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詹姆斯韦伯太空望远镜的意义何在?美国耗资近100亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜到底有多厉害

时间:2024-12-20 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 比赛资讯

JWST预计将调查数十万个遥远的星系,收集新的图像和数据。红外天文台需要保持相当冷的温度,以免因自身热量而干扰自身。要知道,阿波罗6次登月的总成本是255亿美元;所以从成本上来说,詹姆斯韦伯太空望远镜实际上和登月的规模相当。而且还要承受发射过程中的剧烈震动,还要在太空中运行数周。可惜的是,哈勃已经老化太严重了,他已经服役了31个年头了,现在基本已经报废了。其质量为6.2吨,约为哈勃空间望远镜的一半。

詹姆斯韦伯太空望远镜的意义何在

詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 是一项国际努力,于 2021 年 12 月 25 日成功发射,是历史上最先进的红外天文台和最激动人心的太空望远镜。 在接下来的几周内,JWST 将在距地球约 100 万英里的 L2 拉格朗日点附近向反太阳方向行驶到其目标轨道。从那里它将冷却到极低的工作温度,进行校准和校准,然后在几个月后,即 2022 年中后期开始其科学任务。 其任务目标由太空望远镜科学研究所 (STScI) 指导,重点关注红外天文学的几个关键领域: 检查非常早期的宇宙。由于空间的加速膨胀,来自宇宙中最古老的发光物体的光已经强烈红移到更长的红外波长;这些物质中的大部分,现在距离我们 120 亿多光年,在 ROYGBIV 中是看不见的,但在红外线中仍然可以辨别。由于 JWST 的极端稳定性、灵敏度和分辨率,我们将能够从宇宙历史的极早期——再电离时代,恒星和星系形成的黎明——收集大量全新的信息。绘制可观测宇宙的初期图将有助于我们更好地了解其大尺度结构。了解有关星系形成和演化的更多信息。JWST 预计将调查数十万个遥远的星系,收集新的图像和数据。特别感兴趣的是更多地了解暗物质在星系历史和未来中的潜在作用。 研究恒星和行星系统的形成。我们希望仔细研究恒星托儿所和年轻的尘土飞扬的行星盘,以更多地了解恒星是如何从原始碎片中诞生并形成各种太阳系的。 仔细检查行星。当然,行星不会像恒星那样自行“发光”。它们是天文距离的黑暗和困难的研究对象。但它们确实在电磁光谱的红外部分发出强烈的辐射,使它们成为 JWST 的主要目标。JWST 将对关键系外行星的大气层有清晰的了解;我们将能够确定这些行星的组成,可能包括水甚至生命的化学迹象。该望远镜还将收集我们太阳系内行星、卫星和柯伊伯带天体的新数据。 詹姆斯韦伯绝不是第一台红外望远镜——例如,有基于地球的红外天文台,哈勃太空望远镜具有一定的红外能力,而斯皮策太空望远镜则专注于红外观测。 但由于技术原因,红外天文学相当易怒。地面仪器必须应对各种地面热干扰和地球自身大气层的强烈红外吸收。红外天文台需要保持相当冷的温度,以免因自身热量而干扰自身。 JWST 采用最先进的遮阳板,允许天文台后部利用太阳能发电,同时帮助机载冷却系统将正面仪表的工作温度保持在低于 -380 华氏度,与绝对温度相差不远零。它围绕 L2 点的特殊轨道将使其与地球的夜间同步,同时允许它在每年围绕太阳的跋涉过程中观察整个天空。 这样的条件将极大地增强其 21 英尺、镀金的铍镜阵列——能够将局部微小调整到仅仅纳米,红外光波长的一小部分——及其强大的探测器,以收集比以往更多的原始红外数据。 想象一下,经过多年在光污染郊区的马马虎虎观测后,第一次带着你的业余望远镜在偏远的高沙漠中度过一个晴朗的夜晚。这或多或少是JWST对红外观测状态所做的。 JWST任务的总长度计划为五年;乐观地说,它可能会延长十年。主要的限制是机载推进器的燃料,它必须定期点火以保持围绕 L2 的稳定轨道。最终 JWST 将耗尽气体并漂流。 但是,如果一切顺利,在这宝贵的几年里,我们将能够学到很多关于宇宙的东西,无论远近。STScI 已经计划和安排了一些 JWST 观察任务,以及一些“公关噱头”任务,以帮助公众了解 JWST 的能力。该数据将进入科学记录以供一般使用。但 STScI 也在部署和管理来自世界各地天文学家的个人自主项目。根据每年同行评审的确认,世界各地的天文学家都有机会在 JWST 的运行生命周期内将其用于自己的目的。

