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詹姆斯·韦伯望远镜有多大?

詹姆斯·韦伯太空望远镜是21世纪太空科学和技术的非凡成就。这个太空望远镜在哈勃太空望远镜的基础上进一步扩展,进入更远、更久的太空,捕捉令人惊叹的图像。实现这一惊人的功能只有因为詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上最大的望远镜。在本文中,我们将介绍詹姆斯·韦伯望远镜有多大,以及有关nasa最新太空望远镜的有趣事实。

詹姆斯·韦伯望远镜有多大?

那么,詹姆斯·韦伯太空望远镜(jwst)有多大?总体上,它的尺寸为69.5 x 45.5英尺(22 x 12米),相当于一架小型飞机或蓝鲸的大小!光圈本身就超过21英尺(6.5米)宽。保护望远镜免受过热的太阳遮蔽器也很大。jwst太阳遮蔽器的尺寸为69.5 x 46.5英尺(21.197 x 14.162米),相当于一个网球场的大小。当然,这个望远镜也很重,超过13,668磅(6,200千克),与一辆重型货车(hgv)的重量相当。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是目前在轨道上最大的望远镜。

©nasa-gsfc, adriana m. gutierrez (ci lab) – license

詹姆斯·韦伯望远镜与其他太空望远镜相比尺寸如何?

jwst是nasa和欧洲航天局(esa)自1970年以来发射的90个太空望远镜中最大的。

它的尺寸显然超过了目前正在运行的26个太空望远镜,包括:

  • 哈勃太空望远镜(nasa) – 43.5 x 14英尺(13.2 x 4.2米)
  • 盖亚空间观测站(esa) – 15.1 x 7.5英尺(4.6 x 2.3米)
  • 星际边界探测器(nasa) – 23 x 27英寸(58 x 95厘米)

为什么詹姆斯·韦伯太空望远镜如此庞大?

jwst的建造是为了比其前身更进一步、更深入地探索太空。这个轨道天文台具有最先进的波长灵敏度,覆盖了电磁波谱,同时接收到已经在无限远距离上行进的非常古老的光线。

事实上,巨大的尺寸是其高度灵敏度的关键。它的大型复合镜子最大化了可以收集和反射向接收器发送的光线的量。因此,这种改进的灵敏度使jwst能够以令人惊叹的分辨率捕捉到距离遥远的星星和星系等太空图像。

jwst还携带了由nasa开发的先进光学-紫外线仪器,可以获取能够扩展天文学和宇宙学的现有知识的数据。巨大的太阳遮蔽器必要用于使jwst保持超低温,以免被其辐射的红外(热)能量致盲。由于这种独特的设计,jwst可以拍摄到对其前身哈勃太空望远镜来说太过遥远、微弱或古老的太空物体。

关于太空中最大的望远镜,你需要了解的一切

jwst是一颗红外空间天文台,配备了极先进的高灵敏度、高分辨率空间成像仪器,包括红外相机(nircam),红外光谱仪(nirspec),中红外仪器(miri)和红外成像仪与无切割光谱仪(fgs / niriss)。

由于它在推动美国国家航空航天局的科学研究中扮演的重要角色,该望远镜以nasa的第二任行政官员詹姆斯·e·韦伯的名字命名。

jwst的开发由nasa在美国马里兰州的nasa戈达德空间飞行中心(gsfc)领导,与以下机构合作:

  • 加拿大航天局(csa)
  • 欧洲航天局(esa)

来自其他国家的科学家和工程师也做出了贡献,包括英国、希腊、捷克共和国和芬兰。

jwst于2021年12月25日从法属圭亚那的库鲁发射场搭载阿丽亚娜5号eca火箭发射升空。它目前在距离地球超过150万公里的拉格朗日l2点运行,是任何空间望远镜的最远距离。目前,该望远镜由约翰斯·霍普金斯大学的太空望远镜科学研究所运营。

这个巨大的空间望远镜的里程碑性创新包括它的轻质光学、微型开关和庞大的可展开遮阳罩,它与低温致动器一起工作,使望远镜保持冷却。

詹姆斯·韦伯空间望远镜的历史

在2021年发射之前,对于哈勃空间望远镜(hst)的继任者的计划已经酝酿了30多年。为此,于1994年成立了hst与beyond委员会。该组织的任务是调查可能的21世纪任务和计划。他们关注开发一个极大且冷却的红外望远镜,以提高其灵敏度。

