從1996年開始(shi),美國宇(yu)航(hang)(hang)局向(xiang)全國招(zhao)標(biao),尋找(zhao)這個極端精密的(de)新式空間望(wang)遠鏡(jing)計劃(hua)。競標(biao)的(de)四個機構分別是:美國宇(yu)航(hang)(hang)局/戈達德(de)宇(yu)航(hang)(hang)中(zhong)心、美國TRW公司、著名的(de)洛克西德(de)-馬丁公司和美國鮑爾航(hang)(hang)空宇(yu)宙公司。最(zui)后,TRW公司經過嚴格篩(shai)選(xuan)終于(yu)奪(duo)帥。
詹(zhan)姆斯·韋布(bu)空間(jian)望遠鏡(jing)作為(wei)美國宇航局史上最復雜的(de)項目之一(yi),其風險是巨大(da)的(de),和“哈勃太(tai)空望遠鏡(jing)”不一(yi)樣的(de)是,“詹(zhan)姆斯-韋布(bu)”因為(wei)距(ju)離地球太(tai)遙遠無法派(pai)宇航員進行維修保養,所(suo)以它的(de)設(she)計制造必須完美無缺(que),否則(ze)將功虧一(yi)簣(kui)!未(wei)來的(de)系統集(ji)成測試(shi)中還可能(neng)發(fa)現(xian)未(wei)知問(wen)題,一(yi)旦測試(shi)遇(yu)到困難,就會導致發(fa)射被(bei)推(tui)遲。如果(guo)韋布(bu)望遠鏡(jing)能(neng)夠順利進入軌道服(fu)役,可展示其強大(da)的(de)觀測能(neng)力(li)。
詹(zhan)姆斯·韋(wei)布(bu)空間望遠鏡項(xiang)目啟動(dong)于1996年(nian),起(qi)初稱為“下一代(dai)空間望遠鏡(Next Generation Space Telescope,NGST)”,2002年(nian)改(gai)為現名(ming),以紀念美國國家航天(tian)局的第(di)二任(ren)局長詹(zhan)姆斯·韋(wei)布(bu)(James Webb)在阿(a)波羅計劃中(zhong)發揮(hui)的關鍵性領導作用。
“詹(zhan)(zhan)姆(mu)斯·韋(wei)(wei)(wei)布”這個名字是(shi)取自美(mei)國宇(yu)航(hang)局第二任局長詹(zhan)(zhan)姆(mu)斯·韋(wei)(wei)(wei)布——在韋(wei)(wei)(wei)布擔任美(mei)國宇(yu)航(hang)局(NASA)領導(dao)人(ren)時美(mei)國的(de)航(hang)天事業掀開了新的(de)篇章,其(qi)中包(bao)括探測(ce)(ce)月球(qiu)和“阿波(bo)羅”登月計劃等。因(yin)此,“詹(zhan)(zhan)姆(mu)斯-韋(wei)(wei)(wei)布”一誕(dan)生,便(bian)寄托著人(ren)們的(de)厚(hou)望(wang)。同“哈勃”相(xiang)比,“詹(zhan)(zhan)姆(mu)斯-韋(wei)(wei)(wei)布”更大、更精(jing)密(mi),能(neng)勘(kan)測(ce)(ce)到更遠(yuan)的(de)太空!它(ta)口徑是(shi)“哈勃太空望(wang)遠(yuan)鏡”的(de)三倍,但質(zhi)量只(zhi)有(you)哈勃的(de)一半左右(you)。它(ta)是(shi)一架沒有(you)鏡筒的(de)望(wang)遠(yuan)鏡。
詹姆斯·韋布(bu)空(kong)間(jian)望遠鏡是美國宇(yu)航局、歐洲航天(tian)局和加拿大(da)航天(tian)局的(de)一個(ge)聯合項目,也是哈勃太空(kong)望遠鏡的(de)繼任(ren)者,將成(cheng)為下一代空(kong)間(jian)天(tian)文臺。它將是有(you)史以來建造的(de)最強大(da)的(de)太空(kong)望遠鏡,將提供宇(yu)宙中形(xing)成(cheng)的(de)第一個(ge)星系的(de)圖像,并探索遙遠恒星周圍的(de)行(xing)星。
按(an)原計(ji)劃,詹(zhan)姆斯·韋布(bu)空間望遠鏡本(ben)應在2007年發(fa)射,初始預算(suan)5億(yi)美元,但后(hou)因預算(suan)等(deng)問題不(bu)斷推遲。
1998年,預算擴充(chong)至(zhi)10億(yi)美(mei)元,并將發射計劃推遲至(zhi)2008年。
2000年(nian)(nian),預算擴大至18億美(mei)元,發射推遲(chi)至2009年(nian)(nian)。
2002年(nian),預算擴大至(zhi)(zhi)25億(yi)美元,發射(she)推遲至(zhi)(zhi)2010年(nian)。
2003年,發(fa)射推遲(chi)至(zhi)2011年。
2005年,預算擴大(da)至30億(yi)美元,發射(she)推遲至2013年。
2006年,預算擴(kuo)大至45億美(mei)元,發(fa)射推遲(chi)至2014年。
2008年,預算(suan)擴大至51億美元(yuan)。
2010年(nian),預算擴大至65億美元(yuan),發(fa)射繼(ji)續推(tui)遲到2015年(nian)。
2011年,預算擴(kuo)大(da)至(zhi)87億美元(yuan),發射推遲至(zhi)2018年。