美国耗资近100亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜到底有多厉害

答:詹姆斯韦伯太空望远镜绝对是目前人类最雄心勃勃的太空计划之一!第一,造价比它的前身“哈勃太空望远镜”先进很多。我们来看几个数据:单单这一块的成本就远超哈勃太空望远镜;8亿美元是什么概念?我们53度的天妃茅台2017年报价1299,是4300万瓶天妃茅台的总销量!要知道,阿波罗6次登月的总成本是255亿美元;所以从成本上来说,詹姆斯韦伯太空望远镜实际上和登月的规模相当。二。特殊轨道詹姆斯韦伯太空望远镜,它将被放置在日地之间的第二拉格朗日点,距离地球150万公里,是地月距离的4倍。所以,任何一个地方出了问题,都修不好,不可能这么远的距离派人来修;对设备的可靠性要求极高。如果20多年的规划不好,近100亿美元的成本就真的浪费了!日地之间第二拉格朗日点的位置相对于地球不变,是引力平衡点;至此,韦伯太空望远镜可以对某一区域进行长时间观测,不会像哈勃太空望远镜那样被地球遮挡。而且此时位于地球半影区,地球会遮挡大部分太阳光线,望远镜内部处于-236(约37K)的工作环境。三。精密镜头詹姆斯韦伯太空望远镜的主镜头是哈勃太空望远镜的2.7倍。它采用多镜头结构,主镜头的最终面积是哈勃太空望远镜的7.3倍。其灵敏度大大提高,综合能力比前者高出百倍。而且镜面的制造误差在原子尺度上达到10纳米,也就是十个原子的厚度;因为镜头太大,所以设计成18面六边形镜片。当它被发射时,镜头是折叠的,然后当它到达轨道时展开。而且还要承受发射过程中的剧烈震动,还要在太空中运行数周。这期间哪怕混入一粒灰尘,都会导致展开时出现毁灭性的精度误差,这对镜头的精度是极大的考验。它的前身哈勃望远镜也犯过类似的错误,但哈勃望远镜位于近地轨道。美国宇航局安排了几次手动检修,使哈勃望远镜恢复正常,但韦伯太空望远镜没有维修的机会。四。望远镜能力詹姆斯韦伯太空望远镜可以观测到哈勃体积中最远的距离,也就是大爆炸开始时的光,这也是它的主要任务之一!与哈勃望远镜相比,詹姆斯韦伯太空望远镜还有一大优势,即其观测波段以红外为主;红外波段比可见光波段更宽,这意味着詹姆斯韦伯太空望远镜可以接收到更多的信息,在对地外行星的探测中具有绝对的领先优势!动词(verb的缩写)其他方面除了以上四点,詹姆斯韦伯太空望远镜还在很多技术上取得了突破,比如:巨型遮阳板、超低温维护技术等等。而且詹姆斯韦伯太空望远镜即使能成功投入运行,也不会给NASA带来直接的经济效益。所有的研究动力主要来源于人类对空间的向往和对未知世界的好奇。一位谷歌高管曾公开表示:无论我们的年薪有多高,我们都无法吸引NASA最优秀的科学家.因为NASA给科学家画了一个星辰大海的梦!这是NASA最“可怕”的地方。好吧!我的回答到此为止。喜欢我们回答的读者,记得点击关注我们——Ebersmith!

