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韋伯太空望遠鏡

2021/12/28


史上最2021年底由亞莉安五號火箭發射升空啦。韋伯太空望遠鏡,是由美國航太總署、歐洲太空總署和加拿大太空總署聯手打造,造價高達100億美元。 韋伯太空望遠鏡有「哈伯太空望遠鏡接班人」之稱。它配備了中紅外光、近紅外光攝影機與攝譜儀,讓韋伯看見更遙遠、更古老的宇宙。

韋伯的鏡面面積是哈伯的六倍,主鏡尺寸達6.5公尺,由18面六角反射鏡組成;這18面反射鏡材質是金屬鈹,表面鍍有黃金。 每面鏡子都經過精確切割,拋光到僅有數十奈米的誤差;為了避免鏡面變形影響偵測到的影像,每片鏡子還配有七個精度高達數十奈米的馬達,可調整鏡面形狀與方向。

韋伯太空望遠鏡所處的外太空,溫度大約只有絕對溫度五十K,大概是攝氏負220度,冷的不得了,但還是照得到太陽,儀器、通訊設備本身也會有熱輻射,因此韋伯太空望遠鏡還配備有一個排球場大小的遮陽罩,來擋掉各種干擾訊號。

這韋伯的主鏡直徑達6.5公尺,還有一張大大的遮陽罩,而且重量高達6000公斤,胖成這樣是要怎麼送上太空?

為了把韋伯太空望遠鏡塞進亞莉安五號火箭的酬載艙,韋伯的主鏡是可折疊的。還有副鏡、腳架,連同遮陽罩,都是等到它脫離火箭之後才展開。這過程要是有任何閃失,都可能讓韋伯太空望遠鏡永遠無法運作,100億美元就像崩壞的XX回不來啦。

當初哈伯太空望遠鏡是在距離地球600公里的低地軌道上運行,要是故障或需調整,還可以派太空人上去維修。韋伯太空望遠鏡就沒有辦法這樣囉。

為了避免來自地球的熱輻射干擾,韋伯太空望遠鏡不會繞著地球運行,而是以「第二拉格朗日點」為中心。距離地球150萬公里,每六個月運行一圈,方向永遠背對地球。這個「拉格朗日點」是地球和太陽的重力平衡點,重力相對穩定,鄰近的天體相對位置固定,觀測上也不必頻繁修正。

因此在發射之前,所有這些精密設計、組裝,都需要在模擬太空的環境下測試再測試,測試再測試,測到十全十美。測試總有告一段落的時候,在韋伯太空望遠鏡偵測到宇宙第一道光之前,請先看看2021年12月號《科學人》雜誌的〈韋伯望遠鏡廠房內幕〉

※同場加映:
〈超越哈伯——透視韋伯望遠鏡〉,《科學人》2010年12月號。
〈重新命名韋伯太空望遠鏡〉,《科學人》2021年6月號。
〈第一道星光劃破黑暗時代〉,《科學人》2014年5月號。
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