随着哈勃太空望远镜的"服务"越来越长,发射詹姆斯韦伯太空望远镜的重要性变得越来越重要,它将接管其太空观测任务。网络太空望远镜的开发和建造成本接近100亿美元,拥有18个六角形镀金镜,使其比哈勃望远镜更有能力探测深空。
< h1级"pgc-h-right-arrow"data-track""4">韦伯太空望远镜反复延迟的"无助"</h1>
韦伯太空望远镜的第一个确定的发射日期是2007年,天文学界多年来一直期待着它的发射。然而,由于技术挑战和开发过程中严重的成本超支,启动计划已经推迟了几次。
起初,与韦伯太空望远镜签约的公司是诺斯罗普·格鲁曼公司,该公司的预算为10亿美元,计划于2007年发射。然而,承包商严重低估了开发太空望远镜的难度,以至于到2011年它仍然没有结束。基于研发步伐和预算增长趋势,美国不得不将韦伯望远镜的发射时间调整到2018年。
由于2018年所剩时间不多,韦伯望远镜一直是许多技术事故和问题的发生地,这些事故和问题推迟了最终发射。去年开始的疫情将韦伯望远镜的发射再次推迟到今年10月31日。
谁会想到,当科学家等了这么久才"透过秋天的水",不得不静静地等待发射窗口时,意想不到的问题就出现了。由韦伯太空望远镜发射的阿丽亚娜5号火箭自去年以来,其有效载荷整流器又出现了一个问题,技术人员在两次商业任务中发现了这个问题,并且不得不将其停飞近一年才能完全修复。
直到今年7月,阿丽亚娜5号火箭才成功将另一批卫星发射到太空,火箭的可靠性得到了测试,欧洲航天局(阿丽亚娜5号火箭的制造商)的关键技术审查于今年12月18日完成。韦伯太空望远镜现已完成地面测试,正在运输中。
从测试完成到最终轨道,韦伯望远镜不得不经历一系列艰难的通勤,包括海上航行,火箭发射以及在拉格朗日点2(或L2)飞往地球的150万公里飞行。最终,在地球和太阳引力平衡的L2区域,韦伯太空望远镜"停止",从此开始了漫长的太空观测之旅。
< H1级""pgc-h-right-arrow"数据轨道""44">地面运输阶段</h1>
韦伯望远镜的发射始于加利福尼亚州的诺斯罗普·格鲁曼工厂,已经完成建造和最终测试。在运输之前,望远镜被"折叠"并放置在一个大型的定制容器中,以防止潮湿的空气,温度,振动等发生剧烈变化。
9月下旬,韦伯望远镜被放置,在地面上移动,然后被运送到城市的港口,在那里它被放置在一艘船上。由于海盗在美国海岸的部分地区猖獗,望远镜离开港口的确切日期尚未公布,以减少与海盗的遭遇并最大限度地降低风险。
虽然望远镜的出发日期不详,但路线很清楚。它将从加利福尼亚的一个港口沿着海岸线向南航行,很快穿过巴拿马运河,预计将在10月初的某个时候进入加勒比海,这是在以前的飓风中可能遇到的不确定时期。然而,美国气象部门和运输公司密切监测沿途的天气,以便船只尽可能避免遇到飓风或根本不遇到飓风的地区。
到10月下旬,韦伯的望远镜预计将在经过一段时间的地面运输后抵达法属圭亚那的库鲁河港口,最后到达欧洲航天局(ESA)发射场,在那里它将进行发射前的准备和调试任务,如燃料喷射,电子设备检查和阿丽亚娜5号火箭的内部。
根据公开的计划,韦伯望远镜将处于折叠状态,位于整流器下部的阿丽亚娜5号火箭顶部。当一切准备就绪后,韦伯望远镜将静静地等待发射窗口的到来。
<h1级"pgc-h-right-arrow"数据跟踪""45">的发射阶段</h1>
如果一切顺利,韦伯望远镜将于12月18日上午发射到大西洋。虽然望远镜被放置在火箭的顶部,但预计升空的第一阶段应该不是问题,即使它是火箭发射中最成问题的部分,因为它已经经历了几次严格的发射压力测试。
当火箭达到约10,000公里时,韦伯望远镜将与阿丽亚娜5号火箭分离,标志着发射过程的结束。然而,这一时间远非成功发射的标准,因为从这一刻到地球的L2点还有150万公里,这是韦伯太空望远镜巡航时的"过渡"期。
首先,在韦伯与火箭分离后不久,望远镜的太阳能电池阵列将慢慢膨胀,为望远镜的巡航提供动力。从地面点火12小时后,航天器的推进器将首次被点燃以校正轨道。
在发射的第三天,韦伯望远镜将开始部署其尘埃罩,这是望远镜建造中最复杂和最重要的设备之一。防尘罩由五块巨大的聚酰亚胺薄膜组成,呈风筝形,主要功能是最大限度地阻挡阳光,从而冷却韦伯望远镜上的红外传感器,否则红外传感器会出现问题,无法正常工作和稳定。
对于天文学家来说,部署尘埃盾牌是发射卫星和太空望远镜等太空活动中最危险的阶段之一。拿韦伯望远镜来说,要打开防尘罩,需要3天才能释放150个设备,同时需要7000个部件,可以无差错操作,哪个环节,哪一部分出现问题,可能导致部署防尘罩故障,甚至影响整个望远镜才能运行,一颗螺丝可以确定100亿美元的投资, 几十年的努力取得成功,这让人不怕。
在韦伯飞行六天后,望远镜的次镜将被扩展并放置到位。第7天,直径6.5米的主镜也将扩大,由18个镀金六角透镜组成,这些透镜将由微小的驱动器驱动,因此每个透镜在微米级精确对准,从而产生主镜的联合焦点。这个过程同样复杂,需要130多个驱动器和电机一起工作。
韦伯太空望远镜预计将于2022年1月抵达地球的L2点,即发射一个月后,届时它将进行全面的太空之旅。让我们从现在开始祝福它,毕竟在这几个月里,韦伯将面临一波风险和挑战,这并不容易。