“一代鸽王”詹姆斯韦伯太空望远镜,最强的太空望远镜

我想你一定听过哈勃太间望远镜,之前我们还专门出过关于它的解说。哈勃让我们看到了许多令人震惊的宇宙画面,也帮助天文学家们解决了很多问题。给我们的天文学做了很多贡献。 可惜的是,哈勃已经老化太严重了,他已经服役了31个年头了,现在基本已经报废了。好在我们知道它有个被称为史上最强的太空望远镜的继任者,詹姆斯韦伯太空望远镜。不过,不好的是它太能鸽了。从最初2007年发射推到2014年,又到2017年,而后几乎每年都能听到它推迟发射的消息,现在终于敲定于2021年10月31日发射入太空。 那么,詹姆斯韦伯太空望远镜为什么会如此一波三折?要想知道这个我们先来了解一下这个宏大的工程。 詹姆斯韦伯太空望远镜是美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜,为哈勃空间望远镜的继任者。其质量为6.2吨,约为哈勃空间望远镜的一半。拥有一个直径6.5米,分割成18面镜片的由铍制成主反射镜,面积为哈勃太空望远镜的5倍以上。可以探测距离超过130亿光年的天体。 据悉,詹姆斯韦伯太空望远镜的主要的任务是调查作为大爆炸理论的残余红外线证据,即观测现可见宇宙的初期状态。为达成此目的,它配备了高敏度红外线传感器、光谱器等。为便于观测,机体要能承受极限低温,也要避开太阳和地球的光线干扰等等。为此,詹姆斯韦伯太空望远镜附带了可折叠的遮光板,以屏蔽会成为干扰的光源。因其处于拉格朗日点,地球和太阳在望远镜的视界总处于一样的相对位置,不用频繁的修正位置也能让遮光板确实的发挥功效。 同时,也正和哈勃太空望远镜不一样的是,詹姆斯韦伯太空望远镜因为运行在太阳与地球间的第二拉格朗日点,距地球将近150万公里远,一旦出现故障将无法派宇航员进行维修保养,所以它的设计制造必须完美无缺,否则一旦出问题整个工程将功亏一篑!也正因为系统集成测试中会不断发现新问题,所以一旦测试遇到困难,就会导致发射推迟。不断的测试,修复,再测试,修复如此反反复复,这也正是詹姆斯韦伯太空望远镜不断放鸽子的主要原因了。 至今,詹姆斯韦伯太空望远镜整个项目已经耗费了100亿美元,也难怪NASA会如此小心谨慎防止它出现问题,一旦出错将会血本无归,但它要是成功了必将解开宇宙中很多迷题。 哈勃太空望远镜已经是一个奇迹,我们也希望它的继任者能够创造更大的奇迹。你觉得它能够成功吗?

詹姆斯韦伯太空望远镜和哈勃望远镜有什么差别

詹姆斯韦伯太空望远镜的发射计划已经宣布取消,时间推移至2019年的春季,这个真是令人感到不爽,但是这项工作拥有非常实用的价值,大家可以更快的获得更多的关于宇宙的奥秘和真相,所以备受天文爱好者的欢迎,下面给大家分享詹姆斯韦伯太空望远镜和哈勃望远镜有什么差别。

詹姆斯韦伯太空望远镜和哈勃望远镜有什么差别:

①它是著名的哈勃太空望远镜和施皮策太空望远镜的后继计划,也就是增强版,当然要后浪推前浪了。

比如说硬件很硬,望远镜口径就达6.5米,而哈勃只有2.4米,是后者2.7倍还多。聚光面积高达25平方米,而哈勃只有4.3平方米,是后者5倍多。

②它能够看到更远更古老的宇宙。

哈勃最大极限可以看到宇宙大爆炸后4.8亿年的景象,而韦伯至少能够观测到宇宙诞生2亿年时的景象。

探测宇宙大爆炸的余晖——宇宙微波背景辐射,正是它最主要的使命。

③它的主镜强大无比。

由18块六角形反射镜构成,由稀有金属铍制成,每个镜面的抛光误差均不超过10纳米。

还有更先进的地方,每块镜片背部都装有7个马达,能在10纳米的精度内调整镜片的形状和方向。

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。这就是说,聚光部分和镜面部分全都裸露在外,因此观测范围非常宽阔。