2013年(nian),預算擴大(da)至88億美(mei)元。
2017年(nian)(nian),發射(she)推遲至2019年(nian)(nian)。
2017年9月(yue),美國航天(tian)局表示,詹姆斯(si)·韋布(bu)空間望遠鏡(jing)的(de)發(fa)射窗口將從2018年的(de)10月(yue)推(tui)遲至2019年的(de)3月(yue)至6月(yue)之(zhi)間。 聲(sheng)明(ming)解釋(shi)說,詹姆斯(si)·韋布(bu)空間望遠鏡(jing)及其遮光板的(de)體積和復雜性超過多數(shu)探測(ce)器,比(bi)如僅(jin)遮光板釋(shi)放設備(bei)就要安裝100多個,振動測(ce)試(shi)也要用(yong)更長時間,所以推(tui)遲到2019年春季從法屬圭亞那庫魯航天(tian)中心用(yong)歐洲的(de)阿麗(li)亞娜5型火箭(jian)發(fa)射升空。
2018年,發射(she)推遲至2020年。
2018年3月(yue)28日(ri),美國航空航天(tian)局(ju)再(zai)次(ci)宣布韋布在2020年之前(qian)不(bu)會(hui)發(fa)射(she)升空。5月(yue)6日(ri),受一系列技術(shu)問題的困擾,JWST的最(zui)新發(fa)射(she)日(ri)期已(yi)經被(bei)推(tui)遲到(dao)2020年。6月(yue)29日(ri),據國外媒體報道,哈勃望遠鏡(jing)的“接任者(zhe)”詹(zhan)姆斯·韋布空間望遠鏡(jing)將推(tui)遲至最(zui)早2021年3月(yue)30日(ri)發(fa)射(she)。
2019年(nian),因(yin)新冠疫情,發射推遲至2021年(nian),預算追(zhui)加到97億美元。
2021年(nian)10月(yue)(yue)(yue)(yue)12日(ri),詹姆(mu)斯·韋(wei)(wei)(wei)布(bu)空(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)成功(gong)抵達位于南(nan)美(mei)洲(zhou)(zhou)的(de)(de)法屬圭(gui)(gui)亞(ya)那,原(yuan)定于12月(yue)(yue)(yue)(yue)18日(ri)在歐洲(zhou)(zhou)航天(tian)局(ju)阿麗亞(ya)娜5號(hao)火箭(jian)上發(fa)射升空(kong)(kong)。11月(yue)(yue)(yue)(yue)22日(ri),NASA再(zai)次(ci)宣(xuan)布(bu)詹姆(mu)斯·韋(wei)(wei)(wei)布(bu)空(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)發(fa)射時(shi)間(jian)從(cong)12月(yue)(yue)(yue)(yue)18日(ri)推(tui)(tui)遲到(dao)了22日(ri)。12月(yue)(yue)(yue)(yue),NASA的(de)(de)詹姆(mu)斯·韋(wei)(wei)(wei)布(bu)空(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)發(fa)射再(zai)次(ci)被推(tui)(tui)遲。最新的(de)(de)計劃(hua)是在2021年(nian)12月(yue)(yue)(yue)(yue)24日(ri)從(cong)法屬圭(gui)(gui)亞(ya)那升空(kong)(kong),比原(yuan)計劃(hua)晚(wan)了兩天(tian)。根據韋(wei)(wei)(wei)布(bu)團隊(dui)的(de)(de)聲明(ming),天(tian)文臺和運(yun)(yun)載火箭(jian)系統之(zhi)間(jian)仍然存在通信問題(ti),這是導致(zhi)此(ci)次(ci)發(fa)射推(tui)(tui)遲的(de)(de)主要原(yuan)因(yin)。在此(ci)之(zhi)前(qian)最近的(de)(de)一次(ci)延期是在三周前(qian)宣(xuan)布(bu)的(de)(de),當時(shi)NASA報(bao)告了運(yun)(yun)載火箭(jian)適配器存在夾緊問題(ti)。截至12月(yue)(yue)(yue)(yue)18日(ri),詹姆(mu)斯·韋(wei)(wei)(wei)布(bu)空(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)最新完成封裝(zhuang)工作,只(zhi)待(dai)正式發(fa)射窗口。根據NASA、ESA最新消息,現已瞄準美(mei)東(dong)時(shi)間(jian)12月(yue)(yue)(yue)(yue)24日(ri)7:20(北(bei)京時(shi)間(jian)12月(yue)(yue)(yue)(yue)24日(ri)20:20)平安夜發(fa)射升空(kong)(kong)。按計劃(hua)12月(yue)(yue)(yue)(yue)21日(ri)將轉運(yun)(yun)至發(fa)射場(chang)。詹姆(mu)斯·韋(wei)(wei)(wei)布(bu)空(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)到(dao)達觀測位置后,研究人(ren)員需再(zai)花費5個(ge)月(yue)(yue)(yue)(yue)對它開展各(ge)項(xiang)檢查,預計望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)2022年(nian)6月(yue)(yue)(yue)(yue)底前(qian)可正式“上崗”。
