近期,在人类的航天活动中,除中国两位航天员再次出舱活动成功以外,另一件引人瞩目的大事件就是“詹姆斯韦伯”太空望远镜在推迟14年后成功发射。它是由美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜,是哈勃望远镜的继任者。
它的主要任务就是调查作为大爆炸理论的参与红外线证据(宇宙微波背景辐射),即观测如今可见宇宙的初期状态。配备了高灵敏度的红外传感器等精密设备。
哈勃望远镜在设计之初就设定了其可观测的波长范围,主要是可见光、紫外线,以及一点点红外线,范围较小,几乎没有能力看到波长超过1毫米的光线的,因其作用就是为了看得更远而不是更大的范围,目前其能观测到离地球最远的星系是约134亿光年外的GN-z11,这是宇宙诞生仅4亿年后出现的星系。韦伯望远镜的主镜口径为6.5米,是哈勃望远镜的2.7倍以上,他能够看到可见光,红外线,拥有远超哈勃的分辨率,能够看到波长达到30微米的光线,并且其聚光能力也是哈勃的6倍以上,理论上韦伯望远镜可以看到宇宙第一个星系的形成,甚至目睹到宇宙的第一缕光。
由于韦伯是红外望远镜,它需要远离太阳、地球以致发出热源的任何宇宙天体,要在接近绝对零度(零下273.15℃)的零下220℃环境中工作,这也是他选择工作在地球背后的二号拉格朗日点(距地面约150万公里,哈勃望远镜距地面约570公里)的原因;在望远镜面向太阳的一侧温度可以达到85℃,背向太阳的一侧温度可以降到零下233℃。而韦伯望远镜工作环境的温度要求是零下225℃,此时,韦伯望远镜科幻复杂且精密的造型就起了作用,巨大的银色底座可以有效地遮住阳光,足足有五层遮阳板,每一层的面积相当于一个网球场大小,测试中,这五层防护罩可以将望远镜的正面温度到背面温度下降300℃以上。
韦伯望远镜的镜面材质选用了金属铍,此种金属热稳定好、抗弯强度高、密度低,能够在绝对零度环境下稳定工作。同样的,韦伯望远镜的打造、折叠、运输、发射、太空中再伸展等等对精度、密度的要求都十分苛刻,比如镜面抛光精度达到10ns。十分期待詹姆斯韦伯太空望远镜利用红外技术,向人类展示更多宇宙中的奥秘。