④它的运行轨道位于第二拉格朗日点,也就是距离我们150万公里的深空,远比距离地表600公里的哈勃遥远得多,该点永久背对着地球,引力场相对稳定,也没有近地轨道的尘埃和垃圾影响,具有超好的观测位置和视野。

⑤韦伯太空望远镜代表着21世纪第二个十年的人类最高技术水准,而哈勃太空望远镜仅代表了20世纪80年代的水平,两者差距可想而知。单从红外波段上的观测能力衡量,韦伯望远镜要比哈勃望远镜强大16倍。

不过,它俩不是竞争关系,只会互通有无、携手合作共同探索未知的宇宙。

当然了,它也不是十全十美的天物,比如说

①观测范围主要在红外、近红外波段上,要比能够观测可见光、紫外线、近红外的哈勃窄小很多;

②设计使用寿命也较短,只有5~10年,而哈勃至今已运行27年,预计最长能够运行到2040年;

③一旦损坏,无法维修。因为远在150万公里之外运行,差不多是到月球的4倍远,是不可能派人或者机器人前去维修的。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是目前人类制造的最强大的太空望远镜呢!所以只好享受好事多磨的待遇,发射时间一拖再拖。

最早从2011年一直拖延到2018年10月,就在最近NASA披露:再度改期,发射时间推迟到2019年春。

为什么詹姆斯·韦伯太空望远镜会延迟发射呢?

数次拖延都有数种原因。有缺钱的原因,工期的原因,升级的原因

这次主要是跟航天器总线和遮阳板问题有关。毕竟运载飞船也是极其复杂、精密的,来不得半点儿误差。

詹姆斯·韦伯太空望远镜项目主管还特地澄清:推迟原因跟太空望远镜本身没有任何的关系。

为啥詹姆斯·韦伯太空望远镜敢称呼「史上最强大的太空望远镜」呢?

这个最强大的太空望远镜,造价多少?

按照NASA最近一次预算,詹姆斯·韦伯太空望远镜总计造价88亿美元,预计正式运行花费将超过100亿美元。

这也是多次推高预算,导致多次推迟的一大原因。

堪称史上最昂贵的太空望远镜!

(哈勃最初造价47亿美元,发射升空20年后即2010年,包括多次维修、升级、运营等费用,总计花费将近100亿美元。)

尽管韦伯太空望远镜由美国宇航局、欧空局和加拿大航天局共同投资开发,但拿大头的还是NASA,欧空局主要承担发射任务,由阿丽亚娜5型运载火箭作为载具。

为啥叫詹姆斯·韦伯太空望远镜?该望远镜最早叫新一代太空望远镜,2002年改名JamesWebbSpaceTelescope,简称JWST,以NASA第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名。

此人在1961年~1968年期间,主导过著名的阿波罗登月计划等一系列美国史上最重要的太空探测项目。以此命名,更能彰显出美国在太空探索上的雄心壮志。

最关键的问题来了,发射詹姆斯·韦伯太空望远镜最最主要的科学目的是什么?

①观测宇宙最初模样,深度探测宇宙大爆炸后形成的首批星系;

②深度探测宇宙边界、生命起源、外星生命等;

