詹姆斯韋伯望遠鏡:有史以來最雄心勃勃、最強大的太空天文台即將發射

如果一切按計劃進行,12 月 22 日,美國太空總署 (NASA)、加拿大太空總署 (Canadian Space Agency) 和歐洲太空總署將在外太空發射有史以來最雄心勃勃、最強大、最複雜的太空觀測站——確切地說,距離地球約 150 萬公里。

如果任務成功,韋伯可以解開宇宙大爆炸、系外行星、外星生命形式以及恆星如何形成的一些謎團。

太空天文台被設計為美國太空總署和歐洲太空總署哈伯望遠鏡(目前正在運行的最大、最強大的望遠鏡)的後繼者,但這一新的迭代是對其前身的重大升級。

與在近地軌道 (LEO) 運行的哈伯望遠鏡不同,詹姆斯韋伯將被發射到所謂的拉格朗日點 2(L2),在那裡它將繞太陽運行,距離地球 150 萬公里。

這個有利位置以及韋伯的紅外線能力將使科學家能夠比我們以前更深入地觀察宇宙。

阿麗亞娜航太公司競標管理和創新主管拉斐爾·切夫里爾(Raphael Chevrier) 告訴歐洲新聞台:「我們看得越遠,就越能回到過去,更接近宇宙的起源,從而更接近大爆炸。

這家法國航空航太公司將提供阿麗亞娜 5 號重型發射器,該發射器將把詹姆斯韋伯望遠鏡從法屬圭亞那的歐空局發射台送入太空。

「韋伯將能夠觀察第一個星系、原始星系的形成,並了解它們是如何隨時間演化的,」他說。

當這架望遠鏡被綁在歐洲製造的火箭上並被送入軌道時,它將承載著來自 17 個不同國家的 10,000 多名參與該計畫的人們的希望。

如果成功,這將是25年辛勤工作的頂峰。

還需要考慮該項目的巨大成本。

2014 年,NASA 預計該任務耗資 43 億歐元,但現已飆升至超過 95 億歐元。這還不包括 ESA 估計的 7 億歐元或 CSA 估計的 2 億歐元。

可以說,這項任務需要付出很多努力。

詹姆斯韋伯望遠鏡如何到達距離地球 150 萬公里的地方?

在望遠鏡告訴我們更多宇宙秘密之前,一切都取決於本月晚些時候的成功起飛。

「發射將持續 27 分鐘,這是阿麗亞娜 5 號真正將韋伯彈射入太空所需的時間。從那時起,這將真正成為冒險的開始,」切夫里爾說。

「我們將詹姆斯·韋伯發射得越遠,望遠鏡就能節省越多的燃料來自行到達其軌道,並且節省的燃料越多,它就能使用更多的燃料進行測量」。

望遠鏡配備了 12 個火箭推進器,因此可以在發射後修正航向、重新定位並維持其在太空中的規定軌道。

望遠鏡與火箭分離幾分鐘後,它將展開太陽能電池板,並在從發射艙展開時在太空中經歷一種「誕生」。

總而言之,望遠鏡需要 29 天才能進入 L2 軌道。

一旦進入軌道,望遠鏡將如何運作?

在旅途中,它將部署 6.5 公尺長的主鏡、副鏡和五層遮陽罩,該遮陽罩大約有一個網球場大小,對於望遠鏡的運作至關重要。

「遮陽罩將使[望遠鏡]的角度從 85 度變為負 233 度,因為望遠鏡需要在極冷的條件下才能正常工作,」Chevrier 解釋道。

為了使韋伯中紅外線儀器(MIRI)正常工作,需要像 L2 那樣的極度寒冷和穩定的條件,以確保儀器自身的熱輻射不會幹擾望遠鏡的宇宙紅外線讀數。

MIRI 旨在探測恆星的誕生地以及地球上常見的水、甲烷、二氧化碳和岩石礦物等分子。

如果宇宙或其他宜居行星上還存在其他生命形式,那麼很可能是 MIRI 揭示了它們。

準備起飛

就目前情況而言,這架望遠鏡在其任務中已經克服了一些微妙的地面障礙。 10月,該船經過16天的海上航行,從加州抵達法屬圭亞那。

本月早些時候,它完成了為期 10 天的精細加油作業。

一切都準備就緒,Chevrier 稱之為「世紀計畫」的令人緊張的啟動即將開始。

「今天,發射定於 12 月 22 日上午 9 點 20 分在庫魯舉行。一切都準備好了,一切都是為了保持這種參與,」Chevrier 說。

「所以我希望我們能夠在聖誕節前推出,並且我們都可以觀看這個絕對非凡的時刻」。

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