美國國家航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天(tian)(tian)局和(he)阿麗亞娜(na)空(kong)(kong)間(jian)(jian)公司于12月21日(ri)成功完成了詹姆(mu)(mu)斯(si)(si)·韋(wei)布空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)發射(she)準(zhun)備審查(cha)。該(gai)團隊授權阿麗亞娜(na)5號火箭攜帶詹姆(mu)(mu)斯(si)(si)·韋(wei)布空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠鏡(jing),并開(kai)始執行發射(she)任務,但因(yin)(yin)(yin)天(tian)(tian)氣原因(yin)(yin)(yin),執行中(zhong)止。當(dang)地時(shi)間(jian)(jian)2021年12月22日(ri),美國國家航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天(tian)(tian)局稱由于法屬圭亞那歐(ou)洲太空(kong)(kong)港的(de)(de)惡(e)劣天(tian)(tian)氣條件,原定于12月24日(ri)發射(she)詹姆(mu)(mu)斯(si)(si)·韋(wei)布空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)VA256航(hang)班被(bei)推遲,新的(de)(de)發射(she)日(ri)期為12月25日(ri)。詹姆(mu)(mu)斯(si)(si)·韋(wei)布空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠鏡(jing)從1996年開(kai)始研發至2021年12月25日(ri)發射(she)前(25年),因(yin)(yin)(yin)各種原因(yin)(yin)(yin)一直未能升空(kong)(kong),被(bei)人們稱為“鴿(ge)王”。
美國(guo)東(dong)部時(shi)(shi)(shi)間2022年1月(yue)8日(ri)上午10時(shi)(shi)(shi)15分(fen)左(zuo)右,美國(guo)國(guo)家航空(kong)航天(tian)(tian)局(ju)任務管理人(ren)員發出了(le)展(zhan)(zhan)開望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡的命令。10時(shi)(shi)(shi)30分(fen)左(zuo)右,太(tai)空(kong)望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡面板被(bei)展(zhan)(zhan)開。目前(qian),工作(zuo)(zuo)人(ren)員正(zheng)(zheng)在(zai)將望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡面板固定,預計該程序(xu)將在(zai)美東(dong)時(shi)(shi)(shi)間13時(shi)(shi)(shi)30分(fen)(北京(jing)時(shi)(shi)(shi)間1月(yue)9日(ri)凌(ling)晨2時(shi)(shi)(shi)30分(fen))左(zuo)右結(jie)束。在(zai)該程序(xu)完(wan)(wan)成后,詹(zhan)姆斯·韋(wei)(wei)布(bu)空(kong)間望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡將正(zheng)(zheng)式(shi)在(zai)太(tai)空(kong)完(wan)(wan)成部署。北京(jing)時(shi)(shi)(shi)間1月(yue)9日(ri)零點(dian)前(qian)后,迄今(jin)為(wei)止人(ren)類建造(zao)的最貴(gui)、最強大的紅外波段太(tai)空(kong)望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡:詹(zhan)姆斯?韋(wei)(wei)布(bu)太(tai)空(kong)望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡,成功(gong)完(wan)(wan)成了(le)主反(fan)射鏡最后一(yi)(yi)部分(fen)的展(zhan)(zhan)開,并完(wan)(wan)成鎖定。