詹姆斯韋伯望遠鏡就不可以,它離地球150萬公里,沒人能飛到那麼遠。其實韋伯望遠鏡從一開始就沒考慮過怎麼修——所有都是一錘子買賣,萬一出了大問題,再貴也只能是打水漂。
哈勃望遠鏡在軌維修
為什麼會這樣?因為哈勃是可見光望遠鏡,基本上我們人眼看到的是啥,望遠鏡拍下的就是啥;韋伯是紅外線望遠鏡,它主要接受紅外線波長的光——比紅更紅,一種我們人眼看不見的「紅」。
根據物理學理論,宇宙中所有的物質都有溫度,都會向外發射光子。只有溫度足夠高的物體才向外發射出可見光,我們的眼睛能看見這些光子。更多的物體會發射出紅外線,我們需要使用紅外線敏感器才能探測到它們。
人眼看不見紅外線
詹姆斯韋伯望遠鏡就是一台用于探測宇宙紅外光的設備,它上面的感測器極其靈敏,可以區分極小的溫度變化,從而發現上百億光年外傳來的微弱光線。
就像我們白天看不見星星一樣,不是星星不在那兒,而是太陽光線太強,它的光子在大氣層中散射,淹沒了暗弱的星光。地球和月球也會發出紅外光,離地球越近,它對韋伯望遠鏡的干擾就越大。怎麼辦呢?科學家要讓望遠鏡儘量遠離地球和月球,並且用隔熱層擋住太陽光,將干擾的熱輻射降到最低。
韋伯需要隔絕太陽和地球熱能
那麼,將韋伯望遠鏡送到地日拉格朗日L2點,是因為那裡足夠冷嗎?並不是。
相對與太陽的距離而言,150萬公里帶來的溫度差幾乎可以忽略不計,選擇L2點一方面是這裡能避免地球月球熱輻射的干擾,另一個重要原因是這裡處于太陽與地球力學穩定區域,航天器不需要消耗太多燃料就能很長時間「漂浮」
韋伯在地日引力作用下繞著L2點運動
在成功發射之後,詹姆斯韋伯太空望遠鏡會飛向地日拉格朗日L2點,在一個多月的漫長旅途中,它會像變形金剛一樣華麗變身:先展開太陽翼,再依次拉出並撐開5層隔熱薄膜,調整角度,將隔熱膜的底部朝向太陽和地球方向,最後展開鈹制的主反射鏡。
每一塊鏡子背後都有一組電機,它們能以納米尺度精確調整鏡子的角度,以確保不會發生哈勃望遠鏡「近視」的問題。
韋伯在發射後要做300多個動作
在朝向地球和太陽的方向,韋伯望遠鏡的底部溫度可以達到88℃左右,而在背陰面,由于隔熱膜阻擋了太陽和地球的熱輻射,韋伯望遠鏡的鏡面和感測器的工作溫度低至-225℃!如此一來,宇宙中高于這個溫度的光都能被望遠鏡探測到,人類不僅能看得更遠,還可以探測到此前看不見的影像。
韋伯能看的星球比哈勃望遠鏡更多
就像上面這幅圖像所顯示的,左邊為哈勃,右邊是韋伯。當然啦,這張圖是P出來的,實際上韋伯望遠鏡並不能拍攝彩[色.圖]像,跟哈勃望遠鏡的照片一樣,所有彩色都是後期由地面人員P上去的。因為除了天文學家外,沒有人會對黑白色的星空感興趣。
代表者: 土屋千冬
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設立日:2023年03月07日