詹姆斯·韋伯空間望遠鏡

哈勃空間望遠鏡的繼任者

詹姆斯·韋伯空間望遠鏡(James Webb Space Telescope,簡稱為JWST)是哈勃太空望遠鏡的“接班人”,其主鏡口徑為6m,接收儀器包括紅外相機、近紅外光譜儀、組合式中紅外相機和光譜儀,工作波段為紅外波段,運行軌道是距地球150萬km的第二拉格朗日點。

按照目前的計劃,詹姆斯·韋伯空間望遠鏡將於2018年10月升空,屆時它將採用歐洲阿里安-5型運載火箭從位於南美洲法屬蓋亞那的庫魯航天中心發射升空。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的質量為6.2噸,約為哈勃空間望遠鏡(11噸)的一半。主反射鏡由鈹製成,口徑達到6.5米,面積為哈勃太空望遠鏡的5倍以上。它還能在近紅外波段工作、能在接近絕對零度(相當於零下273.15攝氏度)的環境中運行。

2021年12月25日,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡成功發射升空。

簡介


服干擾,科鏡置球軌,稱太空望遠鏡,其中最有名的當屬哈勃太空望遠鏡。哈勃太空望遠鏡做出了很多重要的發現,但它的壽命最長只能持續到2010年前後,屆時需要由新一代太空望遠鏡來接替它的工作,這就是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。
項啟,項稱空鏡(   )。紀念二政官  ,該項改   ,計劃射升空,計劃延遲。
詹姆·韋伯鏡夠探測空,質量哈勃望遠鏡的1/3。它採用反射式結構,省略了鏡筒,主鏡片直徑約為6m,由18塊六角形的鏡片組成,探測遙遠暗淡天體的能力是哈勃望遠鏡的400倍。科學家計劃將詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發射升空后,定位在距地球151萬km遠的日地系統平衡點,既遠離大氣塵埃的影響,也沒有空間碎片撞擊的風險。望遠鏡始終處於地球背離太陽的陰影中,可使日、地輻射對光學系統的影響最小。
詹姆斯·韋伯望遠鏡將主要利用紅外波段進行觀測,對宇宙的縱深進行研究,目的是了解星系、恆星以及包括地球在內的行星從宇宙“大爆炸”至今經歷了怎樣的演化過程。科學家希望用它“捕捉”到宇宙第一縷光線,即大約110億年前最初的恆星和星系形成時發出的光芒。

結構特點


韋伯太空望遠鏡長24米,寬12米,高12米。由三個主要部件組成:綜合科學工具指令艙(ISIM)、光學望遠鏡(OTE)以及太空艙組件(太空艙和遮光罩)。該大型望遠鏡包含4 台科學儀器,分別為近紅外攝像機(Near-Infrared Camera,簡稱 NIR Cam)、近紅外光譜儀(Near-Infrared Spectrograph,簡稱 NIR Spec ) 、中紅外儀(MidInfrared Instrument,簡稱MIRI)和精細導星感測器(Fine Guidance Sensor,簡稱FGS)。這些儀器使 JWST 具備強大的探索和研究宇宙歷史的能力。
韋伯太空望遠鏡的六邊型主光學望遠鏡的鏡片直徑約為6.5米,而哈勃太空望遠鏡的鏡片只有2.4米,如此巨大的鏡片使得它能夠探測到亮度很低的天體。不過,沒有哪個運載火箭寬到可以容納如此大的鏡片,因此該鏡片由18節可摺疊的分鏡片組成,這也成為它最具風險性的設計,在發射升空后,鏡片才會全部打開。
此外,遮光罩如網球場那麼大,矩形,共5層,升空后也將被展開,用來為鏡片和其他航天器元部件遮擋來自太陽的熱量。

設計特色


韋伯太空望遠鏡是第一代太空望遠鏡——哈勃太空望遠鏡的繼任者。哈勃太空望遠鏡是在1990年發射升空的,在它的幫助下,科學家對宇宙的了解大大加深。但隨著時間的流逝,哈勃太空望遠鏡正不斷老化,難當大任,應該“退休”了。相比之下,韋伯太空望遠鏡的功能則更為強大。
(1)成本大大降低。韋伯太空望遠鏡的成本將為45億美元,包括研製、發射以及升空后10年的運行費用。而20世紀80年代研製的哈勃太空望遠鏡的成本在70億美元到80億美元之間。
(2)不需要人工維護。韋伯太空望遠鏡不會像哈勃太空望遠鏡那樣需要宇航員的維修服務,在設計上,它能夠與一艘未來飛船實現對接,進而實現一些簡單和常見問題的處理。這樣,即使“太空梭計劃”被終止,韋伯太空望遠鏡也不會因此而年久失修。
(3)功能更集中。雖然韋伯太空望遠鏡被稱作哈勃太空望遠鏡繼任者,但實際上它們的功能有很大差別。哈勃太空望遠鏡可觀測的光波的範圍很大,從紫外線到可見光到紅外線,而韋伯太空望遠鏡儘管也能夠觀測一部分可見光波段,但主要還是集中在紅外線波段。