③大幅提升红外天文学观测能力。

看看哈勃太空望远镜27年来,带给我们一个个天大的惊喜,就能够预想到——未来韦伯望远镜将会赐给人类什么样的宇宙礼物了。

下一个太空探索期,JWST就会变成最常用的热词。

等待30年,詹姆斯·韦伯太空望远镜终于升空,比哈勃灵敏百倍

耗资100亿美元的詹姆斯·韦伯望远镜已经离开地球,开始执行任务,将向研究人员展示第一批照亮宇宙的恒星。 英国广播公司26日报道,该望远镜由一枚阿丽亚娜火箭搭载,从法属圭亚那的库鲁航天中心发射升空。 美国、欧洲和加拿大太空机构一起合作的工程师们已经将这个新的望远镜设计成比哈勃灵敏100倍。 (这张照片是在阿丽亚娜火箭的顶部拍摄的,当时韦伯正准备开始下一段旅程。) 在火箭离开地球时,美国航天局(NASA)电视评论员罗布·纳维亚斯说:“詹姆斯·韦伯从热带雨林升空,开始了 探索 宇宙起源的旅程。” 人们热切地等待着新太空望远镜升空,但也伴随着大量的焦虑。在过去的30年里,全世界有成千上万的人致力于这个项目。韦伯的推出只是未来六个月一系列复杂初始活动的开始。 该望远镜将被放置在距离地球150万公里的一个观测站的轨道上。 在前往这个地点的过程中,韦伯将自己从发射时采用的折叠结构中解放出来——就像一只蝴蝶破茧而出。 美国航天局局长比尔·纳尔逊承认,这并不容易:“我们必须意识到,仍有无数的东西需要解决,而且必须完美地解决。但我们知道,回报越大,风险也越大。这就是这个行业的意义所在。这就是我们敢于 探索 的原因。” 新设施的核心部件,是其6.5米宽的金色镜子。这几乎是哈勃望远镜主反射器的三倍宽。放大画面的光学元件,加上四个超灵敏的仪器,应该能让天文学家比以往任何时候都更深入地观察太空,从而更深入地追溯宇宙的奥秘。 一个关键目标将是, 探索 135亿年前宇宙大爆炸后,最初的恒星和星系是如何形成的。 正是这些天体的核反应,创造了生命所必需的最早的重原子——碳、氮、氧、磷和硫。 (詹姆斯·韦伯是如此之大,以至于它不得不折叠起来,以适应其发射火箭的鼻锥。) 韦伯的另一个重要目标是探测遥远行星的大气层。这将有助于研究人员判断这些星球是否适合居住。 “我们将进入一个全新的天体物理学领域,一个新的前沿领域。这就是詹姆斯·韦伯太空望远镜让我们这么多人感到兴奋的原因。”参与这项任务的行星天文学家、跨学科科学家海蒂·哈梅尔(Heidi Hammel)说。 韦伯展开自身的过程大约需要两周时间。然后韦伯的大镜子必须调好焦距。组成这个反射器的18个部分在背面有小马达,可以调整曲率。 欧洲航天局高级科学顾问马克·马克·麦考林解释说:“然后关键的事情是,一切都必须变得非常冷。” “这个望远镜实际上将在零下233摄氏度。只有这样,它才能在我们希望望远镜工作的可见区域以外的红外线波长停止发光。只有到那时,它才能拍摄到遥远宇宙中第一个星系诞生的敏感照片,以及行星围绕其他恒星运行的照片。所以还有很长的路要走。” 通讯员阿赛

詹姆斯韦伯望远镜的通光类型最接近以下哪种

詹姆斯韦伯望远镜的通光类型最接近太空望远镜。詹姆斯韦伯太空望远镜又叫空间望远镜,是天文学家的主要观测工具之一,大多数天文学上用的光学望远镜,都是由一片大的曲面镜,代替透镜来聚焦,这样可以确保灵敏的探测器能用最大限度收集从遥远星球发出的光线。

詹姆斯·韦伯太空望远镜成功发射,宇宙诞生的奥秘或许会即将揭开

古往今来,宇宙究竟是如何诞生的问题,困扰了无数的科学家。尽管有了 “宇宙大爆炸” 的理论,以及最有可能接近宇宙真相的爱因斯坦所提出的 “相对论” ,但按照人类目前的宇宙探测手段,对于宇宙的认识仍然十分有限。

但这一切,可能会被人类的一只新的眼睛所改变。你没有看错。

人类有了一只新的眼睛,它有红外传感器,可以窥视宇宙的最深处。 它是这样运作的。

詹姆斯·韦伯太空望远镜,也被简称为JWST,终于推出了12月25日,它开始了距离地球93万英里的旅程。 这是下一代取代著名的哈勃太空望远镜。哈勃已经捕捉超过30年的精彩照片,但是是时候做些更好的事情了。JWST号的任务是利用它的红外传感器 探索 天空中最遥远和最难看到的部分,帮助寻找系外行星和 探索 宇宙的早期。因此,现在似乎是回顾与太空望远镜相关的最重要科学概念的好时机。

为什么要把望远镜放在太空?

