詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡
任務(wù)
該望遠(yuǎn)鏡的主要的任務(wù)是調(diào)查大爆炸理論的殘余紅外線證據(jù)(宇宙微波背景輻射),即觀測今天可見宇宙的初期狀態(tài)。為此它配備高靈敏度紅外線傳感器、光譜器等。為便于觀測,機體要能承受極度低溫,也要避開太陽光與地球反射光等等。為此望遠(yuǎn)鏡附帶了可折疊遮光板,以屏蔽會成為干擾的光源。因其處于拉格朗日點,地球、太陽與望遠(yuǎn)鏡三者的視界總處于一定的相對位置,不用頻繁的修正位置也能讓遮光板發(fā)揮功效。
該望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射計劃地點為圭亞那太空中心,由亞利安五號火箭運載升空 。
哈勃太空望遠(yuǎn)鏡位于從地表大約600公里的低軌道位置上。因此,即使光學(xué)儀器發(fā)生故障也可以用航天飛機前去修理。詹姆斯?韋伯太空望遠(yuǎn)鏡位于離地球150萬公里的距離,即使出現(xiàn)故障也不可能頻繁派遣修理人員。但它位于第二拉格朗日點上,引力相對穩(wěn)定,故相對于鄰近天體來說可以保持不變的位置,不用頻繁地進(jìn)行位置修正,可以更穩(wěn)定的進(jìn)行觀測,而且還不會受到地球軌道附近灰塵的影響。
五個拉格朗日點的位置圖,詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將位于第二拉格朗日點。在該點上將永久背對地球。
構(gòu)造
詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的全尺寸模型
各光學(xué)望遠(yuǎn)鏡主鏡尺寸比較
計劃中的詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的重量為6.2噸,約為哈勃太空望遠(yuǎn)鏡(11噸)的一半。主反射鏡由鈹制成,口徑達(dá)到6.5米,面積為哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的5倍以上。
這面主鏡的直徑比發(fā)射用的火箭更大。主鏡被分割成18塊六角形的鏡片,每個鏡面的拋光誤差不得超過10納米;同時鏡面也經(jīng)過專門研磨,使得其能夠在遮陽板陰影的極度嚴(yán)寒環(huán)境中保持正確形狀。每塊鏡片背部都裝有7個馬達(dá),能夠在10納米的精度內(nèi)調(diào)整鏡片的形狀和方向。發(fā)射后這些鏡片會在高精度的微型馬達(dá)和波面?zhèn)鞲衅鞯目刂葡抡归_。但是,此法不會跟凱克望遠(yuǎn)鏡一樣,不必像地面望遠(yuǎn)鏡那樣必需根據(jù)引力負(fù)荷和風(fēng)力的影響而要按主動光學(xué)來時常持續(xù)調(diào)整鏡段,故詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡除了初期配置之外將不會有太多改變。
主鏡的鏡片排成六角形,聚光部和鏡面都露在外面,容易讓人聯(lián)想到電波望遠(yuǎn)鏡的天線。另外,它的主體也不呈筒狀,而是在主鏡下展開座席狀的遮光板。
設(shè)計圖片
普通人(左)、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡(中)、詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(右)大小對比
普通地面天文望遠(yuǎn)鏡、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡與詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡成像距離對比(紅字:紅移值,白字:光與宇宙大爆炸的時間差)
頂部的3/4預(yù)覽 底部 (sun facing side)
參見
太空望遠(yuǎn)鏡
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡
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