美國國家航空航天局8日宣布，詹姆斯·韋布空間望遠鏡主鏡已在太空完全展開，望遠鏡開展科學(xué)探索前的主要部署工作完畢。科研人員期待借助該望遠鏡探究宇宙各階段歷史，了解眾多天體系統(tǒng)的起源。
據(jù)美國航天局介紹，韋布空間望遠鏡是該機構(gòu)迄今建造的最大、功能最強的空間望遠鏡。其主鏡直徑6.5米，由18片巨大六邊形子鏡構(gòu)成，配有5層可展開的遮陽板。由于體型巨大，韋布空間望遠鏡以折疊狀態(tài)發(fā)射。
預(yù)計今夏傳回第一批圖像
地面控制人員7日遠程展開了主鏡左邊的3片折疊鏡片，8日又展開了右邊的3片折疊鏡片，從而使主鏡18片子鏡完全展開。接下來，地面控制人員將用幾個月時間校準設(shè)備。預(yù)計該望遠鏡可在今年夏天傳回拍攝的第一批圖像。
韋布空間望遠鏡由美國航天局與歐洲航天局、加拿大航天局聯(lián)合研究開發(fā)，被認為是哈勃空間望遠鏡的“繼任者”。哈勃空間望遠鏡主要在可見光和紫外波段觀測，而韋布空間望遠鏡主要在紅外波段觀測。
韋布空間望遠鏡任務(wù)目標主要有4個方面：尋找135億多年前的宇宙中誕生的第一批星系；研究星系演化的各階段；觀察恒星及行星系統(tǒng)的形成；測定包括太陽系行星系統(tǒng)在內(nèi)的行星系統(tǒng)的物理、化學(xué)性質(zhì)，并研究其他行星系統(tǒng)存在生命的可能性。
韋布空間望遠鏡2021年12月25日從法屬圭亞那庫魯航天中心發(fā)射升空，前往日地系統(tǒng)第二拉格朗日點。它需經(jīng)過大約1個月的飛行，才能抵達這一距離地球約150萬千米的深空區(qū)域。
韋布空間望遠鏡是一個“技術(shù)奇跡”
據(jù)美國航天局官網(wǎng)介紹，作為該機構(gòu)送入太空的最大、最復(fù)雜的空間科學(xué)望遠鏡，韋布空間望遠鏡是一個“技術(shù)奇跡”，將在軌部署運用到極致。
主要在紅外波段觀測的韋布空間望遠鏡由光學(xué)和科學(xué)儀器、遮陽板以及被稱為“航天器總線”的支持系統(tǒng)等部分組成，總重量6.2噸。
韋布空間望遠鏡的光學(xué)模塊采用“三反射鏡消像散系統(tǒng)”：被主鏡捕捉的紅外線要經(jīng)過次鏡和三級鏡反射，再由精細轉(zhuǎn)向鏡傳遞至科學(xué)儀器模塊。直徑達6.5米的巨大主鏡成為韋布空間望遠鏡外形最亮眼之處，它由18塊六邊形鏡片拼接而成，采集光線面積達到其“前任”哈勃空間望遠鏡的5倍以上。次鏡由3個從主鏡正面延伸出來的長臂支撐，三級鏡和精細轉(zhuǎn)向鏡被安置在主鏡中心凸起的黑色“鼻錐”內(nèi)。
為使敏感的紅外信號免受太空輻射干擾，韋布空間望遠鏡需在約零下220攝氏度的低溫環(huán)境中工作。它的主鏡、次鏡和三級鏡鏡片的制造材料均選用金屬鈹。這種金屬密度低，硬度相對較高，低溫下不易收縮變形。鏡片表面噴涂了一層厚度僅100納米的黃金，其目的是優(yōu)化鏡面反射紅外線性能。
集成科學(xué)儀器模塊位于主鏡背面，包含近紅外相機、近紅外光譜儀、近紅外成像儀和無縫隙光譜儀、中紅外儀等設(shè)備，它們將對韋布空間望遠鏡收集到的光線進行分析成像。
風(fēng)箏形狀的巨幅遮陽板位于主鏡下方，為韋布空間望遠鏡抵擋來自太陽、地球和月球的輻射。遮陽板面積接近網(wǎng)球場大小，設(shè)計成5層薄膜結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為鍍鋁聚酰亞胺，距離太陽最近的外層厚度為0.050毫米，其他層厚度0.025毫米。遮陽板將望遠鏡分隔成分別朝向深空和朝向太陽的冷熱兩側(cè)，其溫差極限超過300攝氏度。
由于體型太過巨大，韋布空間望遠鏡發(fā)射時以折疊狀態(tài)裝入阿麗亞娜5型火箭整流罩內(nèi)。望遠鏡的部署軌道位于日地系統(tǒng)第二拉格朗日點附近，它需經(jīng)過長達一個月的飛行，才能抵達這一距離地球約150萬千米的深空區(qū)域。
項目歷時已超20年
從概念誕生到開始建造，再到組裝測試并最終發(fā)射，韋布空間望遠鏡項目已歷時20余年。來自十多個國家的數(shù)千名科學(xué)家和工程技術(shù)人員投身其中，累計工作時長約4000萬小時，耗資高達100億美元。
美國航天局介紹，韋布空間望遠鏡將以“前所未有”的分辨率觀測近紅外至中紅外波段光線，以補充并推進哈勃空間望遠鏡、斯皮策空間望遠鏡以及其他美國航天任務(wù)的天文發(fā)現(xiàn)。
哈勃空間望遠鏡觀測波長范圍是115納米至2.5微米，分布在紫外到紅外波段；而韋布空間望遠鏡觀測波長范圍是600納米至28.8微米，主要處于紅外波段。紅外觀測有何優(yōu)勢？不同于紫外線和可見光，波長較長的紅外線能繞過塵埃，可讓望遠鏡看到隱藏在塵埃云背后的天體。更重要的是紅外觀測有助于科學(xué)家“以更近距離看到萬物起源”。隨著宇宙持續(xù)膨脹，早期發(fā)光天體發(fā)出的紫外線和可見光朝光譜的紅端移動，最終以紅外線的形式在今天抵達近地空間，這種現(xiàn)象稱為“紅移”，而發(fā)生紅移的天體有可能被紅外望遠鏡捕捉到。綜合新華社電
