探測目標。畢竟彗星可不等你啊,人家該飛飛的,誰鳥你,錯過了就換一顆吧。
詹姆斯韋伯自然也早不是第一次延期,按照原計劃它現在應該已經接近結束任務了。
說實話,它延期發射並不擔心,還是希望歐空局的阿里亞娜5火箭一定要給力,千萬別出么蛾子,因為這完全就是一錘子買賣!
一錘子100億美元,這可真夠刺激的說。
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8 # 三體迷
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是NASA的旗艦級專案,預算近90億美金,一旦成功發射升空將成為人類史上最強大的望遠鏡,幫助人類揭開更多宇宙奧秘。
不少人將韋伯望遠鏡稱為哈勃的繼任者。眾所周知,哈勃太空望遠鏡是一臺改變世界的機器,徹底改變了我們對宇宙的認知,而韋伯望遠鏡將帶領我們更深入地瞭解宇宙。
正如諾貝爾物理獎獲得者約翰·馬瑟所言:
哈勃是將未知事物展現於人類面前,挑起了我們的求知慾;而關於這些事物的答案,我們要靠韋伯望遠鏡去探索。要知道,韋伯在某些方面的水平和能力將超出哈勃100倍,其主要任務是對宇宙初期狀態展開觀測(俗稱拍攝宇宙嬰兒照),研究星系、恆星和行星的形成與演化以及搜尋外星生命的蹤跡等。
哈勃與韋伯主鏡對比:
毫無疑問,韋伯望遠鏡專案是一個巨大的挑戰。它主鏡的直徑高達6.5米,由18塊正六邊形鏡片組成。這些鏡片非同一般,經過超精細加工,拋光誤差小於10奈米,且每塊鏡片裝有7個馬達,可在10奈米的精度內調整鏡片。
為了防止太Sunny及地球反射光對觀測產生干擾,科學家特地為韋伯望遠鏡加裝了一把太陽傘——巨型遮陽板。這就使得韋伯望遠鏡的體型變得異常龐大,竟與網球場相當。
因此,要將韋伯望遠鏡送上天還真不是易事。科學家不得不先將韋伯望遠鏡進行巧妙摺疊,隨後塞入指定座駕亞利安五號火箭,待進入太空中的預定位置後再精確地展開,其中難度可想而知。
另外,為了獲得最佳觀測效果,韋伯望遠鏡將被髮送到距離地球150萬千米的第二拉格朗日點上。不像哈勃望遠鏡位於大約600千米的低軌道位置上,發生故障還曾派太空梭前去修理。韋伯望遠鏡一旦出現故障,基本上就只能聽天由命了。
所以,這稱得上是一個不容半點失誤的大工程,亦或是一場近90億美金的豪賭,必須確保萬無一失。
正因如此,韋伯望遠鏡的發射時間一拖再拖。最初,韋伯的發射時間定於2011年,隨後推到2018年10月,再之後又推到2019年春。
前不久,NASA又宣佈,由於專案的複雜性和經費超支等原因,韋伯望遠鏡的發射時間不得不再往後延——暫定於2020年5月。
無論如何,希望韋伯儘快順利升空。
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9 # 艾伯史密斯
答:詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,絕對是人類目前最雄心勃勃的太空計劃之一!
一、耗資相比它的前輩“哈勃太空望遠鏡”,先進太多了,我們來看幾個資料:
光是耗資這一塊,就遠超哈勃太空望遠鏡;87億美元什麼概念?我們的53度飛天茅臺,2017年報價是1299,也就是4300萬瓶飛天茅臺的總銷售額!
要知道,阿波羅計劃的六次登月,總耗資是255億美元;所以在耗資上,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡實際上已經堪比登月的規模了。
二、特殊的軌道詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,將安置在日-地第二拉格朗日點,距離地球150萬公里,是地月距離的四倍。
所以任何一個地方出現故障的話,都是無法進行修復的,這麼遠的距離不可能派人去維修;對裝置的可靠性要求極高,弄不好二十多年的籌劃,近100億美元的耗資真會打水漂!