科學目標


詹姆斯·韋伯空間望遠鏡常常被譽為是哈勃空間望遠鏡的繼承者。詹姆斯·韋伯望遠鏡將裝備一台6.5m的拼接式主鏡面。它將會被部署在距離地球150萬千米的深空,在那裡觀測、探尋星系的誕生與演化以及恆星與行星的形成過程。韋伯望遠鏡上裝備的4台科學載荷覆蓋了從可見光一直到中紅外波段的廣泛範圍,從而使其成為觀測宇宙中遙遠目標,或是觀測銀河系內部被氣體塵埃雲隱匿起來的目標時的強大工具。

設計特點


詹姆斯·韋伯空間望遠鏡具有以下特點:
①詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的主鏡面集光能力大約是哈勃空間望遠鏡的7倍:
②詹姆斯·韋伯空間望遠鏡所採用的遮光罩面積是22米x12米,在遮光罩的正反面溫差達300攝氏度;
③詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的所有觀測設備必須被保持在極低的溫度下,如此方能確保儀器自身的紅外輻射不會對觀測產生干擾;
詹姆斯-韋伯空間望遠鏡將於2018年搭乘歐洲阿里安火箭升空,升空后它將運行於距離地球150萬千米的拉格朗日點開展科學觀測活動。

研製歷程


在討論詹姆斯-韋伯空間望遠鏡的話題時很難避免談到這台劃時代的先進觀測設備在其建造過程中所遇到的諸多困難。由於預算,技術以及管理方面的諸多問題,該項目的推進不斷出現研製工期超期以及預算嚴重超支情況。如果將歐洲和加拿大為此項目付出的預算也算上,目前這一項目的耗資總額已經接近驚人的100億歐元(約合811.7億元人民幣)。事實上,這些困難和不斷地延期已經造成了很多困擾,比如德國方面發現,在美國為其建造NirSpec所提供的部件中有2台已經出現了問題,需要在設備發射升空之前進行更換。這2台設備分別是紅外探測器以及微型遮光系統。紅外探測器的探測能力已經隨著時間的推移而逐漸降低了靈敏度,因此需要進行更換。而微型遮光系統則是一個使用了超過25萬個微型夜空觀測天體的裝置,其每次最多可以導入100個天體的光線進行觀測。在測試中發現這一裝置中有一部分小門會卡在開啟狀態而無法閉合。對此美國戈達德中心的工程師們已經設計出針對(解決)這一問題的對策,但是尚需對設備進行改裝,以便應用這些改進對策。
儘管詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的研製過程中出現了這樣或者那樣的失誤和困難,耗資也確實異常驚人,但實際上科學家們對於詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的期待一點都不比哈勃望遠鏡少。JWST項目主管,美國宇航局的埃里克·史密斯博士表示:“韋伯將是一台‘難以預料’的望遠鏡,就像它的前輩哈勃那樣。當哈勃空間望遠鏡升空時.人們對其提出了一系列科學指標並或多或少的預測了它將能作出哪些發現。結果哈勃望遠鏡的確實現了那些預言。但是縱觀哈勃望遠鏡項目的全貌,其中最驚人以及最振奮人心的發現,卻都是那些未曾事先料到的意外發現。而這一次,韋伯望遠鏡也一定會有類似的事情發生。”而來自歐洲空間局的馬克·麥克科漢則給出了更加驚人的評價,他說:“毫無疑問,詹姆斯·韋伯空間望遠鏡將會成為下一代宇宙觀測的核心設備,目前很多的科研計劃都是以假定詹姆斯·韋伯空間望遠鏡能夠如期順利升空並開展預定觀測計劃為基礎的。在很多方面,相比我們目前最好的觀測設備,詹姆斯·韋伯空間望遠鏡在分辨能力方面不是提升了10倍或者100倍,而是提升了1000倍甚至10000倍。這將是一台主宰時代的超級觀測設備。”

