組裝好的詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡，包括其陽傘和模塊化組件，已部分配置完畢，將進(jìn)行進(jìn)一步安裝。
新浪科技訊北京時間1月6日消息，據(jù)外媒報道，美國宇航局詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡目前計劃于2021年3月發(fā)射。此前，該項(xiàng)目經(jīng)歷了年復(fù)一年的拖延和數(shù)十億美元的資金投入。盡管浪費(fèi)了大量的時間和金錢，這臺望遠(yuǎn)鏡將成為無可爭議的紅外波長之王，讓我們第一次到達(dá)曾經(jīng)遙不可及的宇宙偏遠(yuǎn)角落。
從宇宙誕生后形成的第一個星系到外星生命的可能性，如果我們想進(jìn)一步了解宇宙中的一切，耗資約97億美元的詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡將是我們唯一的希望。
不怕嚴(yán)寒
盡管詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST) 被譽(yù)為美國宇航局傳奇的哈勃望遠(yuǎn)鏡的繼承者，但事實(shí)并非如此。哈勃主要是一個光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，能夠捕獲與人眼相似的波長范圍內(nèi)的光，僅稍微擴(kuò)展到紅外和紫外波段。就其本質(zhì)而言，哈勃望遠(yuǎn)鏡就像一個在太空中運(yùn)行的巨大眼球，不斷發(fā)回令人驚嘆的圖像。如果你的光敏神經(jīng)足夠強(qiáng)大，你就可以親眼看到這些令人驚嘆的景象。
但詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡則不然。它將完全在紅外波段進(jìn)行觀察，幾乎不觸及人眼可見的最紅波長。換句話說，它將研究人類幾乎看不見的宇宙。
詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡如此設(shè)計的主要原因之一是很難從地球表面進(jìn)行紅外觀測。天文學(xué)家想要進(jìn)行精確的觀測和測量，就必須保證夜空絕對晴朗，但地面的光污染嚴(yán)重限制了觀測條件。
紅外光污染無處不在，因?yàn)槿魏斡袦囟鹊奈矬w都會發(fā)出紅外光。人體可產(chǎn)生100瓦的紅外線輻射。地球本身也非常熱，在紅外波段顯得明亮而耀眼。甚至望遠(yuǎn)鏡本身也在室溫下發(fā)射紅外輻射。
總之，我們從地面進(jìn)行紅外天文觀測并不是完全不可能，而是難度極大。所以我們選擇將詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡放置在太空中。
遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)去旅行
為了避免來自地球的紅外光的影響，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡將在距離地球150萬公里的地方運(yùn)行。盡管太陽距離地球很遠(yuǎn)，但它也是一個問題。你一定經(jīng)歷過夏天戶外的灼熱陽光，那就是紅外線輻射。盡管距離地球數(shù)百萬公里，太陽的熱量卻不容小覷。
為此，紅外太空望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計者可以采用多種解決方案。最常見的是使用主動冷卻系統(tǒng)將望遠(yuǎn)鏡的溫度降低到適合觀測紅外波段的水平。這是一種很好的方法，之前已在其他紅外太空望遠(yuǎn)鏡中使用過。但這也限制了望遠(yuǎn)鏡的工作壽命，因?yàn)橐坏├鋮s劑耗盡，天文觀測就無法繼續(xù)。
因此，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡將不遺余力地配備一個巨大且昂貴的太空降落傘。這把傘長22米，寬11米，由五層高反光材料制成，每層厚度都不及人類頭發(fā)的直徑。這面巨大的陽傘將使望遠(yuǎn)鏡保持在陰影中，溫度不會超過-223攝氏度，適合在目標(biāo)紅外波段進(jìn)行觀測。
然而，望遠(yuǎn)鏡上的儀器將使用主動冷卻系統(tǒng)來冷卻至-258攝氏度，使其能夠接收更長波長的紅外光。
科學(xué)的力量
總而言之，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡太大了，無法裝進(jìn)火箭。除了巨大的遮陽傘外，它的主鏡直徑達(dá)到6.5米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前使用的任何火箭的直徑。由于鏡子無法粘在火箭的側(cè)面，聰明的NASA 工程師決定將鏡子分成18 個較小的六邊形，這樣它們就可以與折疊的遮陽傘和望遠(yuǎn)鏡的其余部分一起塞進(jìn)火箭內(nèi)部。
如果一切順利，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)射幾天后，就會飛向觀測點(diǎn)，將鏡子和遮陽傘展開到位，然后開始觀測任務(wù)。
其觀察結(jié)果將是令人驚訝的。該望遠(yuǎn)鏡的主要目標(biāo)之一將是早期宇宙，當(dāng)時宇宙只有幾億年的歷史。第一批出現(xiàn)的恒星和行星曾經(jīng)在可見光波段發(fā)出明亮的光芒。但在過去的130億年里，宇宙逐漸膨脹，導(dǎo)致這些光的波長變得越來越長，最后留下可見光，落入紅外光波段，而這正好在詹姆斯號的理想觀測范圍之內(nèi)。韋伯望遠(yuǎn)鏡。
由于沒有留下第一批恒星和星系的圖像，這將是我們第一次看到宇宙歷史上的這個重要時期。
詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡將研究宇宙中所有冰冷物體，包括新生恒星周圍的原行星盤、分子云、彗星、柯伊伯帶等。
該望遠(yuǎn)鏡還將使用一種特殊裝置來阻擋來自一些遙遠(yuǎn)恒星的光線，從而捕獲任何經(jīng)過這些恒星前方的天體，例如系外行星。這些行星在紅外波段顯得非常明亮。通過它們發(fā)出的光，我們可以分析地球大氣中的化學(xué)物質(zhì)和元素，也許還能找到生命的跡象。
總之，從尋找外星生命到揭開宇宙黎明的真相，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡一定不會辜負(fù)我們多年的等待。 （葉子）