日-地第二拉格朗日點,相對於地球的位置是不變的,而且是引力平衡點;在該點上,韋伯太空望遠鏡可以長時間對某個區域進行長時間觀測,不會像哈勃望遠鏡那樣受到地球的遮擋。
而且該點處,位於地球的半影區域,地球將遮擋絕大部分太Sunny線,望遠鏡內部將處於-236℃(約37K)的工作環境。
三、精密的鏡片詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的主鏡,直徑是哈勃望遠鏡的2.7倍,採用多鏡片結構,最終主鏡片面積是哈勃望遠鏡的7.3倍,靈敏度大大提高,綜合能力超過前者一百倍。
而且鏡面的製造誤差,達到原子尺度的10奈米,也就是十個原子的厚度;因為鏡片實在太大,所以設計成18面六邊形鏡片,發射時將鏡片進行摺疊,到達軌道後再進行展開。
而且還要承受發射過程中的劇烈震動,還要在太空持續數週的執行,期間哪怕混進一粒灰塵,都將導致展開時出現毀滅性的精度誤差,這對鏡片的精度是極大的考驗。
類似的失誤,在它的前輩哈勃望遠鏡中已經出現過,但哈勃望遠鏡位於近地軌道,NASA安排了數次人工大修,才使得哈勃望遠鏡恢復正常,但是韋伯太空望遠鏡沒有維修的機會。
四、望遠鏡的能力詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,能觀察到可觀測宇宙最遙遠的距離,也就是宇宙大爆炸之初發出來的光線,這也是它的主要任務之一!
相對於哈勃望遠鏡,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡還有一個非常大的優勢,就是它的觀測波段主要是紅外線;紅外線波段比可見光波段的範圍更廣,意味著詹姆斯·韋伯太空望遠鏡能接收到的資訊更多,在地外行星的探測上,具有絕對的領先優勢!
五、其他方面除了以上四點,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在很多技術上都有突破,比如:巨型遮陽板、超低溫維持技術等等。
Google一位高管曾公開表示過:無論我們開多高的年薪,也吸引不來NASA最優秀的科學家……因為NASA給科學家畫的是一個星辰大海的夢想!
這才是NASA最“可怕”的地方。
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10 # 初來嚇到
現今最龐大、最複雜的科學專案之一!
其他幾個分別是,歐洲的粒子加速器 已建成、“人造太陽” 在建 工期無期 投入無限、量子通訊 在除錯。。。還有一些基礎科學專案什麼的,忘記了。。。
其中任何一個專案都耗費一批我們這個星球上最偉大的科學家,且不求財 不為名,只為人類的未來,可謂 最無私 最偉大,沒有之一!如果說死一個科學家 就能搞成,那麼會有一群科學家搶著死!就醬!
我們只有淚目!
就花費而言,近乎一個小國家全年GDP,除了美國和中國 某個專案可以勉強單獨搞,其他的 必須全球共搞,沒得選!
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11 # 科普大世界
就在本週三(2018年6月27),美國航空航天局又釋出了一個詹姆斯.韋伯太空望遠鏡發射時間表,預計2021年3月發射升空,這是第幾次延遲發射時間,可能已經沒有人記得清了。
從1996年計劃立項開始,詹姆斯韋伯太空望遠鏡就備受世人關注,本來預計於2010年之後發射升空,但是這期間經歷了很多次的發射時間推遲,其預算成本也從最初的5億美元漲到了百億美元。所以雖然要兩年多後才能發射升空,但是詹姆斯.韋伯太空望遠鏡已經被認定為迄今為止最貴的太空專案,僅次於阿波羅登月、太空梭、國際空間站和GPS專案,但是這四個專案都是多次發射分擔風險的,然而詹姆斯.韋伯望遠鏡只是一次發射,或者說它只是一架望遠鏡,但是其價值卻達百億美元。
