近日,詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的主鏡已在太空中全部展開(kāi),接下來(lái)只要再經(jīng)過(guò)約半個(gè)月的飛行,就能抵達(dá)它的目的地軌道。
據(jù)了解,詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡最終將圍繞太陽(yáng)-地球系統(tǒng)的第二拉格朗日點(diǎn)(L2)運(yùn)動(dòng)。
相比哈勃望遠(yuǎn)鏡(距地約500公里),詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡距離地球較遠(yuǎn),大概有150萬(wàn)公里。其若出現(xiàn)問(wèn)題,人類目前根本無(wú)法對(duì)之進(jìn)行維修,所以詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的每一次操作都至關(guān)重要,不得有絲毫差錯(cuò),對(duì)它或者對(duì)人類來(lái)說(shuō),機(jī)會(huì)只有一次。
在發(fā)射前,參與詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡建設(shè)的英國(guó)科學(xué)家吉莉安·賴特教授曾說(shuō)道:“詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡是如此之大,在火箭中它必須折疊,這意味著其必須能夠在太空順利展開(kāi)。這將是一件令人焦慮的事情?!?/p>
詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡是于北京時(shí)間2021年12月25日20點(diǎn)20分,由阿麗亞娜5型運(yùn)載火箭在法屬圭亞那歐洲太空港發(fā)射升空。
發(fā)射前,詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡主鏡的左右兩翼經(jīng)過(guò)了折疊處理。當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月7日,升空后的詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡主鏡左翼先完成展開(kāi)部署,第二天右翼完成部署。
在詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡順利展開(kāi)后,美國(guó)國(guó)家航空航天局局長(zhǎng)比爾·尼爾森表示,“此刻,我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)工程里程碑!雖然詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的旅程尚未完成,但我們至少可以稍微松口氣了?!?/p>
此次主鏡的全部展開(kāi),表示“宇宙之眼”詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的核心“眼球”已完成部署。
總的來(lái)說(shuō),詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡部署階段的工作非常復(fù)雜,需要178個(gè)釋放機(jī)制部署50多個(gè)部件。“僅遮陽(yáng)板結(jié)構(gòu)就有140個(gè)釋放機(jī)構(gòu)、70個(gè)鉸鏈組件、400個(gè)滑輪、90根電纜和8個(gè)部署電機(jī),而且每一項(xiàng)都必須正常工作?!泵绹?guó)國(guó)家航空航天局表示。
不過(guò),值得注意的是,當(dāng)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡到達(dá)預(yù)定軌道后,還不能直接開(kāi)始工作,仍要進(jìn)行約五個(gè)月時(shí)間的調(diào)試,包括四個(gè)科學(xué)儀器和主鏡的檢查和校準(zhǔn),方能正式開(kāi)展宇宙觀測(cè)。
比如,科研人員需要對(duì)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的18個(gè)六邊形主鏡段進(jìn)行位置和曲率調(diào)整,以使其起到單個(gè)鏡子的作用。只有這樣,詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡才能準(zhǔn)確地聚焦到它的目標(biāo)天體上。
這里再簡(jiǎn)單介紹下詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡自身的相關(guān)情況和它所肩負(fù)的科學(xué)使命。
詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡以美國(guó)國(guó)家航空航天局前局長(zhǎng)詹姆斯·韋布的名字命名,是美國(guó)國(guó)家航空航天局和其合作伙伴歐洲航天局、加拿大航天局領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際項(xiàng)目。其最初計(jì)劃2007年發(fā)射,后經(jīng)歷過(guò)十多次延期,預(yù)算也由開(kāi)始的5億美元逐漸上升到近100億美元,是目前世界上最大的太空望遠(yuǎn)鏡。
它的口徑達(dá)6.5米,主鏡由鍍金超輕量鈹鏡片構(gòu)成,共18塊,還有一個(gè)“網(wǎng)球場(chǎng)般大小的五層遮陽(yáng)板”。
在L2點(diǎn),詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡與太陽(yáng)、地球處在一條直線上,遮陽(yáng)板能夠阻擋陽(yáng)光和熱量,以避免輻射干擾。
詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡主要是在紅外線波段進(jìn)行工作,這不同于“哈勃望遠(yuǎn)鏡工作的可見(jiàn)光和紫外線波段”。紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng),而波長(zhǎng)越長(zhǎng),靈敏度越高,所以詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡更有希望探測(cè)到宇宙中不為人知的一面。
憑借超高精度紅外觀測(cè)能力,詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡將探索宇宙發(fā)展的每個(gè)階段,并有望觀測(cè)到第一批星系和恒星是如何成長(zhǎng)和演化的。這有助于幫助我們了解135億年前早期宇宙的形成,加深人類對(duì)宇宙深處古老星系的理解。
詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡還可以探索外星生命存在的證據(jù),并分析地外行星的大氣成分,從而發(fā)現(xiàn)與地球相似的行星。
說(shuō)到這里,可能有人想問(wèn)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡和中國(guó)研制的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST孰優(yōu)孰劣?
其實(shí),詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡和FAST是兩種不同類型的望遠(yuǎn)鏡,它們各有優(yōu)勢(shì),能夠觀測(cè)到不同的宇宙景象。FAST主要工作在射電波段,在地面觀測(cè)就能取到較好效果,不用部署在太空。
不過(guò),據(jù)了解,在探測(cè)外星生命方面,F(xiàn)AST也許更有優(yōu)勢(shì),其能夠搜索外星通信信號(hào),進(jìn)而發(fā)現(xiàn)外星文明。
繼續(xù)說(shuō)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡。不久后,其還將進(jìn)行第三次中途修正燃燒,以將自身精確放置在預(yù)訂軌道上。
最后,由于詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡需要不斷調(diào)整軌道,而我們又不能對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充燃料和維修,所以它的壽命可能只有5年~10年。
也許當(dāng)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡“退役”后,哈勃空間望遠(yuǎn)鏡仍在地球軌道繼續(xù)工作。
不管如何,期待今年夏天能收到詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的第一批圖像。