天天看點

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

作者:優美生态環境保衛者

随着哈勃太空望遠鏡的"服務"越來越長,發射詹姆斯韋伯太空望遠鏡的重要性變得越來越重要,它将接管其太空觀測任務。網絡太空望遠鏡的開發和建造成本接近100億美元,擁有18個六角形鍍金鏡,使其比哈勃望遠鏡更有能力探測深空。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

< h1級"pgc-h-right-arrow"data-track""4">韋伯太空望遠鏡反複延遲的"無助"</h1>

韋伯太空望遠鏡的第一個确定的發射日期是2007年,天文學界多年來一直期待着它的發射。然而,由于技術挑戰和開發過程中嚴重的成本超支,啟動計劃已經推遲了幾次。

起初,與韋伯太空望遠鏡簽約的公司是諾斯羅普·格魯曼公司,該公司的預算為10億美元,計劃于2007年發射。然而,承包商嚴重低估了開發太空望遠鏡的難度,以至于到2011年它仍然沒有結束。基于研發步伐和預算增長趨勢,美國不得不将韋伯望遠鏡的發射時間調整到2018年。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

由于2018年所剩時間不多,韋伯望遠鏡一直是許多技術事故和問題的發生地,這些事故和問題推遲了最終發射。去年開始的疫情将韋伯望遠鏡的發射再次推遲到今年10月31日。

誰會想到,當科學家等了這麼久才"透過秋天的水",不得不靜靜地等待發射視窗時,意想不到的問題就出現了。由韋伯太空望遠鏡發射的阿麗亞娜5号火箭自去年以來,其有效載荷整流器又出現了一個問題,技術人員在兩次商業任務中發現了這個問題,并且不得不将其停飛近一年才能完全修複。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

直到今年7月,阿麗亞娜5号火箭才成功将另一批衛星發射到太空,火箭的可靠性得到了測試,歐洲航天局(阿麗亞娜5号火箭的制造商)的關鍵技術審查于今年12月18日完成。韋伯太空望遠鏡現已完成地面測試,正在運輸中。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

從測試完成到最終軌道,韋伯望遠鏡不得不經曆一系列艱難的通勤,包括海上航行,火箭發射以及在拉格朗日點2(或L2)飛往地球的150萬公裡飛行。最終,在地球和太陽引力平衡的L2區域,韋伯太空望遠鏡"停止",從此開始了漫長的太空觀測之旅。

< H1級""pgc-h-right-arrow"資料軌道""44">地面運輸階段</h1>

韋伯望遠鏡的發射始于加利福尼亞州的諾斯羅普·格魯曼工廠,已經完成建造和最終測試。在運輸之前,望遠鏡被"折疊"并放置在一個大型的定制容器中,以防止潮濕的空氣,溫度,振動等發生劇烈變化。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

9月下旬,韋伯望遠鏡被放置,在地面上移動,然後被運送到城市的港口,在那裡它被放置在一艘船上。由于海盜在美國海岸的部分地區猖獗,望遠鏡離開港口的确切日期尚未公布,以減少與海盜的遭遇并最大限度地降低風險。

雖然望遠鏡的出發日期不詳,但路線很清楚。它将從加利福尼亞的一個港口沿着海岸線向南航行,很快穿過巴拿馬運河,預計将在10月初的某個時候進入加勒比海,這是在以前的飓風中可能遇到的不确定時期。然而,美國氣象部門和運輸公司密切監測沿途的天氣,以便船隻盡可能避免遇到飓風或根本不遇到飓風的地區。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

到10月下旬,韋伯的望遠鏡預計将在經過一段時間的地面運輸後抵達法屬蓋亞那的庫魯河港口,最後到達歐洲航天局(ESA)發射場,在那裡它将進行發射前的準備和調試任務,如燃料噴射,電子裝置檢查和阿麗亞娜5号火箭的内部。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

根據公開的計劃,韋伯望遠鏡将處于折疊狀态,位于整流器下部的阿麗亞娜5号火箭頂部。當一切準備就緒後,韋伯望遠鏡将靜靜地等待發射視窗的到來。

<h1級"pgc-h-right-arrow"資料跟蹤""45">的發射階段</h1>

如果一切順利,韋伯望遠鏡将于12月18日上午發射到大西洋。雖然望遠鏡被放置在火箭的頂部,但預計升空的第一階段應該不是問題,即使它是火箭發射中最成問題的部分,因為它已經經曆了幾次嚴格的發射壓力測試。

當火箭達到約10,000公裡時,韋伯望遠鏡将與阿麗亞娜5号火箭分離,标志着發射過程的結束。然而,這一時間遠非成功發射的标準,因為從這一刻到地球的L2點還有150萬公裡,這是韋伯太空望遠鏡巡航時的"過渡"期。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

首先,在韋伯與火箭分離後不久,望遠鏡的太陽能電池陣列将慢慢膨脹,為望遠鏡的巡航提供動力。從地面點火12小時後,航天器的推進器将首次被點燃以校正軌道。

在發射的第三天,韋伯望遠鏡将開始部署其塵埃罩,這是望遠鏡建造中最複雜和最重要的裝置之一。防塵罩由五塊巨大的聚酰亞胺薄膜組成,呈風筝形,主要功能是最大限度地阻擋陽光,進而冷卻韋伯望遠鏡上的紅外傳感器,否則紅外傳感器會出現問題,無法正常工作和穩定。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

對于天文學家來說,部署塵埃盾牌是發射衛星和太空望遠鏡等太空活動中最危險的階段之一。拿韋伯望遠鏡來說,要打開防塵罩,需要3天才能釋放150個裝置,同時需要7000個部件,可以無差錯操作,哪個環節,哪一部分出現問題,可能導緻部署防塵罩故障,甚至影響整個望遠鏡才能運作,一顆螺絲可以确定100億美元的投資, 幾十年的努力取得成功,這讓人不怕。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

在韋伯飛行六天後,望遠鏡的次鏡将被擴充并放置到位。第7天,直徑6.5米的主鏡也将擴大,由18個鍍金六角透鏡組成,這些透鏡将由微小的驅動器驅動,是以每個透鏡在微米級精确對準,進而産生主鏡的聯合焦點。這個過程同樣複雜,需要130多個驅動器和電機一起工作。

韋伯太空望遠鏡年底前将發射,多次延期後,升空依然會一波三折韋伯太空望遠鏡多次延期的“無奈”地面運輸階段發射升空階段

韋伯太空望遠鏡預計将于2022年1月抵達地球的L2點,即發射一個月後,屆時它将進行全面的太空之旅。讓我們從現在開始祝福它,畢竟在這幾個月裡,韋伯将面臨一波風險和挑戰,這并不容易。

繼續閱讀