你可以用一些双筒望远镜或消费望远镜从地球上看到各种各样很酷的东西,比如星云和彗星。但是如果你想要研究质量的遥远星系的图像,你有一个问题:空气。 你可能认为空气是透明的,但这只是部分正确。

光是电磁波,就可以有不同的波长。人们只能看到很窄的波长范围,从380纳米(1纳米是10-9米)到大约700。我们的大脑把长的解释为红色,把短的解释为紫色。这些波长能够穿过大气层,而亮度没有太大的下降——因此我们可以说空气对可见光是透明的。

然而,对于我们用眼睛检测不到的其他波长的光,空气就不是那么透明了。 如果我们考虑电磁光谱的红外区域(或比红色更长的波长),那么这些光的大部分可以被大气中的水蒸气和二氧化碳吸收。(是的,这和全球变暖的情况是一样的:当可见光照射到地球表面时,温度升高,并辐射出红外线。空气中的二氧化碳吸收了一些红外线,进一步提高了大气温度。这会导致严重的 东西 对人类来说。)

这种光吸收也是地基红外望远镜的一个特殊问题。这就像试图透过云层看天空——这是行不通的。

解决这个问题的一个办法就是把望远镜放在没有空气的地方:太空中。(当然,每一个解决方案都会带来更多的挑战。在这种情况下,你实际上必须把一个超灵敏的科学仪器放在火箭上发射,这是一个大胆的举动。)

JWST为什么看红外光?

JWST实际上看着二红外光的范围:近红外和中红外。 近红外光是波长非常接近可见红光的光。这是你的电视遥控器使用的波长(如果你能找到的话——可能在沙发垫下面)。

中距离红外线通常与热量有关,这是事实。 事实证明,万物都会发光。是的,你正坐在那里发光。物体发出的光的波长取决于它的温度。天气越热,光的波长就越短。所以,虽然你看不到红外范围内发出的光,但有时你可以感觉它。

试试这个:打开厨房的炉子,把手放在炉子上,但不要碰它。随着元素变暖,它会产生红外光。你看不到这种光,但当它击中你的手时,你可以感觉到它是热的。

虽然你看不到这种光,但红外相机也可以。 看看这张我倒一杯热咖啡的红外照片:

这是一个假彩色图像。基本上,相机将颜色——从黄色到紫色——映射到不同波长的红外光上。较亮的黄色部分(像那壶咖啡)代表较热的东西,较暗的紫色部分较冷。当然,现实比这个复杂(你也可以有反射红外光),但你得到了这个想法。

太好了。但是为什么JWST看红外线吗?原因是多普勒效应。

你已经知道多普勒效应了。当火车或 汽车 从你身边高速驶过时,你可以听到:声音会改变频率,因为声源首先向你移动,然后远离你。当车辆向你驶来时,声音的波长较短,因此音调较高,当车辆驶离时,声音的波长较长,音调较低。

碰巧的是,你也可以用光得到多普勒效应——但是由于光速超快(3 108m/s),在许多情况下效果并不明显。然而,由于宇宙的膨胀,我们从地球上看到的几乎所有星系都在远离我们。所以对我们来说,它们的光似乎有更长的波长。我们称之为红移,这意味着波长更红,因为它们更长。对于非常远的物体,这种红移非常大,以至于有趣的东西在红外光谱中。

实际上,在JWST使用红外光还有另一个很好的理由:由于气体和尘埃是旧恒星的碎屑,很难一览无余地看到遥远的天体。它们比红外波长更容易散射可见光。本质上,红外传感器能够比可见光望远镜更好地看穿这些云。

由于JWST在红外光谱中进行观测,科学家们将需要望远镜周围的一切尽可能黑暗。这意味着望远镜本身需要非常冷,以避免发射自己的红外辐射。这也是它有遮阳棚的一个原因。它会阻挡主要仪器的阳光,这样它们就能保持寒冷。这也将有助于消除多余的光线,这样望远镜就可以从系外行星上获取相对较暗的光线当它们绕着明亮得多的主星运行时。(否则,就像有人用手电筒照你的脸时,试图在黑暗中看到一样。)

JWST是如何感知宇宙过去的时光?