接下來,詹(zhan)姆斯?韋(wei)(wei)布(bu)太(tai)空(kong)望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡將繼續飛往周(zhou)期約 6 個(ge)月(yue)的拉格(ge)朗日(ri) L2 點(dian)暈輪 (Halo) 工作(zuo)(zuo)軌(gui)道;然后,需要進行(xing)為(wei)期約 5 個(ge)月(yue)的鏡面調校(xiao)、儀器調試等多項測試工作(zuo)(zuo),最終才可以拍攝(she)第一(yi)(yi)張(zhang)畫(hua)面。2月(yue),美國(guo)宇航局(ju)發布(bu)了(le)詹(zhan)姆斯·韋(wei)(wei)布(bu)空(kong)間望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡拍攝(she)的第一(yi)(yi)張(zhang)照片,這些照片被(bei)用來校(xiao)準耗資100億美元的天(tian)(tian)文臺。
詹姆(mu)斯-韋伯(bo)太空望遠鏡(jing)的18個鏡(jing)面接近(jin)完成
在馬歇爾航天飛行中(zhong)心,接受低溫測試
這些鏡面(mian)讓工作人員(yuan)顯得很(hen)小
詹姆斯-韋伯
官(guan)方表(biao)示(shi),在12月25日(ri)當天(tian),目標發射的時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)將盡量早于以(yi)下幾個時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)段:上午7點(dian)20分(fen)(fen)至52分(fen)(fen)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(華盛頓時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian));上午9點(dian)20分(fen)(fen)至52分(fen)(fen)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(庫魯時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian));晚(wan)上12點(dian)20分(fen)(fen)至52分(fen)(fen)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(世(shi)界標準時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian));晚(wan)上1點(dian)20分(fen)(fen)至52分(fen)(fen)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(巴(ba)黎時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian));晚(wan)上9點(dian)20分(fen)(fen)至52分(fen)(fen)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)(jian)(東京時(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian))。
法國當(dang)地時(shi)(shi)間(jian)(jian)2021年12月(yue)(yue)25日(ri)13時(shi)(shi)15分(北(bei)京時(shi)(shi)間(jian)(jian)25日(ri)20時(shi)(shi)15分),美國宇航(hang)局(ju)的詹姆斯·韋布(bu)空間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡在法屬圭亞(ya)(ya)那(nei)庫魯(lu)基地成功發射升空。這次(ci)發射使(shi)用了阿麗(li)亞(ya)(ya)娜5號(hao)火(huo)箭(jian),目前火(huo)箭(jian)已經進(jin)入(ru)(ru)最終軌(gui)道(dao)。如果一切(qie)順利,詹姆斯·韋布(bu)空間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡將在一個月(yue)(yue)之內進(jin)入(ru)(ru)太(tai)陽軌(gui)道(dao),大約離(li)地球100萬公里。
美國航天局(ju)(NASA)當地(di)時間(jian)2022年1月(yue)24日表示,詹姆(mu)斯·韋布空間(jian)望(wang)遠鏡已經抵(di)達它的目的地(di)——距(ju)離地(di)球100萬英里的“太(tai)空停車(che)場”。
2022年1月(yue)4日,美國詹(zhan)姆斯(si)·韋布空間望遠鏡的巨幅遮陽板展(zhan)開,為將來望遠鏡開展(zhan)觀測提供必要保障(zhang)。
