詹姆斯韦伯太空望远镜

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January 20, 2022

詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST;) 是老化的哈勃太空望远镜的继任者,哈勃太空望远镜是一种可见光和红外观测太空望远镜。这台望远镜的主要目的是观测隐藏在宇宙深处、宇宙深处的宇宙尘埃中的系外行星和恒星等天体,这些天体是安装在地面上的望远镜或哈勃太空望远镜所没有观测到的。JWST 这个名称是与 NASA、ESA 和 SCA 合作创建的。该望远镜最初被称为“下一代太空望远镜”(NGST),但在 2002 年美国宇航局第二任主任詹姆斯·E·韦伯(James E. Webb)成为 经过几次延误,它于 2021 年 12 月 25 日晚上 9 点 20 分(韩国时间)从法属圭亚那圭亚那航天中心搭乘阿丽亚娜 5 号火箭发射,27 分钟后,它从阿丽亚娜号顶部成功发射火箭。被分成

使命

詹姆斯韦伯太空望远镜的主要任务是研究红外线(宇宙微波背景),以研究目前可观测宇宙的早期状态。为了达到这个目的,望远镜将配备一个高灵敏度的红外传感器和一个光谱仪。为确保观测不受望远镜本身发出的红外线的阻碍,仪器将被放置在 40 开尔文(-233.15 °C)的低温环境中,并折叠成小折,以避免阳光或从地球和地球反射的光线。月亮。将附上遮光板。 JWST不像哈勃太空望远镜那样绕地球转,而是位于距离地球150万公里的日地L2拉格朗日点。但是,由于哈勃太空望远镜位于距地球表面610公里的较低轨道上,因此当光学设备出现问题时,可以进行维修或更换零件,而JWST则有无法做到这一点的缺点由于距离远。所以如果詹姆斯韦伯望远镜出了问题,你必须观察问题。最近(2021年)埃隆·马斯克的SPACE X正在开发一种完全可重复使用的航天器,名为STAR SHIP,它可以操作一个有效载荷为100吨、直径为8米的货舱,可以设定一个可以飞往火星或飞行的目标。月球,并且有可能在地球、火星或月球上垂直着陆,载有乘客和货物。当该航天器投入实际使用时,预计它将到达位于L2拉格朗日点的JWST,修理望远镜,或将其取回并重新发射到地球。此外,通过使用直径8米的货舱,预计将发射不具有复杂折叠结构的一体式8米直径望远镜,或比JWST大几倍的望远镜。折叠式表壳,新时代可期。 NASA 已经询问了将 JWST 作为 STAR SHIP 发射到 SPACE X 的可能性,但据说他们得到了可能的答案(实际上并未发射)。

结构体

詹姆斯韦伯太空望远镜的质量预计为6.5吨,是哈勃太空望远镜的一半,铍制成的主反射镜直径为6.5米,是哈勃太空望远镜的2.5倍,这是 2.4 m. 预期性能。主反射器被分成 18 个六角片而不是一张。这些镜片设计为在发射前折叠,然后在望远镜发射后在太空中展开。

特征

光学

JWST的主镜为镀金铍反射镜,直径6.5m,聚光面积25m²。目前的弹丸太大,无法携带,它被分成 18 个六角镜,发射后将展开。通过改变相位,像平面的波前使用一个非常精确的微电机将镜子部分定位在适当的位置。初始设置后,应每隔几天频繁更新它们以保持最佳焦点。这与凯克望远镜等地面望远镜的不同之处在于,它使用有源光学器件不断调整其反射镜以克服重力或风荷载的影响,并且之所以成为可能,是因为太空中的望远镜不会受到环境干扰。它是三个散光校正镜片,使用弯曲的第二和第三反射镜,通过 JWST 的光学设计,在宽视野中提供不包含光学像差的图像。还有一个可调节的第二个位置,提供多个图像稳定、高速转向镜。 Ball Aerospace and Technology, Inc. 是 JWST 项目的主要光学分包商,该项目主要由 Northrop Grumman Aerospace Systems 牵头,与位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心签订合同。十八个主要分段二级、三级和详细转向镜,以及由包括 Axsys、Brushwell 和 Tinsley 实验室在内的几家公司制造的铍分段毛坯制造的飞行备件,并由 Ball Aerospace 抛光。截至 2011 年 6 月,包括刚性支撑框架和低温液体推进执行器在内的第一组六个完全完成的镜子部分已经在美国宇航局马歇尔太空飞行中心进行了最后测试,所有剩余的镜子都经过了测试。 2011 年 12 月,比计划提前两个月。