在技術方面,詹姆斯.韋伯望遠鏡也幾乎是迄今為止所有的宇航專案中最困難的,它的總質量已達到了6.2噸,要被推送到距離地球150多萬公里的距離上,比月球到地球的距離都遠了好幾倍,而且它需要保持零下220℃的溫度,為此需要給它建造面積巨大的遮陽傘,目前暫定為五層可達300米的遮陽板,看上去就像一架太空戰艦,它的口徑也將達到6.5米,需要用18塊金屬鈹製成的六角形鏡面,所有鏡面的平面誤差不大於10奈米,可以說是一個十分具有挑戰性的太空科研計劃。
那麼價值如此昂貴,技術如此複雜的詹姆斯韋伯太空望遠鏡可以做什麼呢?說白了美華人就是想用它看到宇宙的盡頭,它的主要的任務就是調查作為宇宙大爆炸理論的殘餘紅外線證據(宇宙微波背景輻射),即觀察今天可探測宇宙的初期狀態,另外也可以用它來觀察一些遙遠的天體,如黑洞、中子星、暗物質、星系、超新星爆發和類星體等。
為了達到這一目的,美華人給詹姆斯韋伯太空望遠鏡配備了高敏度紅外線感測器、光譜探測器等很多觀察和監測裝置,當然必須都是世界最先進的技術。預估這架太空望遠鏡發射升空之後,人類的宇宙探測能力將向前邁進一大步,同時也將推動天文學的發展,一些重要的新發現和新成果也將陸續出現。
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12 # 賽先生科普
哈勃望遠鏡大家都熟悉,下面就將詹姆斯·韋伯太空望遠鏡同它進行對比:
①詹姆斯·韋伯望遠鏡是哈勃的繼承者哈勃望遠鏡是1990年發射升空,至今執行已達28年,但是和詹姆斯·韋伯望遠鏡想比,它只能代表著上世紀的科技水平,而詹姆斯·韋伯望遠鏡凝聚著新世紀以來的高尖技術
②觀測能力詹姆斯·韋伯望遠鏡主要觀測波段為紅外波段,要比哈勃強大16倍。
它比哈勃觀測的更遠,可以看到宇宙大爆炸2億年時刻的景象,進一步探測微波背景輻射是它的主要使命
它的主鏡由18塊六角形反射鏡組成,每個拋光誤差不超過10奈米,並且這些部分是完全裸露在外的,相比於筒狀的哈勃望遠鏡,視野非常寬闊。
④執行軌道這次科學家將詹姆斯·韋伯望遠鏡放置到日地第二拉格朗日點(引力平衡點),距離我們足足有150萬公里,相比之下,哈勃僅僅是近地軌道550公里左右。
並且這一區域,可以有效避免太陽的干擾,使得望遠鏡可以在超低溫下進行工作。
期待您的點評和關注哦! -
13 # 宇宙與科學
美國宇航局:如果說有一件事應該團結全人類的力量,那就是宇宙的探索。
2021年將發射近幾十年來最重要的空間探索任務之一。美國宇航局稱新的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是哈勃望遠鏡的正式繼承者,自1990年發射以來,哈勃望遠鏡本身就取得了巨大的成功。這是一個真正壯觀的工程壯舉,而JWST望遠鏡的主鏡為21英尺4英寸(6.5米),幾乎是哈勃望遠鏡的三倍。一旦它明年用阿麗亞娜5號火箭從其位於法屬蓋亞那的發射基地發射,它將開始新的旅程。不少天體物理學更是聲稱詹姆斯韋伯強於哈勃100倍,那麼它到底有何神奇魅力呢?我們一起來看看,詹姆斯韋伯的10大優點吧。
1.理解早期宇宙
由於它既能看到紅外波長,又能看到可見光譜,這臺望遠鏡擁有著前所未有的解析度,可以使我們看到,數十億年前宇宙大爆炸之後第一批恆星和星系形成的時間。換句話說,我們將能夠看到宇宙形成大約3億年後的情景。而現在我們可以看到大約460億光年之外。詹姆斯韋伯將為我們展示可觀測宇宙中最遙遠和最古老的天體。能夠看到這些難以置信的古老星系將提高我們對宇宙的認識,比如宇宙如何工作和它是如何產生的。
2.觀察外星世界
3.欣賞完美的風景
