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詹姆斯·韦伯空间望远镜

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詹姆斯·韦伯太空望远镜
JWST

James Webb Telescope Model at South by Southwest.jpg
德州奥斯汀展出的太空望远镜等比例模型

James Webb Space Telescope Mirror37.jpg
詹姆斯·韦伯太空望远镜18面镜子中的其中6面正在进行温度浸渍测试
任务类型 天文学
运营方 NASA / ESA / CSA / STScI[1]
网站 jwst.nasa.gov
sci.esa.int/jwst
asc-csa.gc.ca
jwst.stsci.edu
任务时长 5年(设计)
10年(目标)
航天器属性
制造方 诺斯洛普·格拉曼
巴尔太空科技英语Ball Aerospace & Technologies
发射质量 6,500千克(14,300磅)[2]
尺寸 20.197米 × 14.162米(66.26英尺 × 46.46英尺) (sunshield)
功率 2,000瓦
任务开始
发射日期 2021年3月30日[3]
载具 亚利安5号运载火箭ECA
发射场 Kourou ELA-3英语ELA-3
承包方 阿丽亚娜太空英语Arianespace
轨道参数
参考系 太阳与地球间L2
轨域 晕轨道英语Halo orbit
近apsis点 374,000 km(232,000 mi)[4]
远apsis点 1,500,000 km(930,000 mi)[4]
周期 6个月
历元 规划中
类型 柯尔施望远镜
口径 6.5米(21英尺)
焦距 131.4米(431英尺)
观测范围 25 m2(270 sq ft)
波长 0.6微米橘色
至28.5微米(中度红外线
转发器
频带 S波段(TT&C支援)
Ka波段英语Ka band(资料取得)
带宽 S波段最高:16 kbit/s
S波段最低:40 kbit/s
Ka波段最低:至多28 Mbit/s

JWST logo
詹姆斯·韦伯太空望远镜标志

詹姆斯·韦伯空间望远镜(英语:James Webb Space Telescope, JWST)是计划中的红外线太空望远镜,原计划耗费5亿美元并于2007年发射升空[5]。但由于各种原因,导致项目严重超支,发射时间数次推迟,最新预估总耗费高达96.6亿美元,发射时间改为2021年3月30日[6][7]。2019年8月28日NASA表示该望远镜首次组装完毕[8]。它是欧洲空间局美国宇航局的共用计划。这是哈勃太空望远镜史匹哲太空望远镜的后继计划。它拥有一个直径6.5米(21 英尺),分割成18面镜片的主镜,放置于太阳地球第二拉格朗日点。不像哈勃空间望远镜那样围绕地球上空旋转,詹姆斯·韦伯空间望远镜飘荡在地球背向太阳的后面150万公里的太空。一个大型遮阳板将保持它的镜片和四个科学仪器低于50 K(−220 °C;−370 °F)。

此项目曾经称为“新一代太空望远镜”(Next Generation Space Telescope),2002年以美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名。1961年至1968年詹姆斯·韦伯担任局长期间曾领导阿波罗计划等一系列美国重要的太空探测项目。

望远镜的地面控制和协调机构是位于约翰霍普金斯大学太空望远镜研究所(STScI)。

任务[编辑]

该望远镜的主要的任务是调查大爆炸理论的残余红外线证据(宇宙微波背景辐射),即观测今天可见宇宙的初期状态。为此它配备高灵敏度红外线传感器、光谱器等。为便于观测,机体要能承受极度低温,也要避开太阳光与地球反射等等。为此望远镜附带了可折叠遮光板,以屏蔽会成为干扰的光源。因其处于拉格朗日点,地球、太阳与望远镜三者的视界总处于一定的相对位置,不用频繁的修正位置也能让遮光板发挥功效。

该望远镜的发射计划地点为圭亚那太空中心,由亚利安五号火箭运载升空[9]

哈勃太空望远镜位于从地表大约600公里的低轨道位置上。因此,即使光学仪器发生故障也可以用航天飞机前去修理。詹姆斯‧韦伯太空望远镜位于离地球150万公里的距离,即使出现故障也不可能频繁派遣修理人员。但它位于第二拉格朗日点上,重力相对稳定,故相对于邻近天体来说可以保持不变的位置,不用频繁地进行位置修正,可以更稳定的进行观测,而且还不会受到地球轨道附近灰尘的影响。

五个拉格朗日点的位置图,詹姆斯·韦伯太空望远镜将位于第二拉格朗日点。在该点上将永久背对地球。

构造[编辑]

詹姆斯·韦伯太空望远镜的全尺寸模型
各光学望远镜主镜尺寸比较

计划中的詹姆斯韦伯太空望远镜的重量为6.2,约为哈勃太空望远镜(11吨)的一半。主反射镜由制成,口径达到6.5米,面积为哈勃太空望远镜的5倍以上。

这面主镜的直径比发射用的火箭更大。主镜被分割成18块六角形的镜片,每个镜面的抛光误差不得超过10纳米;同时镜面也经过专门研磨,使得其能够在遮阳板阴影的极度严寒环境中保持正确形状。每块镜片背部都装有7个马达,能够在10纳米的精度内调整镜片的形状和方向。发射后这些镜片会在高精度的微型马达和波面传感器的控制下展开。但是,此法不会跟凯克望远镜一样,不必像地面望远镜那样必需根据重力负荷和风力的影响而要按主动光学来时常持续调整镜段,故詹姆斯韦伯太空望远镜除了初期配置之外将不会有太多改变。

主镜的镜片排成六角形,聚光部和镜面都露在外面,容易让人联想到电波望远镜的天线。另外,它的主体也不呈筒状,而是在主镜下展开座席状的遮光板。

设计图片[编辑]

普通人(左)、哈勃太空望远镜(中)、詹姆斯·韦伯太空望远镜(右)大小对比
普通地面天文望远镜哈勃超深空与詹姆斯·韦伯太空望远镜成像距离对比(红字:红移值,白字:光与宇宙大爆炸的时间差)
顶部的3/4预览
底部 (sun facing side)

参见[编辑]

参考资料[编辑]

外部链接[编辑]