對比


韋伯望遠鏡是美國宇航局哈勃太空望遠鏡的後繼者,它將是有史以來人類建造的最大太空望遠鏡。該望遠鏡由美國宇航局領導,包括歐空局、加拿大空間局一起參與的項目。嚴格地說,韋伯望遠鏡與哈勃望遠鏡並非誰取代誰的關係。由於用途和波段的不同,也讓韋伯望遠鏡和哈勃望遠鏡在設計上大相徑庭。
如果說,哈勃望遠鏡採用的大鏡筒還停留在我們對望遠鏡的傳統印象,那麼,韋伯望遠鏡則採用了十分獨特的反射結構,這也是理想與現實妥協的結果。為了加強聚光能力和解析度,韋伯望遠鏡的設計口徑達到了6.5米,是哈勃2.4米口徑的3倍。
由於口徑太大,目前沒有任何一種運載工具可以將6.5米的大鏡筒送入太空,因此韋伯望遠鏡使用了摺疊結構,18塊直徑1.3米的6邊形鏡片拼合為一個6.5米的望遠鏡,發射時將鏡片摺疊起來,當望遠鏡進入太空后再展開。同時,韋伯望遠鏡還進行了減重,其發射質量只有6.5噸,比哈勃望遠鏡的發射質量減輕了一半。
此外,哈勃望遠鏡主要的觀測波段是可見光,因此它可以在近地軌道上運行,加之鏡頭前有遮光罩,即使在陽光暴晒下也不會受到大的影響。相反,為了觀測第一代恆星,收集它們位於近紅外和中紅外波段的微弱光線,韋伯望遠鏡需要極為苛刻的超低溫環境,否則在自身受熱后,其釋放出的紅外線就會對觀測構成干擾。因此,韋伯望遠鏡需要維持在高於零下50攝氏度的低溫環境。為了維持這樣的超低溫環境,韋伯望遠鏡將被置於距離地球150萬公裡外的日地L2點的暈軌道上,這裡不僅避開了地球和月球的陰影,為望遠鏡提供了更好的觀測條件,更重要的是暈軌道與日地的相對位置穩定,可以方便調整遮陽板方向,有效地屏蔽來自太陽和地球的熱輻射。
此外,獨特的軌道設計也對韋伯望遠鏡提出了很高的要求。眾所周知,哈勃望遠鏡服役25年來,美國使用太空梭對哈勃望遠鏡進行了多次在軌維護,但韋伯望遠鏡置於距離地球150萬公裡外的L2暈軌道上,這裡是人類從未涉足的深空,這就需要它具有很高的可靠性,保證在設計壽命內穩定工作。或許是哈勃望遠鏡超期服役帶來的樂觀情緒,工程師們相信韋伯望遠鏡能工作得更久,或許未來人類的腳步會走到L2軌道,因此韋伯望遠鏡在設計時還預留了一個與其他航天器進行對接的埠。不過,雖然美國宇航局將在2018年發射韋伯望遠鏡,但也有人認為,該望遠鏡在未來3年時間進行的各種測試,將會是太空望遠鏡進入軌道前的重要環節,直接決定其性能是否達到了要求。

重要進展


關鍵測試

2007年8月,作為NASA哈勃望遠鏡的下一代後繼設備,韋伯空間望遠鏡基於NI LabVIEW FPGA技術,順利通過了2013年發射前的重要測試關卡。JWST的一個重要元素是近紅外線聲譜儀(Near Infrared Spectrograph,NIR Spec),該裝置具備了超過250000個微型快門來幫助人們更好地觀察成千上萬的遙遠星系,以更好地認識宇宙起源。這些微型快門實際上是微電機系統裝置(micro electro mechanical system,MEMS),其作用類似於照相機的快門,是用於控制曝光量的。NASA戈達德空間飛行中心(NASA Goddard Space Flight Center)的工程師在實驗室里成功地運用LabVIE WFPGA來控制和測試這些微型快門。
2021年2月,美國航天局的詹姆斯-韋伯空間望遠鏡取得了重大進展,該望遠鏡在加利福尼亞州雷東多海灘的諾斯羅普-格魯曼公司完成了其最後的功能性能測試。
2021年5月11日,美國加州,NASA公布詹姆斯·韋伯空間望遠鏡接受測試,為太空旅行做準備。

