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欲穷千里目 造价约100亿美元 世界最大的世界望远镜 “工龄”只有

发表日期:2022-01-01 03:17  作者:admin  浏览:

  圣诞节当天,地球向太空发送了一份特殊的“圣诞礼物”。造价约100亿美元的世界最大太空望远镜、哈勃望远镜继任者詹姆斯韦伯太空望远镜12月25日搭乘阿丽亚娜航天公司阿丽亚娜5号火箭从法属圭亚那库鲁发射升空,前往距离地球150万公里的日地拉格朗日L2点绕太阳运行,持续观测宇宙。韦伯望远镜的发射时间已经延误了多次,甚至被戏称为“鸽王”。据了解,该望远镜最早计划在2007年发射,但因为技术和疫情等一系列因素而延误多年。

  据外媒报道,韦伯望远镜被认为是“世界上最强大的复杂空间天文台”,以20世纪60年代领导NASA的詹姆斯韦伯局长的名字命名。

  韦伯望远镜被视为哈勃望远镜的“接班人”,其概念最早从1989年就开始有了,实际从2004年开始建造。自那时起,来自14个国家的数千名科学家、技术人员和工程师花了超过4000万个小时来建造这台望远镜。哈勃空间望远镜于1990年发射,已经成为天文史上最著名的仪器。距离地球表面540公里的哈勃空间望远镜在大气层之上,对天文学的发展作出极大的贡献,扩展了人类对于恒星起源、恒星死亡、星系形成、黑洞等重要科学问题的认识。

  韦伯望远镜耗资约100亿美元,主镜直径6.5米,由18片巨大六边形子镜构成;遮阳板面积相当于一个网球场。它的主镜面集光区域比哈勃望远镜大6倍,且能在接近绝对零度(相当于零下273.2摄氏度)的环境中运行。

  同时,韦伯望远镜从很多方面来说都是“青出于蓝而胜于蓝”,因为韦伯的主镜口径更大,聚光面积更大,以及使用材质的区别,其分辨率将会比哈勃高出100倍。从重量上来说,哈勃重达11吨,韦伯不到7吨,因此更便于发射到更高更远的轨道。二者的观测拍摄方式也不一样,哈勃主要拍摄的是可见光波段;而韦伯除了可见光波段,更重要的是能观测拍摄红外波段,这样可以穿透烟尘,得到更丰富、清晰的图像。

  哈勃望远镜花了24亿美元,已经工作31年了。而韦伯望远镜花了百亿美元,其开发、建造到发射也花了二十几年,但预定工作年限才10年。它的“投资回报”值得这么耗时费力吗?

  据悉,哈勃望远镜在近地轨道运行,方便维护修理。而韦伯望远镜因运行距离太远,一旦出现故障将难以维修,只能在发射之前做好一切可能的准备,一旦升空就只能靠其自行无故障运转,因此,预估工作时间只有10年。而它之所以一再延误发射,也是因为它的建造和发射都必须臻于完美。随着人类航天科技的进步,或许未来能为其“续命”,但即便只有10年“工龄”,韦伯也值得期待。那韦伯望远镜到底会向我们呈现出什么,值得成千上万的科研人员已经为此等待数年?

  据报道,哈勃望远镜观测到最远的星系距我们134亿光年,那是宇宙诞生后4亿多年的样子,这已经是哈勃的观测极限。据美国航天局介绍,韦伯空间望远镜将观测135亿多年前宇宙中第一批恒星是如何诞生的,以及第一批星系是怎样形成的。随着宇宙持续膨胀,这批早期发光天体发出的紫外光和可见光朝光谱的红端移动,波长变长(这种现象被称为红移),最终以红外光的方式在今天抵达近地空间,这会被韦伯望远镜捕捉到。

  因此,韦伯望远镜能帮助研究人员理解宇宙的起源,回答一些关于人类存在的关键性问题,如我们到底从哪里来,我们在宇宙中又是不是孤独存在的生命,能回答很多关于我们所在的太阳系的问题,并以新的方式研究系外行星,还能以前所未有的能力“看见”宇宙的更深处,可以看进星云发现正在形成的新星,还可能为地球外存在的生命的研究发现新线索。

  空间天文望远镜是人类进行天文观测、了解宇宙的重要手段。在这方面,中国也有自己的计划。今年4月29日,随着“天和”核心舱发射,中国空间站正式进入组建阶段。

  未来,我国将择机发射大口径、大视场的空间望远镜“巡天”,用于宇宙天文观测,可谓中国空间站的“旗舰项目”之一。一般情况下,“巡天”将与中国空间站保持共轨飞行的状态,即各自独立,却互伴不离。在需要进行维修或者升级时,又可以短期停靠在空间站。“巡天”对标的是哈勃望远镜,口径为2米,“巡天的视场要比哈勃望远镜大300倍,这意味着视野更为宽阔,能以更高的效率,系统研究宇宙演化的面貌。”中国科学院国家天文台研究员苟利军说。巡天空间望远镜的第一代仪器搭载了许多精测模块,包括巡天模块、太赫兹模块、多通道成像仪、积分视场光谱仪和系外行星成像星冕仪。这些仪器将依托各自特点开展观测,既可以精细化观测,也可以无差别“巡天”,去寻找未知天体。

  今年6月,首届全国行星科学大会在江苏省苏州市召开。记者从会上获悉,空间望远镜“巡天”计划于2024年发射入近地轨道开展巡天观测。

  原标题:欲穷千里目 造价约100亿美元 世界最大的世界望远镜 “工龄”只有10年 有望观测135亿年前宇宙

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