詹姆斯·韋布太空望遠鏡,是由美國國家航空航天局(NASA)、歐洲航天局(ESA)和加拿大航空航天局(CSA)聯(lián)合研發(fā)的紅外線觀測用太空望遠鏡。作為哈勃太空望遠鏡的“接班人”,它一開始就被冠以“新一代太空望遠鏡”的名號,NASA還以第二任局長詹姆斯·韋布的名字為其命名。那么,這架望遠鏡比“老前輩”強在哪些方面呢?
詹姆斯·韋布,于1961年至1968年擔任美國國家航空航天局局長,在任期間主導(dǎo)了著名的阿波羅計劃,是實現(xiàn)人類登月夢想的功臣之一。
特點一:輕
詹姆斯·韋布太空望遠鏡使用堅固、耐熱同時密度又很低的鈹來制作主反射鏡,由于鈹?shù)姆瓷渎什粔蚋?,它的鏡面又被鍍了一層純金。平均下來,制造詹姆斯·韋布太空望遠鏡的材料密度要比制造哈勃太空望遠鏡的低得多,其整體重量只有6.2噸,大約為哈勃太空望遠鏡(11噸)的一半。
特點二:瘦
哈勃太空望遠鏡不易折疊,用一般的火箭裝不下它,只能靠航天飛機將其帶到太空。而詹姆斯·韋布太空望遠鏡被設(shè)計成了可以折疊的多層多邊形,主反射鏡也被分割成18塊六邊形的小鏡片,通過折疊變形就能被裝進火箭里。
特點三:大
詹姆斯·韋布太空望遠鏡的主反射鏡直徑有6.5米,反射面積為25.4平方米,主反射鏡下方的遮光罩基座差不多有一個網(wǎng)球場那么大!而“老前輩”哈勃望遠鏡的口徑為2.4米,反射面積只有4.3平方米,相比之下,就小多啦。
特點四:準
雖然主反射鏡被分割成了18塊,但每塊小鏡片的鏡面拋光誤差不超過10納米(1納米等于1厘米的一千萬分之一),背部還都裝有7個微型機械馬達,能夠在10納米的精度內(nèi)調(diào)整鏡片的形狀和方向,以確保整體鏡面能完美對焦。
特點五:遠
與哈勃太空望遠鏡不同,詹姆斯·韋布太空望遠鏡不圍繞地球運行,它的目的地是第二拉格朗日點(英文簡稱L2)。這個位置很適合放置空間天文設(shè)備,因為可以讓設(shè)備利用地球遮擋太陽的照射,減少太陽的干擾并方便校準。但缺點也很明顯,這里距離地球150萬千米,實在太遠,一旦設(shè)備出問題,是不可能派人去維修的。
特點六:超級拖延
詹姆斯·韋布太空望遠鏡的項目啟動于1996年,原本計劃花費5億美元并于2007年發(fā)射升空,但由于各種原因,發(fā)射時間一再推遲,經(jīng)費更是嚴重超支,最后總耗費約100億美元!
2021年12月25日,發(fā)射時間一拖再拖、研究經(jīng)費嚴重超支的詹姆斯·韋布太空望遠鏡終于“上天”了。人們對它的“接棒”非常期待。畢竟人類的眼力有限,想要探索遙遠的宇宙,還是得靠這些太空望遠鏡。
第一個用望遠鏡看星星的人
第一架望遠鏡于1608年由荷蘭人發(fā)明,主要用于航海領(lǐng)域。伽利略在此基礎(chǔ)上進行改造,隨后便用望遠鏡看起了星星。望遠鏡不僅協(xié)助他進一步印證了哥白尼的日心說,還讓他看到了很多有趣的東西。比如,伽利略驚訝地發(fā)現(xiàn)土星竟然長著兩個“耳朵”!他苦思冥想,最后認定這對“耳朵”是圍繞土星的其他行星??上зだ缘耐h鏡清晰度太低,他沒能看出那對“耳朵”其實就是土星的光環(huán)。
不是鴿子糞的錯
1965年,兩位天文學家通過射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)了一段奇怪的噪聲。起初,他們以為是望遠鏡天線上的鴿子糞導(dǎo)致的干擾,在費了好大勁兒清理完鴿子糞后,噪聲還在!后來他們才意識到,這段噪聲是宇宙微波背景,是證明宇宙大爆炸的決定性證據(jù)!
黑白照變彩照
哈勃太空望遠鏡可以拍攝到數(shù)十億光年外的宇宙景象。雖然我們最終看到的這些照片是五顏六色的,但實際上,哈勃太空望遠鏡拍攝的宇宙天體照片都是黑白的!望遠鏡上裝備的相機只能以灰度像素進行拍攝,天文學家得用不同顏色的濾光片對原圖進行多次曝光,然后將得到的圖像疊加后才能合成這些美麗的彩色照片。
《創(chuàng)生之柱》,哈勃太空望遠鏡拍攝的最著名的照片之一。它展示的是鷹星云內(nèi)圓柱形的星際氣體和塵埃。手指狀的“柱子”中正孕育著新的恒星。
《上帝之眼》,它展示的是距離我們700光年外的寶瓶座中的一個行星狀星云,其外形猶如一只大眼睛。
哈勃太空望遠鏡拍攝的蟹狀星云,是位于金牛座ζ星東北面的一個超新星殘骸和脈沖風星云,距地球約6500光年。
誰都能申請使用
每年,哈勃太空望遠鏡的科學研究所都會面向全世界公開征集觀測提案,任何人都能申請使用,但名額競爭非常激烈,畢竟全世界的天文學家都在搶。如今,哈勃太空望遠鏡已工作32年,故障也越來越多,退休近在眼前,而詹姆斯·韋布太空望遠鏡已于2021年12月25日發(fā)射升空,大家以后可能就要去搶使用“接班人”的機會了。希望它能繼承“前輩”的事業(yè),繼續(xù)幫助人類書寫探索太空的偉大史詩。