2022年1月30日消(xiao)息,詹姆斯·韋(wei)布空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)已經順利(li)抵達(da)預定軌道,開始正常工作。詹姆斯·韋(wei)布空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)的遮陽板、主(zhu)反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)均已經打開;正在進(jin)行為期(qi) 3 個(ge)月的鏡(jing)(jing)片校準工作,包括主(zhu)反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)在內的多個(ge)鏡(jing)(jing)片。
2022年4月(yue)3日(ri),美國國家航空(kong)航天(tian)局的(de)詹(zhan)姆斯(si)·韋布空(kong)間望遠鏡(jing)的(de)反射鏡(jing)與科(ke)學儀(yi)(yi)器(qi)(qi)對(dui)(dui)準的(de)第六個階段已經結束,以便(bian)它們能夠創造出最精確和(he)最集中的(de)圖像。詹(zhan)姆斯(si)·韋布空(kong)間望遠鏡(jing)完成首次多儀(yi)(yi)器(qi)(qi)校準:在中紅外儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(MIRI)繼(ji)續冷卻的(de)同時,成功地將(jiang)天(tian)文臺的(de)其他機載儀(yi)(yi)器(qi)(qi)與韋布的(de)分鏡(jing)對(dui)(dui)齊。
2022年5月2日(ri),IT之家消(xiao)息,NASA 的(de)(de)詹(zhan)姆斯?韋布空(kong)間望遠鏡已(yi)于4月28日(ri)完成了校(xiao)準,經過(guo)全面的(de)(de)審查后,韋布空(kong)間望遠鏡的(de)(de)四臺科學儀器能夠拍攝到銳利、聚焦良(liang)好的(de)(de)圖像(xiang)。
詹姆斯(si)·韋布空間望遠鏡的(de)鏡面(mian)系統包(bao)括主鏡、次鏡和三鏡。雖(sui)然(ran)尺寸相對(dui)較小的(de)次鏡和三鏡也都很有特(te)色(se),但昂(ang)貴的(de)主鏡卻是結構最復雜的(de),由許多個子(zi)鏡拼接(jie)而(er)成的(de)。
鏡(jing)面系統(tong)和(he)精密偏轉鏡(jing)(FSM)是(shi)由鮑(bao)爾(er)航(hang)空(kong)航(hang)天技(ji)術(shu)公司(si)研制的(de),該公司(si)是(shi)諾·格(ge)公司(si)“光學技(ji)術(shu)和(he)輕質(zhi)鏡(jing)面系統(tong)”的(de)主承包商。“韋布(bu)”的(de)主鏡(jing)直徑(jing)高達(da)6.5米,在(zai)天基望遠鏡(jing)中(zhong)絕對算得(de)上是(shi)巨大的(de)。
主(zhu)(zhu)鏡的(de)直徑的(de)比(bi)發射(she)它用的(de)火箭更大(da)。主(zhu)(zhu)鏡被分割成18塊(kuai)六角形的(de)鏡片(pian),發射(she)后這(zhe)些鏡片(pian)會在高精度的(de)微(wei)型(xing)馬達和(he)波面傳感器的(de)控(kong)制下展開。但是(shi),此法不(bu)會跟凱克望(wang)(wang)遠(yuan)鏡一樣(yang),不(bu)必像地面望(wang)(wang)遠(yuan)鏡那樣(yang)必需根據重力負荷和(he)風力的(de)影(ying)響(xiang)而要按(an)主(zhu)(zhu)動光學來時常(chang)持(chi)續調整鏡段,故詹姆斯·韋(wei)布(bu)空(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)鏡除了初(chu)期配置之外(wai)將(jiang)不(bu)會有(you)太多改變。
主鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)面作為全體也形成(cheng)六角形,聚光(guang)部和鏡(jing)(jing)面都(dou)露在(zai)外面,容易讓人聯想到射電望遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)天線。另外,它的(de)(de)(de)主體也不呈(cheng)筒(tong)狀,而是在(zai)主鏡(jing)(jing)下(xia)展開(kai)座席狀的(de)(de)(de)遮光(guang)板。
鈹鏡襯底使(shi)所有子(zi)鏡可拼接成(cheng)傳統意義上的一(yi)面鏡子(zi)。襯底厚(hou)度(du)約為5cm,“前”反射面被(bei)高度(du)拋(pao)光,“后”面被(bei)精密加工成(cheng)比實心結(jie)構(gou)更輕的“蛋(dan)架型”結(jie)構(gou)。
反(fan)射面的表面粗(cu)糙度小于20nm,鍍上的一層(ceng)純金薄(bo)膜也是(shi)為了提高(gao)其反(fan)射紅(hong)外光線的能力。選擇(ze)鈹材料(liao)是(shi)因其極(ji)高(gao)的剛性和輕質特性,在“韋布”極(ji)寒的運行溫(wen)度下不(bu)易發生形(xing)變。