光是一种传播速度非常非常快的波动。在短短的一秒钟内,光可以环绕地球的圆周超过七次。

当观察天体时,我们必须考虑光从天体传播到我们的望远镜或眼睛所需的时间。例如,来自附近半人马座阿尔法星系的光需要4.37亿年才能到达地球。所以如果你在天上看到它,你就真的看到了4.37亿年的过去。

(其实你看到的一切都是过去。你在过去大约1.3秒看到月亮。当被发现离地球最近时,火星已经过去了三分钟。)

这个想法是为了让JWST能够看到超过130亿年的过去,到第一批恒星形成时的宇宙演化阶段。如果你仔细想想,那真是太棒了。

什么是拉格朗日点?

哈勃太空望远镜在近地轨道,这很好,因为宇航员可以在需要的时候维修它。但是JWST会更远,在L2拉格朗日点。但是拉格朗日点到底是什么?

让我们考虑哈勃绕地球运行。对于任何在圆内运动的物体,都需要有一个向心力,或者一个把它拉向圆心的力。如果你把一个球在一根绳子上绕着你的头摆动,把它拉向中心的力就是绳子的张力。对哈勃来说,这种向心力是由于它与地球相互作用而产生的引力。

当一个物体远离地球时,这种引力的强度就会降低。因此,如果望远镜移动到更高的轨道(更大的圆形半径),向心力会降低。为了保持在圆形轨道上,哈勃需要更长的时间才能进入轨道。(我们会说它的角速度比较低。)

JWST绕着太阳转,而不是绕着地球转——但同样的想法也适用。轨道距离越大,完成一个轨道所需的时间就越多。但是如果你想让JWST离太阳更远呢和在与地球相同的时间内完成一个太阳轨道?(为了更容易控制,望远镜还必须保持相对于地球的相同位置。)为了让这一切发生,你需要使用一个技巧。

这个技巧就是拉格朗日点,一个地球和太阳都在同一方向施加引力的空间位置。一个物体在这一点上有两个引力拉着它,使它做圆周运动。这使得它能够以更高的速度绕太阳运行。它也使它相对于我们的星球保持在一个固定的点上。

地球-太阳系统有五个拉格朗日点。(如果有L2,那么至少应该有L1——对吗?)L2拉格朗日点距离地球约150万公里,这比400公里的低地球轨道要远得多。

以下是地球-太阳系统的其他四个拉格朗日点(未按比例显示):

事实上,JWST不会坐在L2点。相反,它将处于非常缓慢的轨道上。我知道一个物体能在什么都没有的地方绕轨道运行看起来很奇怪——但是记住,望远镜实际上不会绕L2点运行;它将围绕太阳运行。它只会看起来像是从地球上的旋转参考点绕着L2转。

为什么人类要在JWST花费数十亿?

该望远镜的成本约为88亿美元,另外还有10亿美元的运营成本。有些人可能会说这只是太多的钱。事实上,你可以让我相信,有相当多的项目,这么多的数十亿将更好地花费。

但是JWST仍然是一个好的项目。这是对基础科学的投资。科学,像艺术、文学或 体育 一样,是使我们成为人类的东西之一。人性的一部分是我们对周围宇宙的好奇。有了望远镜,也许我们会发现宇宙大爆炸后不久的样子。我们将能够查找更多行星到处其他明星甚至寻找签名生活的。我们将了解第一批星系是什么样的,以及它们是如何形成的。 但科学家认为,他们能从詹姆斯·韦伯太空望远镜中期待的最好的东西,是那些甚至还没有被问到的问题的答案。