當哈勃位於距離375英里(600公里)的低地球軌道上時,詹姆斯·韋伯將在近100萬英里(150萬公里)之外進行觀測。這是地球第二個拉格朗日點的大致位置,在這個區域,望遠鏡將環繞太陽執行,同時仍能與地球保持一致。從這個位置進行觀測可以不間斷地觀察宇宙,遠離諸如地球或月球發出的光和熱源。同時,強大的遮陽罩將保護望遠鏡,使後部的科學儀器和遠觀鏡在寒冷且最佳的狀態下工作(最佳狀態:-388°F,也就是-225°C)。
4.揭示太陽系外行星的秘密
到目前為止,已經發現了數千顆太陽系外行星,其中許多是開普勒任務發現的,這是非常值得雀躍的成果。JWST將部署幾種探測系外行星的方法,包括利用其紅外視覺探測,直接探測行星的熱量和其他條件。它還配備了日冕圖的能力,使它能夠阻擋來自主恆星光線(這些恆星比行星亮數百萬倍),並直接觀察作為不同光點的較大行星。JWST還將使用凌日法來觀測恆星亮度的微小下降,因為系外行星會在它們的恆星面前經過(這句話就是我為大家簡單介紹一下凌日法,凌日法是發現行星的主要手段之一)。
5.搜尋太陽系第九行星
許多科學家認為,一顆未被發現的大行星潛伏在太陽系外。科學家發現冥王星軌道的柯伊伯帶有未解的重力異常。如果第九行星確實存在的話,JWST應該有能力透過紅外光譜來探測它的大氣成分,從而直接對它進行成像。預計九號行星將在離太陽最遠1200 AU的地方存在。然而,如果發現了9顆行星,那將是自1846年海王星以來發現的最後一顆太陽系行星(可能是最後一顆吧),這是世紀壯舉。
6.研究太陽系
除了回顧宇宙數十億年之外,韋伯還將有能力以前所未有的細節來研究我們自己的太陽系。除了能夠拍攝行星、小行星和彗星等令人印象深刻的超高畫質照片外,它還能分辨出大多數其他望遠鏡都無法看到的物體,無論是地面望遠鏡還是太空望遠鏡。關於銀河系的一角,仍然有許多問題沒有得到解答,JWST將能夠繪製出遙遠物體的表面並分析它們的組成。美國宇航局甚至表示,它非常的強大。
7.基於哈勃的成功
JWST更像是哈勃的科學繼承者,而不是替代者,因為它承載著更大的儀器有效載荷,並且被設計用來實現更廣大的目標。首先,JWST主要用於紅外波段的觀測。這使得觀察距離最大的物體以及電磁光譜上的元素特徵變得更加容易。相比之下,哈勃望遠鏡只能觀測到紅外距離的較小部分。最終,韋伯將能夠看到非常遙遠的星系。
8.提供十年的答案
一旦於2021年發射,JWST將經歷6個月的除錯過程,其中包括前往目的地的長達一個月的旅程。整個任務壽命計劃至少持續五年半,NASA希望望遠鏡能工作十年以上。不幸的是,由於所涉及的距離很遠,因此無法為JWST提供服務,而哈勃則很容易到達低地軌道上。儘管如此,Webb將攜帶足夠的燃料至少維持十年,而五年的科學執行將透過對飛行系統的廣泛測試來計算。
9.測量暗物質的影響
一個多世紀以來,暗物質一直困擾著科學家。儘管如此,天文學家仍然堅信它的存在,因為它對星系和星系團產生了無法解釋的引力效應。雖然韋伯不能直接觀察暗物質,但它配備了測量暗物質效果所需的工具。韋伯將能夠準確地探測組成星系的重子,也就是正常物質的數量,使科學家能夠計算出暗物質的數量來解釋它們的引力效應。這將更好地確定暗物質在宇宙演化中所扮演的角色。
10.團結世界
如果說有一件事應該團結全人類的力量,那就是宇宙的探索。儘管美國航天局是主要的單位,但該專案得到了來自世界各地的空間機構、政府和私人組織的支援。主要貢獻者包括歐洲航天局和加拿大航天局。因此,JWST是一項跨國努力的結果,各國也花費了超過100億美元。發射本身將在位於南美洲的法國海外地區法屬蓋亞那的歐空局運營的蓋亞那空間中心進行。
詹姆斯韋伯太空望遠鏡是如此強大,它將能夠揭示宇宙的一個細節水平,我們從未見過。就像之前的哈勃一樣,韋伯最偉大的發現很可能是我們今天無法想象的。你認為韋伯會向我們揭示什麼偉大的秘密?