鈹襯底的另一面(mian)被安裝在三角(jiao)形、蛋架型的鈹傳力部件上。每個傳力部件長(chang)約(yue)60cm、寬30cm,可用(yong)于分擔來自(zi)底層結構(gou)的負載(zai),來減少鏡面(mian)失真。
鈹三角構(gou)架(BDF)是18塊子鏡的(de)主要中間結構(gou),三角形的(de)構(gou)架寬(kuan)約76.2cm,連接在作動(dong)器與(yu)反射鏡、襯底(di)或(huo)傳力部件之間。
作動器(qi)是(shi)由精密馬達和齒輪構成(cheng)的精細結(jie)構,用于移動和調(diao)整反射鏡(jing)表面形狀。作動器(qi)可使18塊(kuai)子鏡(jing)精確排布,像(xiang)一(yi)面整鏡(jing)一(yi)樣(yang)對宇(yu)宙中的某一(yi)物(wu)體進行(xing)會(hui)聚成(cheng)像(xiang)。
18塊(kuai)子(zi)鏡各含6臺(tai)用(yong)于移動(dong)和轉(zhuan)動(dong)作(zuo)動(dong)器(qi),全(quan)部子(zi)鏡可利(li)用(yong)作(zuo)動(dong)器(qi)排(pai)布成一面巨(ju)大的整鏡。另(ling)外,每塊(kuai)子(zi)鏡都搭(da)載一臺(tai)特殊的作(zuo)動(dong)器(qi),一邊直接連(lian)接鏡背面中(zhong)心,另(ling)一邊通過長、薄的鈹結(jie)構(gou)連(lian)接鏡邊緣。每臺(tai)作(zuo)動(dong)器(qi)可使(shi)18塊(kuai)子(zi)鏡擁有(you)完(wan)全(quan)相(xiang)同的“曲(qu)率中(zhong)心”,確保它們(men)的焦(jiao)點重合(he)。
這些鏡(jing)面(mian)作動器是“韋布”眾多新發明中的(de)(de)一(yi)個(ge)。它們能(neng)夠通過納米(mi)尺度(du)的(de)(de)微小位移使(shi)鏡(jing)面(mian)具(ju)備最佳的(de)(de)光學(xue)性能(neng)。另外,這些作動器必(bi)須在(zai)只比絕對零度(du)高幾(ji)十度(du)的(de)(de)極端“制冷”溫(wen)度(du)下運行。
當“韋(wei)布”在太空展開并(bing)(bing)冷卻到(dao)運行(xing)溫度后,地面(mian)站的工程(cheng)師(shi)們將向(xiang)所有作動器發送指令(ling)來(lai)調整所有的鏡(jing)面(mian),這一過(guo)程(cheng)耗時(shi)兩個月。隨后,一旦(dan)“韋(wei)布”開始全面(mian)運行(xing)并(bing)(bing)進行(xing)科學觀測(ce),每10到(dao)14天就(jiu)要進行(xing)一次鏡(jing)面(mian)調校(xiao)工作。借助(zhu)這項新技(ji)術,“韋(wei)布”將成為首臺(tai)采(cai)用主(zhu)動控制(zhi)拼接(jie)主(zhu)鏡(jing)的天基天文臺(tai)。
底板(ban)接口(kou)柔性部件(BIF)接口(kou)將主鏡連接到(dao)望遠(yuan)鏡底板(ban)上,該底板(ban)支撐主鏡全(quan)部的(de)18塊子鏡。精(jing)密加工而(er)成的(de)柔性部件像(xiang)精(jing)致的(de)彈簧一樣(yang),可(ke)承受從室溫到(dao)零下190度的(de)溫度變化引起的(de)熱脹(zhang)冷縮。
除了這(zhe)些連接到底板上的,每塊子鏡上的還有很多這(zhe)種柔性(xing)部件。
觀測裝置
NIRCam 近紅(hong)外照相機
NIRSpec 近紅外攝譜儀(yi)
MIR 中紅外裝(zhuang)置
FGS 精細導星傳感器(qi)
遮陽裝置
詹姆斯·韋布空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)遮(zhe)陽裝置的(de)(de)SPF值達到100萬,能(neng)夠隔絕任何(he)可(ke)疑的(de)(de)外部熱源,保證望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)能(neng)獲得(de)冷靜(jing)的(de)(de)觀(guan)測環境。美國宇航局的(de)(de)工程師已經(jing)展(zhan)開了(le)詹姆斯·韋布空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)巨型(xing)遮(zhe)陽裝置的(de)(de)測試,進展(zhan)順利(li)。