提高清晰度

美國宇航局的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡將通過高速串列匯流排“Space Wire”技術,使寬頻升級。這樣,一旦該望遠鏡在2013年發射升空,這個新的軌道天文台捕獲宇宙圖像的清楚程度將是空前的。位於馬里蘭州格林貝特的美國宇航局戈達德航天飛行中心的工程師此次採用了Space Wire技術。Space Wire技術最初由歐洲航天局研發,為的是簡化太空任務的執行。他們設計了一種很小、低能耗的微晶元,可以超過200M/s的速度傳輸Space Wire信號,或者比最高的高清電視直播速度快10倍。速度的提高讓詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的4個科學儀器通過Space Wire網互相“對話”時,信息處理過程更加迅速。這意味著美國宇航局的下一個大型太空天文台將能捕獲到太空中更多、更高清晰度的圖像。

近紅外光譜儀

近日,一個由德國Astrium公司領銜的工業團隊完成了近紅外光譜儀的建造工作,這是未來將會安裝於詹姆斯·韋伯空間望遠鏡上的4台科學觀測載荷之一。在德國奧特伯恩還舉行了一個簡單的慶祝儀式,紀念這台關鍵設備的建成。隨後該設備被移交給歐洲空間局(ESA),歐洲空間局很快又便將這台價值超過2億歐元的精密設備轉交給了美國宇航局(NASA)。這台NIR Spec設備將會在9月20日被運往設在美國馬里蘭州的戈達德空間飛行中心,在那裡它將被安裝到望遠鏡鏡體之上進行整合。Nir Spec設備在組裝過程中將會被安裝在詹姆斯·韋伯空間望遠鏡主鏡面的後方,在升空之後它將在這裡接收來自主鏡面採集的光信號。隨後光束會經過一個光柵,光線在那裡會被分解為不同的色彩——光譜,同時探測器會對這些光譜信號進行接收並將其轉化為電信號並傳送回地面。到此為止,歐洲方面承擔的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡項目任務主要部分已經完成。此前,由歐洲方面承擔的另外一台中紅外探測儀設備,經英國設計並製造完成後已於2012年移交美方。

安裝過半

近日,據美媒報道,美國研製的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的第12塊鏡片已安裝在望遠鏡構架上,標誌著韋伯太空望遠鏡分塊主鏡的安裝已經過半,全部18塊鏡片安裝工作預計在今年上半年完成。這意味著,耗資近90億美元的韋伯太空望遠鏡離2018年發射更近了一步。

成功發射

法國當地時間2021年12月25日13時15分(北京時間25日20時15分),美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在法屬蓋亞那庫魯基地成功發射升空。這次發射使用了阿麗亞娜5號火箭。
2021年12月,美國國家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韋布空間望遠鏡空4天後,NASA於宣布,這台太空望遠鏡的使用壽命將超過10年,比原來最低設計壽命5年長了一倍多。

研發背景


從1996年開始,美國宇航局向全國招標,尋找這個極端精密的新式空間望遠鏡計劃。競標的四個機構分別是:美國宇航局/戈達德宇航中心、美國TRW公司、著名的洛克西德-馬丁公司和美國鮑爾航空宇宙公司。最後,TRW公司經過嚴格篩選終於奪帥。
“詹姆斯-韋伯”這個名字是取自美國宇航局第二任局長詹姆斯·韋伯——在韋伯擔任美國宇航局(NASA)領導人時美國的航天事業掀開了新的篇章,其中包括探測月球和“阿波羅”登月計劃等。因此,“詹姆斯-韋伯”一誕生,便寄託著人們的厚望。同“哈勃”相比,“詹姆斯-韋伯”更大、更精密,能勘測到更遠的太空!它口徑是“哈勃太空望遠鏡”的三倍,但質量只有哈勃的一半左右。它是一架沒有鏡筒的望遠鏡。
詹姆斯·韋布望遠鏡是哈勃太空望遠鏡的繼任者,將成為下一代空間天文台。它將是有史以來建造的最強大的太空望遠鏡,將提供宇宙中形成的第一個星系的圖像,並探索遙遠恆星周圍的行星。這是美國宇航局、歐洲航天局和加拿大航天局的一個聯合項目。

