韋伯望遠(yuǎn)鏡從法屬圭亞那發(fā)射升空
詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射時(shí)間是美國東部時(shí)間2021年12月25日上午7點(diǎn)20分,發(fā)射地點(diǎn)為位于法屬圭亞那的歐洲太空港。
盡管由于疫情以及各種技術(shù)上的挑戰(zhàn),韋伯望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射時(shí)間已經(jīng)被延誤了多年。但一旦發(fā)射,這臺(tái)世界上最為強(qiáng)大、復(fù)雜的太空望遠(yuǎn)鏡給我們帶來的,將是有關(guān)我們太陽系的一系列問題的答案,以及通過全新方式對(duì)于系外行星、宇宙的深入了解。它甚至還將幫助我們更多地了解宇宙的起源,并回答有關(guān)生命存在的一些關(guān)鍵問題,例如我們從哪里來以及我們是否在宇宙中是孤獨(dú)的,地球是否是唯一存在生命的星球。
這也是為什么在發(fā)射當(dāng)天歐洲航天局就在推特上對(duì)這次發(fā)射表示了祝賀,并稱這是給國際太空科學(xué)界的“一份美好的圣誕禮物”。
在進(jìn)入太空之后,韋伯望遠(yuǎn)鏡將會(huì)去對(duì)一些太陽系外行星的大氣層進(jìn)行深入地觀察,從而在其中尋找到可能適合人類居住的一些系外行星,在尋找的過程中甚至也可能會(huì)發(fā)現(xiàn)在地球以外的生命的線索。
韋伯望遠(yuǎn)鏡將可能收集到來自135億年前形成的第一批星系的微弱信號(hào),并將觀察宇宙歷史的每個(gè)階段,包括創(chuàng)造我們宇宙的大爆炸之后的第一次發(fā)光,以及宇宙中的星系、恒星和行星是如何形成的。
除此之外,它還將對(duì)一系列系外行星進(jìn)行仔細(xì)觀測(cè),以窺探它們的大氣層,并幫助回答有關(guān)行星如何形成和演化等問題。尤其是它可以收集其他行星的大氣層中是否有甲烷、二氧化碳或一氧化碳等物質(zhì),這些是回答其他行星是否有生命的重要信息。
此外,它的其他觀測(cè)結(jié)果還將會(huì)告訴我們有關(guān)銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞、星系中心的明亮類星體,以及太陽系在形成時(shí)殘留下來的被稱為柯伊伯帶天體的更多信息。
承擔(dān)觀察與收集這些重要信息的,是韋伯望遠(yuǎn)鏡所配備的尺寸在展開后最大可以延伸為6.5米的巨大的鏡面,之所 以選擇這么大的面積,是為了讓望遠(yuǎn)鏡可以在太空中從所觀察到的物體中收集到更多的光:而望遠(yuǎn)鏡所能收集到的光越多,可以觀察到的細(xì)節(jié)就越多。美國國家航空航天局還透露,韋伯望遠(yuǎn)鏡還將會(huì)是個(gè)紅外探測(cè)器,去收集我們?nèi)庋劭床坏降墓庑盘?hào),并向我們揭開一直隱藏在太空中未被人類發(fā)現(xiàn)的許多區(qū)域的面紗。
韋伯望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)技術(shù)員正在檢查望遠(yuǎn)鏡的一個(gè)鍍金鏡面
韋伯望遠(yuǎn)鏡擁有著18個(gè)鍍金六邊形鏡面,每個(gè)六邊形的直徑為1.32米。這也是美國國家航空航天局有史以來所建造的最大的鏡面,而這前所未有的尺寸也帶來了一個(gè)新的問題:由于鏡面太大,無法被裝進(jìn)火箭。為此,美國國家航空航天局的工程師團(tuán)隊(duì)專門設(shè)計(jì)了一系列可移動(dòng)部件,可以將這些鏡面折疊或展開,并將其安裝在火箭的尺寸為5米的發(fā)射空間內(nèi)。
除了最主要的負(fù)責(zé)觀察的鏡面,韋伯望遠(yuǎn)鏡還有其他的部件??偟膩碚f,其主要組成元素有以下3個(gè):
其一是綜合科學(xué)儀器模塊,其中包含了望遠(yuǎn)鏡的四種儀器套件,這些儀器將主要用于捕捉圖像或光譜,也就是通過將光分解成不同的波長來確定所觀察物質(zhì)的物理和化學(xué)成分。
接下來就是韋伯望遠(yuǎn)鏡的最重要組成部分,望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)元件,其中包括上面提到的鏡面,以及支撐鏡面的背板或支撐板。
韋伯望遠(yuǎn)鏡的遮光板展開后的樣子
第三是航天器元素,包括航天器總線和遮陽板。
航天器的總線包括運(yùn)行航天器所需要的6個(gè)主要子系統(tǒng),包括推進(jìn)、電力、通信、數(shù)據(jù)和熱控制。有著五層結(jié)構(gòu)的遮陽板展開后的面積可以達(dá)到網(wǎng)球場(chǎng)的大小,它將保護(hù)韋伯望遠(yuǎn)鏡的巨大鏡面和儀器工作在合適的工況下,也就是需要保持在零下188攝氏度。
為了建造這臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜但功能強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡,來自14個(gè)國家的數(shù)千名科學(xué)家、技術(shù)人員和工程師自2004年以來,花費(fèi)了超過4000萬小時(shí)投入在其中。組成這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡,除了有來自美國國家航空航天局,還有來自加拿大航天局和歐洲航天局的儀器部件。
在成功發(fā)射之后,韋伯望遠(yuǎn)鏡就會(huì)繼續(xù)馬不停蹄地接著完成預(yù)先設(shè)定好的任務(wù)。接下來,望遠(yuǎn)鏡將會(huì)運(yùn)行大約1個(gè)月,到達(dá)距地球約150萬公里的軌道。
然后它將在太空中進(jìn)行為期6個(gè)月的調(diào)試,調(diào)試的內(nèi)容包括儀器的冷卻、核對(duì)和校準(zhǔn)。所有的儀器都需要工程師的檢查,來確保它們的運(yùn)行正常。
從2022年下半年開始,韋伯望遠(yuǎn)鏡將開始觀察和收集數(shù)據(jù),并將第一批數(shù)據(jù)和圖像傳回到地球。
為了這一刻,成千上萬的科學(xué)家已經(jīng)經(jīng)歷了多年的等待,對(duì)于韋伯望遠(yuǎn)鏡將帶回給我們什么消息,我們拭目以待。(綜合整理報(bào)道)(編輯/小文)