科学仪器

集成科学仪器模块 (ISIM) 包括四个科学仪器和一个引导相机。近红外相机 (NIRCam) 是一种红外图像处理器,可应用从可见光区域末端(0.6 微米)到近红外(5 微米)的范围。 NIRCam 将用作波前检测和控制活动所需的天文台波前传感器。亚利桑那大学团队正在引领创建 NIRCam。近红外光谱仪 (NIRSpec) 近红外光谱仪 (NIRSpec) 将在相同波长范围内进行光谱观测。 NIRSpec 由欧洲航天局 (ESA) 创建。 NIRSpec 设计提供三种观察模式:带棱镜的低分辨率模式、R 到 1000 多对象模式,以及由 R 到 2700 积分场单元或长缝光谱仪模式转换制成的称为滤光轮组件的波长预选机制。选择一个色散元件(棱镜或衍射光栅),它与光栅轮组件机构运行并通信。这两种仪器都基于红外空间天文台成功的 ISOPHOT 轮机构。多对象模式依赖于复杂的微快门机制,可以在任何位置同时观察 NIRSpec 视野区域中的数百个单独对象。根据 Astrium 的合同,该机构及其光学器件由德国 Carl Zeiss 设计、集成和测试。近红外光谱仪 (NIRSpec) NIRSpec 设计有 3 种观察模式。分布式棱镜辅助低分辨率模式驱动一种称为滤光轮组件的波长预选机制,该机制由 R 到 1000 个多对象模式和 R 到 2700 个积分场单元或长缝光谱仪模式转换制成,并使用光栅轮组件机制进行通信。选择设备(棱镜或衍射光栅)。这两种仪器都基于红外空间天文台成功的 ISOPHOT 轮机构。多对象模式依赖于复杂的微快门机制,可以在任何位置同时观察视图 NIRSpec 区域中的数百个单独对象。根据 Astrium 的合同,该机构及其光学器件由德国 Carl Zeiss 设计、集成和测试。中红外仪器 (MIRI) 中红外仪器 (MIRI) 可以测量 5 到 27 微米的中红外波长范围。它包括一个中红外相机和一个成像光谱仪。 MIRI 是美国国家航空航天局 (NASA) 和欧洲国家财团之间的合作伙伴关系,由 George Rakee(亚利桑那大学)和 Gillian Wright(由英国天文学和技术中心领导,爱丁堡,科学和技术设施委员会的一部分)组成(STFC)). 由开发MIRI 也是由卡尔蔡司根据合同在海德堡的马克斯普朗克天文学研究所开发和建造的,配备 NIRSpec 以及类似汽车的设备。MIRI 的完整光具座组件于 2012 年年中交付给戈达德,以最终集成到 ISIM 中。由加拿大航天局的科学家约翰·哈奇斯(赫茨伯格天体物理研究所,加拿大国家研究委员会)领导的精细制导传感器(FGS)被科学家用来在观测过程中稳定观测方向。 FGS 的测量值用于驱动小型转向镜以进行图像稳定,以控制整个航天器的方向。加拿大航天局还在蒙特利尔大学高级研究员 René Doyoung 的领导下,为 0.8 至 5 微米波长范围内的天文成像和光谱学提供近红外成像和无狭缝光谱 (NIRISS) 模块。因此,虽然 NIRISS 物理上安装了 FGS,并且它们通常被称为单独的仪器,但它们是一种科学仪器,是天文台支持基础设施的另一部分,并且服务于完全不同的目的。 NIRCam 和 MIRI 提供阻挡星光的日冕仪,用于观察微弱的物体,例如系外行星或紧邻明亮恒星的恒星周围的圆盘。用于 NIRCam、NIRSpec、FGS 和 NIRISS 模块的红外探测器由 Teledyne Imaging Sensors(前身为 Rockwell Science Company)提供。FGS 的测量值用于驱动小型转向镜以进行图像稳定,以控制整个航天器的方向。加拿大航天局还在蒙特利尔大学高级研究员 René Doyoung 的领导下,为 0.8 至 5 微米波长范围内的天文成像和光谱学提供了一个近红外成像和无狭缝光谱 (NIRISS) 模块。因此,虽然 NIRISS 物理上安装了 FGS,并且它们通常被称为单独的仪器,但它们是一种科学仪器,是天文台支持基础设施的另一部分,并且服务于完全不同的目的。 NIRCam 和 MIRI 提供阻挡星光的日冕仪,用于观察微弱的物体,例如系外行星或紧邻明亮恒星的恒星周围的圆盘。用于 NIRCam、NIRSpec、FGS 和 NIRISS 模块的红外探测器由 Teledyne Imaging Sensors(前身为 Rockwell Science Company)提供。FGS 的测量值用于驱动小型转向镜以进行图像稳定,以控制整个航天器的方向。加拿大航天局还在蒙特利尔大学高级研究员 René Doyoung 的领导下,为 0.8 至 5 微米波长范围内的天文成像和光谱学提供了一个近红外成像和无狭缝光谱 (NIRISS) 模块。因此,虽然 NIRISS 物理上安装了 FGS,并且它们通常被称为单独的仪器,但它们是一种科学仪器,是天文台支持基础设施的另一部分,并且服务于完全不同的目的。 NIRCam 和 MIRI 提供阻挡星光的日冕仪,用于观察微弱的物体,例如系外行星或紧邻明亮恒星的恒星周围的圆盘。用于 NIRCam、NIRSpec、FGS 和 NIRISS 模块的红外探测器由 Teledyne Imaging Sensors(前身为 Rockwell Science Company)提供。FGS 和 NIRISS 模块的红外探测器由 Teledyne Imaging Sensors(前身为 Rockwell Science Company)提供。FGS 和 NIRISS 模块的红外探测器由 Teledyne Imaging Sensors(前身为 Rockwell Science Company)提供。

一起看

激光干涉仪引力波天文台

脚注

外部链接

詹姆斯韦伯太空望远镜