發展歷史


按原計劃,韋伯望遠鏡本應在2014年升空,但后因預算等問題推遲。
2017年9月,美國航天局表示,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的發射窗口將從2018年的10月推遲至2019年的3月至6月之間。聲明解釋說,韋伯望遠鏡及其遮光板的體積和複雜性超過多數探測器,比如僅遮光板釋放設備就要安裝100多個,振動測試也要用更長時間,所以推遲到2019年春季從法屬蓋亞那庫魯航天中心用歐洲的阿麗亞娜5型火箭發射升空。
2018年3月28日,美國航空航天局再次宣布韋伯在2020年之前不會發射升空。
2018年5月6日,受一系列技術問題的困擾,JWST的最新發射日期已經被推遲到2020年。
2018年6月29日,據國外媒體報道,哈勃望遠鏡的“接任者”詹姆斯·韋伯望遠鏡將推遲至最早2021年3月30日發射。
2021年9月9日,NASA宣布,詹姆斯·韋伯空間望遠鏡(James Webb Space Telescope)計劃於2021年12月18日,在法屬蓋亞那庫魯航天中心由阿麗亞娜-5運載火箭(Ariane 5)發射升空。
2021年10月12日,根據美國宇航局消息,造價100億美元、世界上最大、最複雜的空間科學天文台詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope,簡稱JWST 或 Webb)經過16天、長達9300公里的海上航行,已於10月12日成功抵達位於南美洲的法屬蓋亞那
2021年11月22日,美國NASA表示,位於法屬蓋亞那的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發射基地發生異常情況,導致發射日期推遲到12月22日,這架太空望遠鏡原定於12月18日發射。
2021年12月14日,NASA發布聲明,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡團隊正在解決望遠鏡與運載火箭系統之間的通信問題。這導致發射推遲2天,最早12月24日發射。
2021年12月21日消息,受法屬蓋亞那庫魯航天中心所在區域的惡劣天氣影響,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的發射日期將從12月24日推遲至最早12月25日。
2021年12月25日7時20分(美東時間),在發射延遲數年後,哈勃太空望遠鏡“繼任者”詹姆斯·韋伯太空望遠鏡從法屬蓋亞那庫魯航天中心發射升空。
2022年1月8日,詹姆斯·韋伯望遠鏡的主鏡在太空完全展開,準備開啟對宇宙起源的探索。
北京時間2022年1月9日消息,迄今為止人類建造的最貴、最強大的紅外波段太空望遠鏡:詹姆斯・韋布太空望遠鏡,成功完成了主反射鏡最後一部分的展開,並完成鎖定。
2022年1月消息,美國航空航天局(NASA)表示,太空碎片肯定將猛烈撞擊詹姆斯·韋布空間望遠鏡,但這都在計劃之中。
當地時間2022年1月24日,美國航天局(NASA)表示,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已經抵達它的目的地——距離地球100萬英里的“太空停車場”。

鏡面系統


主鏡

詹姆斯·韋伯望遠鏡的鏡面系統包括主鏡、次鏡和三鏡。雖然尺寸相對較小的次鏡和三鏡也都很有特色,但昂貴的主鏡卻是結構最複雜的,由許多個子鏡拼接而成的。
鏡面系統和精密偏轉鏡(FSM)是由鮑爾航空航天技術公司研製的,該公司是諾·格公司“光學技術和輕質鏡面系統”的主承包商。“韋伯”的主鏡直徑高達6.5米,在天基望遠鏡中絕對算得上是巨大的。
主鏡的直徑的比發射它用的火箭更大。主鏡被分割成18塊六角形的鏡片,發射后這些鏡片會在高精度的微型馬達和波面感測器的控制下展開。但是,此法不會跟凱克望遠鏡一樣,不必像地面望遠鏡那樣必需根據重力負荷和風力的影響而要按主動光學來時常持續調整鏡段,故詹姆斯韋伯太空望遠鏡除了初期配置之外將不會有太多改變。
主鏡的鏡面作為全體也形成六角形,聚光部和鏡面都露在外面,容易讓人聯想到射電望遠鏡的天線。另外,它的主體也不呈筒狀,而是在主鏡下展開座席狀的遮光板。

鈹鏡襯底

鈹鏡襯底使所有子鏡可拼接成傳統意義上的一面鏡子。襯底厚度約為5cm,“前”反射面被高度拋光,“后”面被精密加工成比實心結構更輕的“蛋架型”結構。
反射面的表面粗糙度小於20nm,鍍上的一層純金薄膜也是為了提高其反射紅外光線的能力。選擇鈹材料是因其極高的剛性和輕質特性,在“韋伯”極寒的運行溫度下不易發生形變。