巨(ju)型(xing)遮(zhe)(zhe)陽裝(zhuang)置(zhi)面積非常大(da),接近(jin)一個網球場的(de)大(da)小,還(huan)(huan)有(you)多層(ceng)結構(gou),美國宇航(hang)局在(zai)位于(yu)加利福尼亞州諾斯羅普格魯門公司的(de)潔凈室中(zhong)進(jin)行了展開(kai)測試。巨(ju)型(xing)遮(zhe)(zhe)陽裝(zhuang)置(zhi)不僅需(xu)要把太陽光擋在(zai)身后,還(huan)(huan)要有(you)非常精確的(de)定位裝(zhuang)置(zhi),望(wang)遠鏡上的(de)所有(you)組件都會安裝(zhuang)在(zai)巨(ju)型(xing)遮(zhe)(zhe)陽裝(zhuang)置(zhi)上,盡(jin)可(ke)能(neng)降低太陽光對觀測的(de)影響。來(lai)自(zi)美國宇航(hang)局戈達德中(zhong)心的(de)研究人員威(wei)廉·奧克(ke)斯認為(wei),巨(ju)型(xing)遮(zhe)(zhe)陽裝(zhuang)置(zhi)為(wei)五層(ceng)結構(gou),像(xiang)一把巨(ju)大(da)的(de)遮(zhe)(zhe)陽扇,可(ke)隔絕來(lai)自(zi)太陽的(de)熱(re)量傳遞。
詹(zhan)姆斯·韋(wei)布(bu)空間望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)主要的(de)(de)(de)任(ren)務是(shi)調查作(zuo)為(wei)大爆炸理論的(de)(de)(de)殘余紅外(wai)線(xian)(xian)證據(宇(yu)宙微波背景輻射(she)),即觀測今天可見宇(yu)宙的(de)(de)(de)初期狀態。為(wei)達成此(ci)目的(de)(de)(de),它(ta)配(pei)備了高(gao)敏(min)度紅外(wai)線(xian)(xian)傳(chuan)感(gan)器、光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)器等。 為(wei)便于觀測,機(ji)體要能(neng)(neng)承受(shou)極限(xian)低(di)溫,也(ye)要避開太(tai)(tai)陽(yang)和(he)地球的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)等等。為(wei)此(ci),詹(zhan)姆斯·韋(wei)布(bu)空間望遠鏡(jing)附(fu)帶了可折疊的(de)(de)(de)遮光(guang)(guang)(guang)(guang)板(ban)(ban),以(yi)屏(ping)蔽會成為(wei)干擾的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)源。因其處(chu)于拉格朗日點(dian),地球和(he)太(tai)(tai)陽(yang)在(zai)望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)視(shi)界總處(chu)于一樣(yang)的(de)(de)(de)相對位(wei)置,不(bu)用頻繁的(de)(de)(de)修正(zheng)位(wei)置也(ye)能(neng)(neng)讓遮光(guang)(guang)(guang)(guang)板(ban)(ban)確實的(de)(de)(de)發(fa)揮(hui)功效。
2021年12月25日,萬眾期待的(de)詹姆斯(si)·韋布空間望遠(yuan)(yuan)鏡(JWST)在“鴿”了(le)全(quan)人(ren)類(lei)14年之后(hou),終于奔(ben)向(xiang)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)。哈勃空間望遠(yuan)(yuan)鏡家(jia)喻戶曉,因為(wei)是(shi)(shi)它是(shi)(shi)人(ren)類(lei)望向(xiang)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)深處的(de)第一道目光,向(xiang)全(quan)人(ren)類(lei)展示了(le)前所未有的(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)圖景。正所謂“老將不死,薪火相傳”,NASA一直(zhi)把詹姆斯(si)·韋布空間望遠(yuan)(yuan)鏡當(dang)成哈勃空間望遠(yuan)(yuan)鏡的(de)繼(ji)任者來培(pei)養,視之為(wei)人(ren)類(lei)有史以來最(zui)強大的(de)空間望遠(yuan)(yuan)鏡。
2022年2月(yue)12日消(xiao)息,美(mei)國(guo)宇(yu)航局(NASA)當地時間(jian)周五公布了詹姆斯(si)?詹姆斯(si)·韋布空間(jian)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing) (JWST) 拍攝的(de)(de)首(shou)批圖(tu)像,代表了該望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing) 18 個主鏡(jing)(jing)(jing)部分校(xiao)準早期階(jie)段(duan)的(de)(de)能力。圖(tu)像中出(chu)現的(de)(de) 18 個光(guang)點(dian)都代表著(zhu)同一(yi)顆被(bei)稱為 HD 84406 的(de)(de)恒(heng)星,由不同的(de)(de)主鏡(jing)(jing)(jing)看到。從每個主鏡(jing)(jing)(jing)部分收集的(de)(de)光(guang)被(bei)反射回 JWST 的(de)(de)次鏡(jing)(jing)(jing),然后使用望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)關鍵成像設備近紅外相機(ji) (NIRCam) 進行測量(liang)。
