韋伯將為我們揭示一個(gè)由不可見(jiàn)的恒星和行星組成的隱秘宇宙。對(duì)于系外行星的探索甚至有助于我們揭開(kāi)地球上生命起源的疑團(tuán)。以下是范文社網(wǎng)小編為大家整理的100億美元韋伯太空望遠(yuǎn)鏡是碳中和利器15條要點(diǎn)相關(guān)參考資料，希望能幫助到大家，歡迎你的閱讀。
價(jià)值100億美金、集人類(lèi)最高科技于一身的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）發(fā)射升空了！這枚對(duì)人類(lèi)探索宇宙極為重要的大家伙相當(dāng)復(fù)雜，知識(shí)點(diǎn)很多，看完以下這15條，可以來(lái)個(gè)更全方位的了解（特別是碳中和的作用來(lái)更顯高大上）。
“百億鴿王”
發(fā)射日注定是個(gè)載入人類(lèi)史冊(cè)的大日子，因?yàn)槿澜绲奶煳膶W(xué)家和愛(ài)好者們翹首等待這一刻，已足足等了14年。07年，NASA宣稱(chēng)要發(fā)射人類(lèi)歷史上的“新一代太空望遠(yuǎn)鏡”，即JWST，原計(jì)劃耗資5億美元。由于項(xiàng)目嚴(yán)重超支，發(fā)射時(shí)間推了10余次，最新的預(yù)估耗費(fèi)高達(dá)96.6億美元，加上后期的發(fā)射運(yùn)營(yíng)，成本至少100億美元，“百億鴿王”不是浪得虛名。
構(gòu)造
韋伯由四部分組成：光學(xué)望遠(yuǎn)鏡元件（OTE）、綜合科學(xué)儀器模塊（ISIM）、太陽(yáng)傘（Sunshield）和支持系統(tǒng)（Spacecraft bus）。OTE是眼睛，ISIM是包括近中紅外觀測(cè)儀器在內(nèi)的各種有效載荷，太陽(yáng)傘起降溫和保護(hù)作用，支持系統(tǒng)就是大腦和腳。下文再作分類(lèi)介紹。
折疊
搭載韋伯的阿麗5，有效載荷整流罩最大靜態(tài)直徑5.4米，可用長(zhǎng)度17米，已經(jīng)非常巨大了，但韋伯直徑6.5米，需要折疊后才能裝入，過(guò)程復(fù)雜。如果在后續(xù)展開(kāi)期間出現(xiàn)故障，科學(xué)家們可能要重新思考太空望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)方案，拋棄復(fù)雜的展開(kāi)方式，要么采用更大火箭發(fā)射（比如老馬家星艦），要么采取太空組裝。
發(fā)射
作為歐空唯一的主力火箭，阿麗亞娜5今年已第4發(fā)了，目前戰(zhàn)績(jī)是116射5敗，近10幾年來(lái)一直很穩(wěn)，順利發(fā)射不成問(wèn)題，通過(guò)各種地面嚴(yán)密測(cè)試的矜貴寶貝，結(jié)構(gòu)性負(fù)載什么的也不成問(wèn)題；至于看起來(lái)相當(dāng)破舊的法屬圭亞那庫(kù)魯發(fā)射場(chǎng)，幾十年歷史就擺在那，好用就行，不影響。
滾轉(zhuǎn)
一級(jí)分離，上面級(jí)組合體在滑翔一段時(shí)間后會(huì)執(zhí)行點(diǎn)火操作。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，組合體會(huì)進(jìn)行滾轉(zhuǎn)，以避免韋伯受到太陽(yáng)光過(guò)多的炙烤，直到器箭分離后才會(huì)修正滾轉(zhuǎn)。分離后太陽(yáng)能板展開(kāi)，推進(jìn)和姿控系統(tǒng)工作。為了保證鏡片清潔，推進(jìn)器僅安裝在望遠(yuǎn)鏡入軌后面向太陽(yáng)的一側(cè)。
主鏡--六邊形鏡段
18個(gè)小鏡子，每個(gè)直徑1.32米，重約20公斤，鈹制+鍍金。六邊形具有高填充系數(shù)和六重對(duì)稱(chēng)性，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫隙拼接，并在鏡后驅(qū)動(dòng)器和微型機(jī)械馬達(dá)的保障下實(shí)現(xiàn)單一完美的對(duì)焦。為了將主鏡段對(duì)齊，每個(gè)鏡子都要對(duì)齊到人類(lèi)頭發(fā)厚度的1/10000，巨牛。
主鏡--鍍金
純鈹既堅(jiān)固又輕便，是造鏡段的最理想材質(zhì)，唯一缺點(diǎn)是反射率不夠理想，金改善了鏡子對(duì)紅外線(xiàn)的反射。鍍金方法采用的真空氣相沉積。金的典型厚度為100 納米，一層薄薄的無(wú)定形二氧化硅沉積在金的頂部，以防止在處理時(shí)對(duì)金產(chǎn)生損傷或微小顆粒接觸到表面并移動(dòng)產(chǎn)生劃痕。
主鏡--低溫
韋伯的目標(biāo)是觀測(cè)早期宇宙中的第一批恒星和星系發(fā)出的紅外線(xiàn)，如果主鏡與哈勃的溫度相同，來(lái)自遙遠(yuǎn)星系的微弱紅外光就會(huì)湮沒(méi)在鏡子的紅外光中，因此韋伯的主鏡工作溫度必須一直保持在-220攝氏度左右，太陽(yáng)傘極為重要，成敗關(guān)鍵。
太陽(yáng)傘--五層傘