这个想法得到了nasa的认可,当hst任务得到延长到2005年时,nasa开始计划建造一台主动冷却的下一代太空望远镜。1999年,nasa启动了望远镜的必要成本和技术要求研究,并选择了洛克希德·马丁公司和trw共同提出设计概念。

在20世纪90年代末和21世纪初的nasa削减成本的努力导致决定创建jwst的复合镜。这个蜂窝状设计随后被实施,以降低望远镜镜子的质量密度。开发团队选择使用铍作为反射材料,而不是玻璃。

然后,下一代太空望远镜在2002年更名为詹姆斯·韦伯空间望远镜。一年后,trw获得了建造jwst的主要合同,价值超过8亿美元。

这张webb望远镜的插图显示了分层太阳遮蔽罩和分段镜子的蜂窝设计。

詹姆斯·韦伯空间望远镜的任务目标

jwst的初始任务预计将持续10年,尽管望远镜可能会保持功能性长达20年。nasa制定的任务目标包括:

  • 搜索最早的星系和最古老的发光物体
  • 增加对星系形成的理解
  • 增加对恒星和行星系统形成的理解
  • 研究行星系统的物理和化学组成

詹姆斯·韦伯望远镜的规格

为了说明太空中最大的光学望远镜的规模和能力,以下是来自nasa的规格:

总重量13,668.66磅(6,200千克)
五层太阳遮挡层的尺寸69.5 x 46.5英尺(21.197 x 14.162米)
光学配置三镜面非畸变系统
主镜直径21.3英尺(6.1米)
主镜孔径25平方米
主镜材料镀金铍
主镜重量1,554.26磅(705千克)
主镜分割片数18
焦距431.1英尺(131.4米)
波长覆盖范围0.6至28.5微米(近紫外到红外光)
图像分辨率0.1角秒
工作温度-370°f(-223°c)
巡航速度(相对于地球)1,390.47千米/小时(864英里/小时)
电源2千瓦(太阳能电池阵列)

jwst的第一张图像

最后,詹姆斯·韦伯太空望远镜的第一批图像于2022年7月12日由nasa发布。这个巨型望远镜的出色彩色图像和光谱展示了它的全部能力,这些图像直播自马里兰州的戈达德航天飞行中心。

由nasa、欧空局和加拿大航天局的代表选择的令人惊叹的图像包括斯蒂芬五重星系、卡里纳星云和南环星云。这些图像的独特分辨率展示了这个望远镜的威力,以及它的红外技术。

如果您想看到这些令人惊叹的詹姆斯·韦伯太空望远镜图像,请阅读我们的文章:近距离欣赏30张华丽的詹姆斯·韦伯望远镜图像

斯蒂芬五重星系的巨大图像由近1000个单独的图像文件构成,覆盖了月球直径的1/5。

©nasa, esa, csa, stsci – 许可证

詹姆斯·韦伯之外还有比它更大的望远镜吗?

詹姆斯·韦伯太空望远镜(jwst)可能很快要为智利的巨大麦哲伦望远镜(gmt)让路。gmt目前正在研发中,但预计将成为有史以来最大、最强大的望远镜。它虽然不是太空望远镜,但其规模如此之大,将至少比jwst强大四倍,并比现有的所有望远镜强大200倍。

鉴于这些因素,这个地面望远镜将位于智利的阿塔卡马沙漠内的一座12层高的天文台。其拟议的尺寸包括:

根据巨大的麦哲伦望远镜组织(gmto)研发望远镜的消息,预计在2020年代末开始建设。

未来十年内,nasa将发射比jwst更大的望远镜

nasa和欧洲太空总署再次合作,开发另一款下一代太空望远镜,可能比jwst还要大。这款望远镜被命名为南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜,以美国已故天文学家南希·罗曼命名。罗曼因为对哈勃望远镜的发展做出的贡献而被誉为“哈勃的母亲”。

预计南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜将比jwst更大,能够拍摄大规模全景图。这些图像将有助于对宇宙进行深入的统计研究,解答许多重要的天体物理学问题。该望远镜目前仍在开发中,但可能最早在2027年发射。

总结

首先,詹姆斯·韦伯望远镜的尺寸、范围和功能远远超出了当前的天文技术。这个望远镜拍摄的图像不仅非常出色,而且为我们了解宇宙的本质提供了宝贵的洞察。

本文顶部的图片版权归nasa、esa、诺瑟普·格鲁曼公司所有。

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