鈹傳力部件

鈹襯底的另一面被安裝在三角形、蛋架型的鈹傳力部件上。每個傳力部件長約60cm、寬30cm,可用於分擔來自底層結構的負載,來減少鏡面失真。

鈹三角構架

鈹三角構架(BDF)是18塊子鏡的主要中間結構,三角形的構架寬約76.2cm,連接在作動器與反射鏡、襯底或傳力部件之間。

作動器

作動器是由精密馬達和齒輪構成的精細結構,用於移動和調整反射鏡表面形狀。作動器可使18塊子鏡精確排布,像一面整鏡一樣對宇宙中的某一物體進行會聚成像。
18塊子鏡各含6台用於移動和轉動作動器,全部子鏡可利用作動器排布成一面巨大的整鏡。另外,每塊子鏡都搭載一台特殊的作動器,一邊直接連接鏡背面中心,另一邊通過長、薄的鈹結構連接鏡邊緣。每台作動器可使18塊子鏡擁有完全相同的“曲率中心”,確保它們的焦點重合。
這些鏡面作動器是“韋伯”眾多新發明中的一個。它們能夠通過納米尺度的微小位移使鏡面具備最佳的光學性能。另外,這些作動器必須在只比絕對零度高几十度的極端“製冷”溫度下運行。
當“韋伯”在太空展開並冷卻到運行溫度后,地面站的工程師們將向所有作動器發送指令來調整所有的鏡面,這一過程耗時兩個月。隨後,一旦“韋伯”開始全面運行並進行科學觀測,每10到14天就要進行一次鏡面調校工作。藉助這項新技術,“韋伯”將成為首台採用主動控制拼接主鏡的天基天文台。

介面柔性部件

底板介面柔性部件(BIF)介面將主鏡連接到望遠鏡底板上,該底板支撐主鏡全部的18塊子鏡。精密加工而成的柔性部件像精緻的彈簧一樣,可承受從室溫到零下190度的溫度變化引起的熱脹冷縮。
除了這些連接到底板上的,每塊子鏡上的還有很多這種柔性部件。

遮陽裝置


詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的遮陽裝置的SPF值達到100萬,能夠隔絕任何可疑的外部熱源,保證望遠鏡能獲得冷靜的觀測環境。美國宇航局的工程師已經展開了詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的巨型遮陽裝置的測試,進展順利。
巨型遮陽裝置面積非常大,接近一個網球場的大小,還有多層結構,美國宇航局在位於加利福尼亞州諾斯羅普格魯門公司的潔凈室中進行了展開測試。巨型遮陽裝置不僅需要把太陽光擋在身後,還要有非常精確的定位裝置,望遠鏡上的所有組件都會安裝在巨型遮陽裝置上,儘可能降低太陽光對觀測的影響。來自美國宇航局戈達德中心的研究人員威廉·奧克斯認為,巨型遮陽裝置為五層結構,像一把巨大的遮陽扇,可隔絕來自太陽的熱量傳遞。

承擔任務


詹姆斯韋伯太空望遠鏡的主要的任務是調查作為大爆炸理論的殘餘紅外線證據(宇宙微波背景輻射),即觀測今天可見宇宙的初期狀態。為達成此目的,它配備了高敏度紅外線感測器、光譜器等。為便於觀測,機體要能承受極限低溫,也要避開太陽和地球的光等等。為此,詹姆斯韋伯太空望遠鏡附帶了可摺疊的遮光板,以屏蔽會成為干擾的光源。因其處於拉格朗日點,地球和太陽在望遠鏡的視界總處於一樣的相對位置,不用頻繁的修正位置也能讓遮光板確實的發揮功效。

正體參數


所屬機構 :NASA、ESA、CSA
波段: 紅外線
軌道高度: 150萬千米(第二拉格朗日點)
軌道周期: 1年
預定發射時間: 2018年
落下時期: 2016年 - 2021年
質量: 6,200千克
別名: 新一代太空望遠鏡(Next Generation Space Telescope,NGST)
詹姆斯-韋伯(3張)
光學系統
形式: 屈光式、牛頓
口徑: 6.5米
聚光面積: 約25米
觀測裝置
NIRCam 近紅外照相機
NIRSpec 近紅外攝譜儀
MIR 中紅外裝置
FGS 精細導星感測器

研發風險


韋伯望遠鏡作為美國宇航局史上最複雜的項目之一,其風險是巨大的,和“哈勃太空望遠鏡”不一樣的是,“詹姆斯-韋伯”因為距離地球太遙遠無法派宇航員進行維修保養,所以它的設計製造必須完美無缺,否則將功虧一簣!未來的系統集成測試中還可能發現未知問題,一旦測試遇到困難,就會導致發射被推遲。如果韋伯望遠鏡能夠順利進入軌道服役,可展示其強大的觀測能力。