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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已運往發射場 計劃12月18日發射

作者:架構同安

10月12日,美國宇航局價值超過100億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,經過16天9300公裡的海上航行,終于到達了南美洲北海岸法屬蓋亞那的歐洲太空港庫魯。

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它計劃于12月18日發射到太空。發射場毗鄰赤道,地球的自轉速度快,可以為火箭提供更多的動量,節省燃料。

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下一步将是将詹姆斯韋伯太空望遠鏡安裝在直徑5米的整流器中,該整流器由歐洲航天局的阿麗亞娜5号火箭發射,并部署到距離地球150萬公裡的拉格朗日2号點。

在那裡,地球的地平線、太陽和望遠鏡總是處于相對位置,而需要頻繁修改的位置也讓防曬霜發揮作用,相對于相鄰天體的位置可以保持不變,重力相對穩定,可以更穩定的觀測,但也不會受到地球軌道附近塵埃的影響。

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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)是一架以美國宇航局第二任局長詹姆斯·韋伯(James Webb)命名的紅外太空望遠鏡,它上司了一系列重要的美國太空探索計劃,包括阿波羅計劃。由美國宇航局,歐洲航天局和加拿大航天局開發,主要承包商是諾斯羅普·格魯曼公司,始于1996年。

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原計劃耗資5億美元,于2007年啟動,但由于種種原因,項目嚴重超支,啟動時間被推遲了好幾次,目前的開發成本超過100億美元。它是繼航天飛機、國際空間站、阿波羅登月和GPS衛星導航系統之後的第五大人類太空計劃。

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斯皮策的紅外望遠鏡的鏡面直徑隻有0.85米,哈勃望遠鏡是2.4米,詹姆斯韋伯望遠鏡是6.5米。這将為望遠鏡提供無與倫比的分辨率,從40公裡外可以看到一枚硬币。而這個尺寸超過了火箭發射的尺寸限制,是以選擇是加工成18個相同的六邊形,折疊起來再膨脹。

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鏡面材料由堿金屬钯材料制成,具有彎曲剛度高、熱穩定性好、導熱系數高、密度低等特點,是軍工中極其重要的金屬,也是洲際飛彈導航裝備的核心材料。鏡面加工精度要求誤差不超過10納米,每個透鏡也可以随意調整角度,調整精度不超過10納米,10納米僅相當于幾十個氡原子放在一起的寬度。

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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可以探測到來自遙遠恒星和星系的微弱光,探測來自早期宇宙中形成的第一代星系的光,其主要任務是研究大爆炸理論(宇宙微波背景輻射)的殘餘紅外證據,這是今天可見宇宙的早期狀态, 這将幫助我們探索太陽系的奧秘,其他恒星的遙遠世界以及宇宙的起源。

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為此,它配備了高靈敏度紅外傳感器,光譜儀等。為了便于觀察,人體應該能夠承受極低的溫度,還要避免太陽和地球的反射光等,因為這種望遠鏡帶有可折疊的光罩來屏蔽會成為幹擾的光源。

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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的遮陽篷有五層,每層厚度在25到50微米之間,分布在大約300平方米的區域,相當于一個網球場。鏡面裝置本身的熱量和外部熱源會産生紅外幹擾,遮陽闆可以保護望遠鏡免受任何潛在幹擾到熱源視線的影響,使望遠鏡可以在零下273°C的極低溫度下工作,進而探測到宇宙中遙遠物體的微弱熱信号。

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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可以研究附近系外行星的大氣層,尋找可居住的環境,并發現和分析遙遠宇宙中的類地行星。當韋伯望遠鏡聚焦在一顆被已知行星包圍的恒星上,并且行星向前移動時,望遠鏡檢測到亮度略有下降。這将首先幫助我們測量行星的大小,而觀察不同波長的亮度下降将為我們提供更多資訊。由于原子和分子吸收來自不同波段的光,是以變暗的程度是通過特定波長的光來測量的,反映了行星大氣中存在的分子。

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如果望遠鏡檢測到波長為1.15和1.4微米的衰減,我們可以看到行星大氣中存在水蒸氣,因為水分子從兩個波段吸收大量光。韋伯将能夠觀察到從可見光到中紅外的廣泛波長的光,這對于觀察地球上幾種常見的分子,如二氧化碳,氧氣和氮氣非常有用。

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