五層傘每層完全展開(kāi)時(shí)接近300平米，尺寸21.197m x 14.162m。第一層為溫度最高的朝陽(yáng)側(cè)，厚度50微米；其余四層為低溫防日曬側(cè)，厚度25微米，均少于人類(lèi)頭發(fā)直徑（80-100微米），設(shè)計(jì)指標(biāo)是300攝氏度降溫能力。經(jīng)歷深空飛行和劇烈溫差變化，在距離地球150萬(wàn)公里外的太空中，在無(wú)人監(jiān)控的條件下自主拉緊五層薄膜而不被撕裂，非常關(guān)鍵。韋伯在地面測(cè)試中就出現(xiàn)過(guò)這破事，如果在展開(kāi)過(guò)程中膜破了，任務(wù)徹底完蛋了。
太陽(yáng)傘--材質(zhì)
主體材質(zhì)是一種叫Kapton的聚酰亞胺薄膜，由杜邦公司于上世紀(jì)60年代后期開(kāi)發(fā)。Kapton在從-269到400攝氏度的廣泛溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。每層遮光薄膜都涂有鋁，第1、2層面向太陽(yáng)的一側(cè)涂有摻雜硅，以將太陽(yáng)的熱量反射回太空，其余三層也由獨(dú)特的復(fù)合材料制成。每一層都有特定的厚度和尺寸，甚至還有特殊的接縫和加固物來(lái)限制隕石的攻擊。
綜合科學(xué)儀器模塊（ISIM）
“區(qū)1”組件是低溫儀器模塊，負(fù)責(zé)將探測(cè)器冷卻至-234攝氏度，必要的第一階段冷卻工作，以使韋伯自身熱量不會(huì)干擾紅外線(xiàn)探測(cè)；“區(qū)2”組件是ISIM電子隔間，為儀器控制電子設(shè)備提供安裝面和周?chē)臒峥刂骗h(huán)境；“區(qū)3”組件是ISIM命令和數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，帶有集成的飛行軟件以及低溫冷卻器壓縮機(jī)和控制電子設(shè)備。
支持系統(tǒng)
電力子系統(tǒng)，太陽(yáng)能供電；姿態(tài)控制子系統(tǒng)，保持軌道穩(wěn)定，提供粗略指向；通訊子系統(tǒng)，接收指令，傳輸數(shù)據(jù)；命令和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，大腦；推進(jìn)系統(tǒng)，執(zhí)行姿控指令。韋伯有兩種類(lèi)型的火箭推進(jìn)器。一為“二次燃燒增強(qiáng)推進(jìn)器”（SCAT)，傳統(tǒng)RCS雙毒燃料，用于軌道校正，雙冗余。二為MRE-1，有8個(gè)，只使用肼，用于反作用輪的姿控和動(dòng)量控制。
部署
第一步也是最為關(guān)鍵步驟是遮光薄膜的釋放，上文已提及，一搞破了，或者沒(méi)有充分展開(kāi)，就完蛋了。隨后部署副鏡和輻射散熱器，最后主鏡展開(kāi)，基本可算是成功了。韋伯的整個(gè)部署過(guò)程合共344個(gè)步驟，據(jù)說(shuō)最大容錯(cuò)數(shù)是6個(gè)，幾萬(wàn)個(gè)零件在深空中連續(xù)活動(dòng)一個(gè)月，就算只是一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，影響都不小，對(duì)地面的韋伯團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這是擔(dān)驚受怕的一個(gè)月。
軌道
發(fā)射后29天執(zhí)行軌道修正，最終軌道定在距離地球150萬(wàn)公里外的日地L2拉格朗日點(diǎn)（SEL-2）。要知道，快退休的哈勃距離地表僅600公里，自老美大飛機(jī)退役后尚且已經(jīng)無(wú)法修補(bǔ)了，韋伯在預(yù)計(jì)工作壽命（10-15年）內(nèi)，只能聽(tīng)天由命了。除非老馬家星艦成了，否則一旦出現(xiàn)嚴(yán)重故障，100億就只能報(bào)廢了。
校正
部署完畢后，地面工程師們將對(duì)韋伯望遠(yuǎn)鏡主鏡段進(jìn)行方向校準(zhǔn)和儀器檢測(cè)，修正定位，使之對(duì)齊，校正過(guò)程稱(chēng)為波前傳感和控制，目的是將鏡子對(duì)準(zhǔn)在幾十納米以?xún)?nèi)，確保它們能產(chǎn)生清晰、聚焦的圖像。發(fā)射后160天，韋伯開(kāi)始正常運(yùn)行，探索宇宙的秘密。
寫(xiě)在最后
幾乎在每一條關(guān)于韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的信息下面，都能看見(jiàn)“爆炸”、“想看大煙花”、“快點(diǎn)出故障”之類(lèi)的惡意留言，真心難看。韋伯雖然是西邊搞的，但純粹是科學(xué)載荷，背后也積累了無(wú)數(shù)科研工作者們的多年心血，為的就是尋根，通過(guò)了解宇宙的過(guò)去，探索人類(lèi)的未來(lái)，雖然與咱們吃瓜的沒(méi)啥關(guān)系，但對(duì)子孫后代有著深遠(yuǎn)影響。人類(lèi)仰望星空，不都想看得更遠(yuǎn)，看得更清嗎？能夠造福全人類(lèi)的好事，為啥要帶著情緒來(lái)看待呢？祝愿韋伯順利升空，順利完成它的使命！
