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“黃金望遠(yuǎn)鏡”花費(fèi)將超百億美元 預(yù)計(jì)2021年升空

2018-11-09 10:15:23 來源: 北京日報(bào)

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將超越鼎鼎大名的哈勃,成為“史上最強(qiáng)望遠(yuǎn)鏡”——它的主鏡更大,由18個(gè)鏡片組成,口徑達(dá) 6.5 米,是哈勃的3倍左右,主鏡之外還配有一個(gè)次鏡(反光鏡),總重量卻只有6噸左右,差不多是哈勃的一半。

在太空上了28年班的哈勃太空天文望遠(yuǎn)鏡,最近“身體”有點(diǎn)吃不消了,上個(gè)月因?yàn)橐慌_陀螺儀出現(xiàn)故障而險(xiǎn)些終止工作,這讓美國航天局(NASA)有點(diǎn)煩。

自1990年升空后,哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測到了無數(shù)攝人心魄的太空景象,是天文史上最重要的儀器之一。其實(shí),早在20年前,NASA就為哈勃選好了繼任者—— “詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡”,但韋伯望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射多次“跳票”,哈勃只能堅(jiān)強(qiáng)地繼續(xù)服役。

11月4日,到北京參加騰訊WE大會(huì)的歐洲航天局科學(xué)與探索高級顧問馬克·麥考里恩親口確認(rèn)了最新計(jì)劃:“2021年,我們打算向太空發(fā)射這個(gè)復(fù)雜的望遠(yuǎn)鏡。”

哈勃太空天文望遠(yuǎn)鏡的接任者,以NASA第二任局長詹姆斯·韋伯的名字命名,因?yàn)檫@位局長在1961年至1968年擔(dān)任局長期間領(lǐng)導(dǎo)了阿波羅計(jì)劃等一系列重要的太空探測項(xiàng)目。只要成功升空,詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡就會(huì)超越鼎鼎大名的哈勃,成為“史上最強(qiáng)望遠(yuǎn)鏡”——它的主鏡更大,由18個(gè)鏡片組成,口徑達(dá)6.5 米,是哈勃的3倍左右,主鏡之外還配有一個(gè)次鏡(反光鏡),總重量卻只有6噸左右,差不多是哈勃的一半。

韋伯太空望遠(yuǎn)鏡最引人注目的是其精妙壯觀的“黃金鏡面”。

由于尺寸巨大,韋伯的主鏡不得不分割成18塊六角形的鏡片折疊起來,發(fā)射完成之后在高精度的微型馬達(dá)和波面?zhèn)鞲衅鞯目刂葡抡归_。這些鏡面主體采用高強(qiáng)度、輕質(zhì)量的金屬鈹,擁有超低溫環(huán)境下的穩(wěn)定性。不過純的金屬鈹在近紅外波段的反射性并不理想,因此每塊分鏡面的表層都必須鍍上大約0.12盎司的24K黃金。在鍍膜過程中,黃金被加熱至熔化,溫度大約為1371攝氏度,使其蒸發(fā)并吸附在鏡面上。根據(jù)要求,鍍膜的厚度是120納米,大致相當(dāng)于100萬分之一英寸,或更形象地說,是人類頭發(fā)絲的200分之一。

另外,韋伯望遠(yuǎn)鏡的遮陽板也創(chuàng)意十足:它像一個(gè)網(wǎng)球場,有20米長,由5層非常薄的薄膜組成,以防止太陽光及地球反射光對觀測產(chǎn)生干擾。這么復(fù)雜的望遠(yuǎn)鏡,自然不能只是重復(fù)哈勃的工作,它能看到更古老的宇宙,比如早期宇宙形成的第一批星系,追尋恒星的起源,甚至還能試著尋找外星文明存在的跡象。

有個(gè)問題一直縈繞在很多人心中:科學(xué)家為什么要把天文望遠(yuǎn)鏡建在太空?原因很簡單,這樣就可以擺脫大氣層和天氣的影響,相當(dāng)于把眼睛放在了太空中,盲點(diǎn)降到最小,不受天氣和大氣層干擾,就能得到更多精確的天文資料。

最初,韋伯太空望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃2011年升空,但發(fā)射計(jì)劃一再延遲,如今造價(jià)已經(jīng)達(dá)到87億美元,再加上發(fā)射和維修等費(fèi)用,總花費(fèi)將超過百億美元。如此高昂的成本,也讓它成為了名副其實(shí)的“黃金望遠(yuǎn)鏡”。

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