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14 # 映象科普
繼上個世紀九十年代哈勃太空望遠鏡升空之後,人類探索太空就又多了一隻有力的眼睛。在過去的二十多年裡,哈勃望遠鏡出色地完成了一次又一次的任務,為人類拍到了更多的宇宙影象,而作為哈勃望遠鏡的繼承者韋伯望遠鏡,它將能看到更遠的宇宙。
發射太空望遠鏡是一項巨大的工程,不僅造價昂貴,而且像望遠鏡這樣精密的儀器,稍有一點問題就不能工作。哈勃望遠鏡從發射升空到現在已經進行了多次維修,最近哈勃望遠鏡因為陀螺儀失靈而停止運轉的訊息很多人都聽說過吧,其實這也不是第一次哈勃望遠鏡的陀螺儀失靈,2008年就已經更換過一次陀螺儀,好在現在已經恢復運轉了。由此可見,哈勃望遠鏡雖然出色地完成了這麼多次任務,但是確實也到了該退役的時候了,韋伯望遠鏡本來前幾年就要發射升空的,可是由於一些技術問題沒有克服導致發射時間一拖再拖,哈勃的退役時間也是一直在往後延遲,據最新的報道,哈勃將最早退役於2021年,也就是說2020年之前韋伯望遠鏡是沒有發射升空的機會了。
韋伯望遠鏡為什麼厲害呢?首先它的造價就夠驚人了,光是造價目前已經達到了87億美元,還不包括髮射費用,而哈勃望遠鏡包括製造、發射和維修的總費用大概在20億美元,可以說用來造韋伯的錢都可以造一艘航母了。其次它的口徑也是相比於哈勃大了幾倍,面積為哈勃的5倍以上,而其質量卻只有哈勃的一半,並且沒有鏡筒。
其直徑有6.5米,由於太過巨大,比發射用的火箭直徑還要大,所以主鏡不得不被分割成18塊六角形的鏡片,摺疊起來,發射完成之後這些鏡片會在高精度的微型馬達和波面感測器的控制下展開。鏡面的製造精度達到了奈米級別,稍有一點不精確,將大大影響望遠鏡的工作效果。而為了達到更好反射光的目的,鏡子的表面還被鍍了24k金。韋伯望遠鏡還擁有一個巨大的遮陽裝置,大概有一個網球場那麼大。
韋伯望遠鏡的主要任務是為了探索大爆炸理論的殘餘紅外線證據,也就是宇宙微波背景輻射,可以觀測到宇宙初期狀態。而其軌道高度也是位於距離地球150萬公里的第二拉格朗日點,這麼遠的距離如果有什麼問題的話根本就不可能派人去維修的,所以現在為了萬無一失必須測試時多謹慎,稍有問題就要儘快解決,畢竟要是升空之後出現了什麼問題,那麼100億美元就打了水漂。如果它能夠順利進入軌道服役,將會展示其強大的觀測能力。 -
15 # 張家小智兒
要說詹姆斯.韋伯太空望遠鏡,那是真的厲害。當然了,這個厲害體現在了方方面面,有好的,也有不好的。今天咱就好好探討探討這個問題。
首當其衝的,那就是價格問題。問題裡頭都說了,耗資近100億美金。要說詹姆斯.韋伯太空望遠鏡我也算關注有些“年代”了,可每每等來的總是無休止的延期,延期,再延期。延期次數多了,我也就習慣了哈哈。不過一次次延期帶來的最直接的結果那就是預算嚴重超支。據說在專案剛剛提出的時候其預算只有區區五億美元。(現在也是膨脹了,五億都敢說區區了)2002年專案正式成立然後外包時其預算也才8.2億美金,但到了2013年時,預算已經達到了88億美金了。當時預計2018年發射,結果毫無疑問,又延期了。這樣一次又一次延期,看來不達百億是不肯罷休了。不說別的,單預計價格與實際價格的比例以及單個航天器的價格,詹姆斯.韋伯就足夠厲害了吧。
當然了,詹姆斯.韋伯一次次延期,總歸是有它的道理的。由於詹姆斯.韋伯的一些特性,該望遠鏡在發射之後就無法像哈勃一樣維修,因此對其成功性就有了很高的要求。而且這個專案現在已經是“輸不起”的狀態了。一旦失敗,那受到重創的公司企業可不是一家兩家了,搞不好NASA的資金都會受到嚴重的影響。因此,我們還是祈禱詹姆斯.韋伯能夠安然無恙地升空然後正常工作吧。