詹姆斯·韦伯太空望远镜和哈勃望远镜有什么区别

詹姆斯韦伯太空望远镜的发射计划已经宣布取消,时间已经过去到2019年春天。这确实令人不快,但这项工作非常有实用价值,你可以更快地获得更多关于宇宙的奥秘和真相,因此很受天文爱好者的欢迎。下面给大家分享一下詹姆斯韦伯太空望远镜和哈勃望远镜的区别。詹姆斯韦伯太空望远镜和哈勃望远镜有什么区别:是著名的哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜的后继计划,即加强版。当然,这将是最后一波。比如硬件很硬的话,望远镜的口径是6.5米,而哈勃只有2.4米,是后者的2.7倍多。集中面积高达25平方米,而哈勃只有4.3平方米,是后者的5倍多。可以看到更远更古老的宇宙。哈勃可以看到大爆炸后的4.8亿年,而韦伯至少可以看到宇宙诞生后的2亿年。探测——宇宙微波背景辐射的余辉是BIGBANG最重要的任务。它的主镜极其强大。它由18块六边形镜面组成,由稀有金属铍制成,每块镜面的抛光误差小于10纳米。更重要的是,每个镜头的背面都有七个电机,可以在10纳米的精度内调整镜头的形状和方向。另外,它的主体不是圆柱形的,而是在主镜下展开一个座椅状的遮光板。也就是说聚光部分和镜面部分都是外露的,所以观察范围很广。它的轨道位于第二拉格朗日点,也就是距离我们150万公里的深空,比距离地表600公里的哈勃远得多。这个点永久背对地球,其引力场相对稳定,在近地轨道不受尘埃和垃圾的影响,因此具有超好的观测位置和视野。韦伯太空望远镜代表了21世纪第二个十年人类的最高技术水平,而哈勃太空望远镜只代表了80年代的水平。两者的差距可想而知。从单红外波段的观测能力来看,韦伯望远镜比哈勃望远镜强16倍。但是,他们没有竞争力。他们只会交换需要的物品,一起探索未知的宇宙。当然,它并不完美,例如观测范围主要在红外和近红外波段,比哈勃窄很多,哈勃可以观测可见光、紫外光和近红外。设计使用寿命也较短,只有5~10年,而哈勃已经运行了27年,预计最长使用寿命是2040年;一旦损坏,无法修复。因为它运行在150万公里之外,几乎是月球距离的4倍,不可能派人或者机器人去修理。詹姆斯韦伯太空望远镜是人类有史以来制造的最强大的太空望远镜!所以我们要享受搅局的待遇,发射时间一拖再拖。最早从2011年拖到2018年10月。就在最近,NASA披露再次改期,发射时间推迟至2019年春季。詹姆斯韦伯太空望远镜为什么推迟发射?几个延误有几个原因。缺钱、工期、升级都有原因.这次主要跟飞船总线和遮阳板有关。毕竟运输船也是极其复杂精密的,一点误差都不能有。太空望远镜项目主任詹姆斯韦伯(JamesWebb)也特意澄清,推迟的原因与太空望远镜本身无关。詹姆斯韦伯太空望远镜为什么敢称之为“史上最强太空望远镜”?这台最强大的太空望远镜要花多少钱?根据美国宇航局的最新预算,詹姆斯韦伯太空望远镜的总造价为88亿美元,官方运营成本预计将超过100亿美元。这也是多次推高预算,导致多次延期的一大原因。史上最贵的太空望远镜!(哈勃的原始成本是47亿美元。推出20年后,也就是2010年,耗资近100亿美元,包括很多维修、升级和运营。)韦伯太空望远镜虽然是NASA、ESA、加拿大航天局共同投资研发,但牵头的是NASA。欧空局主要承担发射任务,使用阿丽亚娜5号运载火箭作为载体。为什么叫詹姆斯韦伯太空望远镜?这台望远镜最初被称为新一代太空望远镜,2002年,它被重新命名为詹姆斯韦伯太空望远镜,简称JWST,以美国宇航局第二任局长詹姆斯韦伯的名字命名。从1961年到1968年,这个人领导了美国历史上一系列最重要的太空探索项目,比如著名的阿波罗登月计划。以此命名,更能显示美国在太空探索方面的野心。关键问题是,发射詹姆斯韦伯太空望远镜最重要的科学目的是什么?观测宇宙原貌,深入探索BIGBANG后形成的第一批星系;宇宙边界、生命起源、外星生命等的深度探索。大大提高红外天文的观测能力。纵观哈勃太空望远镜在过去的27年中所带来的巨大惊喜,我们可以预测韦伯望远镜在未来的——年将会给人类一份怎样的宇宙礼物。JWST将成为下一个太空探索时期最常用的热词。

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