韋伯望遠鏡升空,天文學家:不想把它當成哈伯望遠鏡繼任者

作者 | 發布日期 2021 年 12 月 29 日 16:52 | 分類 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


比原定發射日晚了十多年的韋伯太空望遠鏡,終於在前幾日順利升空,而現在天文學家最不想解釋的問題為:哈伯望遠鏡與韋伯望遠鏡誰比較好?

更龐大也更強大的韋伯望遠鏡普遍被視為哈伯望遠鏡正式繼承者;此外,由於韋伯望遠鏡重點放在紅外天文學,因此它也是史匹哲太空望遠鏡(SST)的繼承者。

但服役已逾 30 年的哈伯望遠鏡如今仍健朗,若讓天文學家比較兩者,就像在問更愛第一個孩子還是第二個孩子。事實上,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)和哈伯太空望遠鏡(HST)兩者大不相同。

▲ 哈伯望遠鏡(左)與韋伯望遠鏡(右)在太空中展開後的樣子。(Source:Flickr/Hubble Space TelescopeFlickr/NASA’S James Webb Space Telescope CC BY 2.0)

能看見的最遠距離

哈伯望遠鏡凝視了 134 億年前的宇宙,挖出目前能觀察到最古老和最遙遠的物體,但韋伯望遠鏡預計可看到 137 億年前來自宇宙第一批恆星和星系的光,科學家指出這 3 億年內或許就藏有大量訊息,能幫助釐清哈伯望遠鏡看見的物體起源。

主要觀測波段不同

哈伯望遠鏡主要觀測波段為可見光,其次一些紫外光與紅外光,而韋伯望遠鏡主要觀測放在可以穿透宇宙塵埃雲的紅外光,這是因為隨著宇宙膨脹,第一批恆星和星系發出的較短可見光、紫外光波長已拉長,因此韋伯必須改以紅外線形式看見它們。

這也是為什麼韋伯望遠鏡需在零下 240 ℃ 環境運行的原因,為了保持涼爽,韋伯帶了把跟網球場一樣大的遮陽傘,由 5 層名為 Kapton 的隔熱罩組成,每層之間都有間隙可逸散熱量,還能防止微隕石衝擊。

在開始拍攝第一張照片之前,韋伯望遠鏡還有很多事情要做,老實說,NASA 工程師們現在應該有點壓力,因為望遠鏡正處於執行最複雜操作的「29 天危險期」,有點像 NASA 將火星車送到火星並著陸地表前的「恐怖 7 分鐘」,只不過韋伯望遠鏡的工作更加復雜,一不小心就有 300 多種出錯方式在等著它失敗。

韋伯望遠鏡的代辦事項

接下來 2 週,韋伯望遠鏡需以完全正確的順序、使用 178 道機制展開最重要的 2 個組件:遮陽板與主鏡。

12 月 28 日,先展開固定遮陽板的機械臂,並抬起固定所有鏡子和感測器的面板;12 月 30 日機械臂末端放出幾個光帆,讓來自太陽的光子輕微推動並控制望遠鏡落在正確位置。

1 月 1 日將開始鋪展 Kapton 隔熱罩,整套零組件涉及 400 個滑輪、70 個鉸鏈、8 個馬達以及 400 公尺長的電纜,非常繁瑣;1 月 4 日,先在主鏡前架起一個三腳架以容納第二個較小的鏡子,後者能把主鏡捕捉的所有光線反射回相機。1 月 5 日:望遠鏡後方安裝小型散熱器來冷卻所有相機設備。

1 月 7 日:正式展開不得不塞進火箭狹小客艙的巨大主鏡。

太空位置差異

哈伯望遠鏡位於離地 530 公里高的地球軌道,但韋伯望遠鏡將前往距離地球 160 萬公里遠的日-地系統第二拉格朗日點,屬於太陽軌道,前者如零件故障需換修還可以派太空人上去修理,但若後者出現重大零件故障,挽回不了只能隨緣了。

(首圖來源:Flickr/NASA’S James Webb Space Telescope CC BY 2.0)

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