當然了,耗資如此巨大,沒有兩把刷子也是不行的。詹姆斯.韋伯的質量只有哈勃的大概三分之一,但其主鏡面積達到了哈勃的近六倍。有點可惜的是詹姆斯.韋伯的觀測波段主要是紅外波段,而我們肉眼可見的波段對它來說卻是兩眼一抹黑。詹姆斯.韋伯上天最主要的任務就是尋找我們平時說的“宇宙邊界”,專業一點的話就是尋找宇宙誕生初期殘留的微波背景輻射。因此,我們說將來探索宇宙邊界的重任就落在詹姆斯.韋伯身上了。
再者而言,要知道地球大氣層對天文觀測造成了極大的影響。之前“哈勃”的口徑在大型天文臺看來並不出眾,但除去大氣影響後,卻能為人類提供一些地面無法獲得的影象。因此,作為哈勃的繼任者,擁有著比哈勃大得多的口徑,它的厲害之處想必大家應該有想法了。
此外,詹姆斯.韋伯在航天器裡面也算比較“膽大”的存在了。和哈勃以及大部分航天器不同,詹姆斯.韋伯不會繞著地球轉動,而是要去距離地球150萬千米的拉格朗日2點。以人類目前的技術,一旦飛抵目標位置以後是無法對其進行維修的。眾所周知,哈勃上天后人類前去維修了好多次才使其達到預定效果,而詹姆斯.韋伯必須一次成功,沒有退路。從這點看來,詹姆斯.韋伯應該也算很厲害吧。
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16 # 捍衛和平
有100億不如給流浪漢扶貧。美國真是資本集團騙錢,100億美元??華為10000都覺得貴,這東西700億是怎麼算的?不過是資本集團變相賺納稅人的錢罷了
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17 # 30號有雨
再厲害有啥用?美國還有那麼多無家可歸的流浪漢,拿這100億美元改善民生多好,每個流浪漢就能住進大別墅。
看看咱中國,對撞機專案就被否決了,因為太花錢,所以哪怕暫停高能物理方面的發展,也不能太浪費。
再說詹姆斯韋伯真的需要100億美金嗎?這中間一定有許多官員從中獲得許多不義之財。
反正美國官員合法貪汙是出了名的
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這代表著我們在地球就可以看見別的星球上是否有外星建築和外星人。然後,這個大傢伙重量為6.2噸,約為哈勃太空望遠鏡(11噸)的一半。主反射鏡由鈹製成,口徑達到6.5米,面積為哈勃太空望遠鏡的5倍以上。
這面主鏡的直徑比發射用的火箭更大。主鏡被分割成18塊六角形的鏡片,每個鏡面的拋光誤差不得超過10奈米;同時鏡面也經過專門研磨,使得其能夠在遮陽板陰影的極度嚴寒環境中保持正確形狀。每塊鏡片背部都裝有7個馬達,能夠在10奈米的精度內調整鏡片的形狀和方向。發射後這些鏡片會在高精度的微型馬達和波面感測器的控制下展開。但是,此法不會跟凱克望遠鏡一樣,不必像地面望遠鏡那樣必需根據引力負荷和風力的影響而要按主動光學來時常持續調整鏡段,故詹姆斯韋伯太空望遠鏡除了初期配置之外將不會有太多改變。
主鏡的鏡面作為全體也形成六角形,聚光部和鏡面都露在外面,容易讓人聯想到射電望遠鏡的天線。另外,它的主體也不呈筒狀,而是在主鏡下展開座席狀的遮光板。就這麼說吧:這個傢伙的鏡片動的時候是奈米級別的移動,而且這個鏡片十分昂貴,主反射鏡由鈹所製成,分割成 18 塊六角形鏡片,每一塊鏡片都塗上一層比人類頭髮還要薄 1,000 倍的金,儲存的時候就是在恆溫恆壓的箱子裡保持,可見有多麼金貴。