哈勃太空望遠鏡,自1990年發射升空之後,原定壽命20年,現在早已過了它的退休年齡,可是由於後繼者無人,它仍以垂垂老邁之軀,堅守在崗位上,為人類的天文事業散發著最後的殘燭之光!所以,我們急需要接班人來挑過重擔,繼續人類的“觀天”事業!正是在這樣的環境下,韋伯太空望遠鏡應運而生了,從此被提上了建造的日程。
韋伯望遠鏡起源詹姆斯·韋伯望太望遠鏡,1996年招標立項,由美國航空航天局、歐洲航天局、加拿大航空航天局聯合研發。建造時長已歷20餘載,至今尚未竣工,擬定的發射日期一拖再拖,投入的經費也源源不斷地追加,據核算已經超過了100億美元,是人類史上建造的最昂貴的望遠鏡!下面,我們簡單地介紹這名“窺天神器” 的幾個方面,你一定會為它所體現的精工巧藝而大加讚賞,也一定會為它所肩負的神聖使命而殷殷盼望!
韋伯望遠鏡構造韋伯擁有一個龐大的主鏡,通光口徑6.5米,是哈勃望遠鏡的2.7倍。由於主鏡體積龐大,一旦採用跟哈勃相同的材質,增加的重量不容小覷,無論是體積抑或重量,都不能被現有火箭容納,所以當務之急是為它減重和瘦身,那麼,採用輕型材質的摺疊式主鏡就成了最優選擇。
韋伯的主鏡由18塊鈹反射子鏡組成,各自都呈六邊形,在伺服機構的精準操控下,發射前它們摺疊在一處,被塞進火箭的整流罩裡,待到升空後進入軌道,又如“孔雀開屏”般完美展開,開始例行人類賦予的“觀天”任務!可是“鈹”雖然是輕型金屬,但它卻不是紅外光的良好反射介質,而黃金能夠很好地反射紅外光,所以我們需要給它鍍上一層金膜。為了不影響精準性,在電鍍之前,我們首先進行細緻入微地打磨,表面整體的高度誤差務須嚴格地控制到奈米級別!雖然它具有25個平方米的的主鏡反射區,但黃金鍍層卻薄如蟬翼,整體用料僅為3克,簡直是神乎其技啊!
韋伯望遠鏡技術由於韋伯執行在中近紅外波段,所以,都會對它造成不小的干擾,因此還需要建造一把巨型“遮陽傘”,來替它遮擋環境熱源!韋伯的遮陽裝置面積巨大,如同網球場般大小,其SPF值高達100萬,能夠隔絕任何可疑的外部熱源,使其即使被太陽光鎖定,一面的遮陽板溫度高達數百攝氏度,另一面的主鏡和感測器卻能處在零下236攝氏度的低溫環境中正常工作!正是由於遮陽板體積太過龐大,在太空運作時對結構方面的要求嚴苛,處於地面時又必須高度摺疊利於發射,所以綜上種種,這注定是是一件極其艱鉅的建設任務!路漫漫其修遠兮,科學家們將上下而求索!
為何遲遲不發射?那麼,為什麼韋伯太空望遠鏡的發射日期一拖再拖,至今猶未上天?韋伯的質量是6.2噸,幾乎為哈勃質量的一半,其複雜程度卻較之前者,上升了一個數量級,這給科學家們帶來了不小的挑戰!韋伯的發射日期一拖再拖,正是由於它的建造難度所致!在立項之初,由於規劃超前,當時至少有十項前沿科技人類還未曾完全掌握。在後期的建設和除錯中,各子裝置也出乎意料地頻頻出錯,這也是導致韋伯發射延期的一個主要因素。而且韋伯的工作軌道太高,載人航天器往來不便,一旦發射就不能進行維修的保養,所以必須保證萬無一失!拖得越久,工作做得越足,便越有把握!
尾聲韋伯擔負著比哈勃望遠鏡更偉大的使命,它的視線較之哈勃更遠,視野較之哈勃更廣,可以看到首批恆星系統的面貌,可以觀察早期嬰兒宇宙的雛形,為我們的“宇宙大爆炸”和“微波背景輻射”理論搜尋更加有力的證據!同時,它還能聚焦系外行星的大氣,搜尋外星生命的跡象,解開生命的起源之謎!
韋伯正是人類的“洞淵之眼”,可以讓我們洞察早期宇宙的深淵!它同樣也是人類的“燭照之瞳”,可以為我們探明生命起源的幽因!