2022年3月16日舉行(xing)的(de)(de)新聞發布會上,JWST科(ke)學(xue)家、美國太空(kong)望遠(yuan)鏡(jing)科(ke)學(xue)研究所的(de)(de)Marshall Perrin表示,這是有史(shi)以(yi)來(lai)從太空(kong)拍(pai)攝的(de)(de)分(fen)辨率最(zui)高(gao)的(de)(de)紅外(wai)圖像(xiang)。
圖(tu)像(xiang)顯(xian)示了(le)一(yi)(yi)顆名為2MASS J17554042+6551277的明亮(liang)恒(heng)星。如果校(xiao)準不夠(gou)精確(que),圖(tu)像(xiang)中(zhong)可能會(hui)有該(gai)恒(heng)星的多(duo)個副本。但這張圖(tu)像(xiang)表明,現(xian)在所有鏡面一(yi)(yi)起(qi)工作,拍下了(le)一(yi)(yi)個恒(heng)星的單一(yi)(yi)圖(tu)像(xiang),恒(heng)星周圍是遙遠的星系。
當地時間(jian)7月(yue)8日,美國宇航局(NASA)公(gong)布(bu)了詹姆斯·韋布(bu)太(tai)空望(wang)遠鏡(JWST)拍攝到照片的首批(pi)天體名單,包括星系(xi)、星云和(he)太(tai)陽(yang)系(xi)外巨行星。
2022年7月11日,美國總統(tong)拜登發布了韋伯太空望遠鏡拍攝到(dao)(dao)的第一(yi)張(zhang)照片(pian):星系團(tuan)SMACS 0723。它包含了數(shu)千個星系,距離(li)地球46億光年,是迄(qi)今為止拍攝到(dao)(dao)的宇宙最(zui)深的圖(tu)像。
當地時間(jian)(jian)2022年(nian)7月12日,美(mei)國國家航空航天局(ju)(NASA)舉(ju)辦(ban)新聞(wen)發布會,展示詹姆斯·韋布空間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡拍攝的第一張全彩(cai)色照片。隨后,陸(lu)續公(gong)布了(le)首批彩(cai)色相片。
當地時間2022年(nian)7月12日,美國國家航空(kong)航天局(NASA)發布了(le)韋(wei)伯空(kong)間望遠鏡拍攝(she)的首(shou)批全套(tao)全彩宇宙(zhou)深空(kong)圖像。
2022年8月2日(ri),美國(guo)航空(kong)(kong)航天(tian)局和(he)(he)歐(ou)洲航天(tian)局表示(shi),詹姆斯·韋布(bu)空(kong)(kong)間望遠鏡透過時(shi)間和(he)(he)大(da)量(liang)塵埃,拍(pai)攝到車輪星(xing)(xing)(xing)系的(de)(de)(de)新圖像,以前所未有的(de)(de)(de)清晰度(du)揭示(shi)了這個不斷旋(xuan)轉的(de)(de)(de)彩色圓環。車輪星(xing)(xing)(xing)系位于玉夫座星(xing)(xing)(xing)系,距地(di)球約5億光年,是兩(liang)個星(xing)(xing)(xing)系發(fa)生壯(zhuang)觀的(de)(de)(de)正面碰撞后(hou)形(xing)成的(de)(de)(de)。
2022年8月,詹姆斯-韋伯最(zui)(zui)近捕捉(zhuo)到了一(yi)張(zhang)車輪星系的(de)(de)圖像,這(zhe)是由兩個星系大(da)規模碰撞而成的(de)(de)另一(yi)個星系。這(zhe)張(zhang)捕捉(zhuo)到IC 1623和VV 114的(de)(de)最(zui)(zui)新圖像尤其引人注(zhu)意--不僅兩個星系砸在(zai)一(yi)起(qi)的(de)(de)圖像看起(qi)來有(you)火(huo)花,而且也(ye)沒有(you)黑洞的(de)(de)證據(ju)。
2022年5月(yue)23日至(zhi)25日期間(jian),一(yi)顆微流星體擊中了詹姆斯-韋布太空望遠(yuan)鏡的(de)一(yi)個主鏡,但(dan)負(fu)責(ze)操作(zuo)該望遠(yuan)鏡的(de)美國宇航局團隊預計這(zhe)次撞擊不會對該天文臺的(de)數據產生重大影響。
2022年7月,詹姆斯韋(wei)伯太空望(wang)遠鏡(jing)因太空微隕石撞擊(ji),至少有一個鏡(jing)像部分遭受(shou)了無法完全彌補的(de)損壞。
“與其說(shuo)韋布(bu)望遠鏡是哈(ha)勃望遠鏡的(de)繼(ji)任者,不如說(shuo)是相(xiang)輔相(xiang)成的(de)合作者。”(華中科技(ji)大學(xue)天(tian)文學(xue)系副教(jiao)授 張華年評)