谈一谈詹姆斯-韦伯太空望远镜背后的技术故事

根据地面控制中心的说法，在太平洋时间凌晨4:20，发射完全按照预期进行。任务负责团队不断强调航天器的“名义”轨迹和性能并缓解了从ESA南美基地发射前几分钟的紧张气氛。

大概30分钟后，韦伯的太阳能电池阵列无缝部署，望远镜开始为其剩余的宇宙探险活动充电。

接下来，韦伯将在未来6个月内离开地球100万英里（160万公里）并开始在对任务至关重要的第二拉格朗日点绕太阳运行。等到这些都按照预期发生时，韦伯将开始向地球发回宇宙图像。但这些将不仅仅是银河系的照片。韦伯将为我们提供一个关于宇宙的新故事且完全没有经过过滤的。这将是哈勃望远镜的一个巨大进步，哈勃望远镜是在1990年跟发现号(Discovery)航天飞机一起发射的。

韦伯是经过20年的工作和约100亿美元的资金投入的成果。下面不妨让我们了解下它背后的一些技术故事吧！

韦伯令人印象深刻的规格

主镜：宽21.3英尺（6.5米），有18个镀金的六边形部分，用于收集红外光，NASA称其为“光桶”；

遮阳板：一个网球场大小的五层金属伞，用于保护探测器免受太阳、地球和月球的热量影响；

近红外相机(NIRCam)：韦伯的主要成像器将探测最早的恒星和星系的形成；

近红外光谱仪(NIRSpec)：这个工具可利用红外信息向科学家提供银河系体的化学成分和温度等物理特性；

中红外仪器(MIRI)：它有一个照相机和光谱仪，可探测中红外电磁区域的天体；

近红外成像仪和无缝隙光谱仪(NIRISS)：这个被认为在探测系外行星方面特别有用；

精细制导传感器(FGS)：用于导航。

为什么韦伯是一个非常、非常了不起的大事

韦伯的承诺在于其前所未有的红外成像能力，尤其是NIRCam。简而言之，以下是红外成像的作用。

一个快速的物理学回顾：要说到韦伯的承诺，我们必须要谈谈电磁波谱。在光谱的一端，我们有蓝光，而另一端是红光。蓝光的波长较短，所以你可以认为它们在其弯曲的、波长的之字形上有一吨狭窄的、尖锐的波。红光的波长较长，被拉长了。

随着宇宙的扩张，蓝光的波长慢慢拉长，就像拉着橡皮筋一样。随着它们变长，它们会变得更红。一旦这些波长在光谱的红色一端变得非常远，它们将进入所谓的红外光区。

随着宇宙体离地球越来越远，连同空间结构的其他部分会照亮它们的光线同时延伸，这导致了一种叫做红移的现象。基本上，恒星、星系、类星体和其他发光的宇宙天体曾经的蓝光都将显示为红外光。

然而遗憾的是，人类无法看到红外光，这就是为什么我们无法用肉眼看到宇宙中大量的东西，而哈勃只能看到其中的一部分。相比之下，韦伯则是为这项工作而设计的。想想看，这就像从一个高度照明的大城市观看星空，然后在再次抬头之前前往一个黑暗的森林。当第二次抬起头的时候，天空会显得更多、更大的星星。

此外，当要考虑到红外光的确切来源时，从某种意义上说，韦伯上面有一台时间机器。

另一个物理学的回顾：在地球上，如果有人在房间对面打开了一个灯泡，它的光照到你的眼睛上需要无限短的时间。但如果有人站在月球上打开灯泡，你在地球上需要1.3秒才能看到它。从本质上讲，每当月光到达你的眼睛时，你就会向后看1.3秒 -- 而这仅仅是月球，约238,855英里（近384,400公里）的距离。

韦伯则可以看到更远的深空--约137亿光年的距离，这意味着它可以看到137亿年的时间。然而这仅是宇宙诞生后的1亿年。

接下来韦伯将发现什么我们谁都不知道。根据韦伯背后的专家的预测，该望远镜可能会发现可居住的系外行星、黑洞的秘密--甚至可能是地球以外生命的证据。而在松了一口气之后，天文学家们将在接下来的6个月里将变得坐立不安，现在他们在等待着韦伯的命令。

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