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韋伯太空望遠鏡已發射升空,為何它要飛向150萬千米外的L2點?


12月25日上午8點30,伴隨著巨大的轟鳴聲下,韋伯望遠鏡乘坐阿麗亞娜 5 號火箭,在南美洲的蓋亞那航天中心緩緩升入太空。

該望遠鏡作為哈勃望遠鏡的繼任者,將成為新一任人類的最強之眼。擁有比哈勃望遠鏡高出幾倍的實力。其中,最引人注目的就是由18塊六邊形單面鏡組成的主反射鏡面,直徑達到了6.5米,幾乎相當於哈伯望遠鏡的三倍,整體面積則達到了哈伯的五倍以上

而且反射鏡選擇的是鹼土金屬鈹。該金屬抗彎剛度極高,在不同的溫度條件下都可以保持穩定的光學性能,這意味著他能夠在極寒的低溫下不易發生變形

我們知道韋伯望遠鏡的安放在地球150萬千米之外的L2拉格朗日點,在這裡它將永遠處於地球投射的陰影下,不受太陽光的干擾,溫度極低,所以鈹材料能夠很好的解決這個問題

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那麼說到這裡很多或許會有所疑問,為什麼詹姆斯韋伯太空望遠鏡要發射至遙遠的L2拉格朗日點,而不是向哈伯一樣在近地點軌道附近運行呢?

事實上韋伯太空望遠鏡與哈伯不同的是,它是紅外線望遠鏡,配備了高敏度紅外傳感器,如果在地球的近地軌道會受到地球本身和太陽發出的紅外汙染,導致觀測能力下降,而L2拉格朗日點正好處於地球投射的陰影下

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因此在這個位置,地球能為韋伯太空望遠鏡遮擋大部分陽光,從而可以探測到到宇宙中最遙遠的紅外微弱光線,即便是絲毫的熱量也能夠被捕捉。

並且在L2拉格朗日點太空飛行器會同時受到太陽和地球的引力拉扯,兩者均衡疊加的引力能夠使太空飛行器長期保持一個相對穩定的姿態,不同於哈勃望遠鏡一樣,需要經常調整。

因此L2拉格朗日點成為了韋伯望遠鏡放置的絕佳位置。不過唯一不足的就是L2拉格朗日點由於距離地球過於遙遠,相當於四倍的地月距離。一旦韋伯望遠鏡進入到運行軌道後,便再無任何維修的可能性。任何微小的瑕疵都有可能造成韋伯望遠鏡的報廢。這也就對它各個儀器部件做了十分嚴苛的質量要求。

在它的每塊鏡面的背面,都有七個控制鏡片形狀和朝向的發動機,由精密馬達和齒輪構成,可以進行納米尺度的位移,從而使每塊鏡片都擁有完全相同的「曲率中心,保證焦點的重合。

這樣他就能窺探到宇宙發出的第一縷微弱光線,觀測大爆炸初期的狀態。因此韋伯望遠鏡也將繼哈伯之後,成為人類最先進的天文觀測儀器,同時讓我們一起期待韋伯望遠鏡的新發現吧!

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