134亿总花费历来第2多(史上最强?詹姆斯·韦伯望远镜与我国巡天光学舱,究竟谁更厉害?)

詹姆斯·韦伯望远镜被称为“鸽王”,原因很简单,因为它不知道放了大家多少次鸽子,从最早2007年发射开始,一直拖到了2021年12月25日,再过几天就是2022年了,它是接替哈勃、众望所盼的空间望远镜,詹姆斯·韦伯望远镜的性能,值得为它等待!

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与哈勃相比,詹姆斯·韦伯望远镜强在哪里?

哈勃望远镜的大名应该是人尽皆知了,从1990年发射一来到现在已经工作了31年,尽管刚发射上去是还因为镜片磨制的问题,闹了个近视眼的大笑话,但经过修正镜修正光学误差后,达到了设计要求,31年间取得了无数成果!

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除了各式美丽的深空天体以外,哈勃解决很多困扰天文学家们很久的问题,比如造父变星的准确距离、哈勃常数的精确范围,还有用来参考宇宙年龄的计算与星系核中的黑洞是普遍现象等等。

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吃瓜群众看不懂那么多深邃的天文知识,但从三张著名的哈勃深空照中,我们也能知道,在极为遥远的“宇宙边缘”也是充满了无数星系,一句话,哈勃将人类的认知从几十亿光年直接被延伸至134亿年以前的宇宙,再远的距离,哈勃也无能为力了!

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詹姆斯·韦伯望空间望远镜,专为深空而生!

哈勃望远镜的口径是2.4米,反射镜面是75nm厚的铝增强反射膜与25nm厚的镁氟保护层,焦距是57.6米,属于RC光学望远镜,主要观测波段是可见光,但也能在紫外和近红外凑合下。但在哈勃极深空场中的天体,已经到了极为暗淡的“红色”!为什么会这样?

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这是因为宇宙一直在膨胀,极为遥远的天体的光谱已经进入了极度红移,也就是说就算是一个蓝巨星看起来也变成了红色光芒,而原本的类日恒星则早就进入了近红外甚至红外波段。

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因此科学家迫切需要一台大口径(曝光时间 更短),观测波段为近红外甚至红外波段的空间望远镜来解体哈勃的观测任务,不仅是接班,而且还得是延续它无法企及的波段。

詹姆斯·韦伯望远镜(JWST)的惊人参数

JWST的口径为6.5米,比哈勃的2.4米要高出2倍多,集光面积更是高达哈勃的7倍多,玩望远镜的朋友都知道,口径就是王道,JWST能看到更暗弱的天体,这个6.5米的口径,堪称空间望远镜中之最了,而且它身处遥远的深空,以史上最强形容毫不为过了。

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JWST的主镜是由18个镀金铍反射镜制成的六边形镜拼接而成,北部有极高精度的主动光学修正装置保证聚焦精度,而镀金的镜面主要让望远镜工作在橙光波段到中红外(0.6 至 28.3 微米,哈勃观测波长为0.1 至 1 微米)。

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韦伯的每一块镜子都有名字

JWST的定点位置也与哈勃大相径庭,哈勃的轨道为559千米的近地轨道,而JWST的位置则是定点与日地拉格朗日点的L2点,这里位于太阳与地球连线的延伸方向,距离地球150万千米。

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哈勃观测时经常被地球遮挡,还有地面杂光的干扰,好处是与只比空间站轨道高了100多千米,当年航天飞机还能对它进行维修,也正因为如此,哈勃才有了重生的几乎,而詹姆斯·韦伯望远镜实在是太远了,必须一次成功,否则上百亿美元的投资就白瞎了哈。

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詹姆斯·韦伯能看到怎样的宇宙?

这是很多吃瓜群众最关心的,它能看到宇宙的诞生吗?显然这是不能的,因为要看宇宙诞生的波段不是红外,也不是电磁波段,而是中微子与引力波,这个以现在的技术而言还有不少差距,但韦伯望远镜也许能看到早期宇宙的模样,特别是科学家最感兴趣的宇宙第一缕光(第一批恒星诞生的时刻)。

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据科学家估计,詹姆斯·韦伯大约能看到在宇宙大爆炸后一亿年左右的时刻,大约是136~137亿年的宇宙,似乎比134亿年只多了2~3亿年?其实完全不能这样理解,因为宇宙的膨胀,我们看到的134亿年前大约已经膨胀到了330亿光年以外,而JWST将能看到136亿年前相当于400多亿光年以外,这将是一个巨大的飞越。

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与我国巡天光学舱相比,究竟哪个更强?

詹姆斯·韦伯望远镜上天,大家不由得会将其与2024年发射的巡天号光学舱相比,我国的天宫空间站亮点颇多,但巡天号光学舱与詹姆斯·韦伯空间望远镜相比,那直接就不在一个档次上,当然各位也不必妄自菲薄,这是我国第一台真正的空间望远镜,还是有不少亮点的。

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巡天号光学舱相比

巡天号光学舱的望远镜口径2米,焦距要比哈勃的更短,也就是说视场会更大,百度百科里有资料如下叙述:

太空望远镜主镜口径2米,超过哈勃300 倍的视场。哈勃花费一年所获取的数据,巡天号一天就可以获取完毕

视场不是性能对比的主要参数,需要针对观测目标制定焦距,一旦焦距确定,口径确定,那么望远镜的性能就基本确定了,从这点上来看,如果哪位大神引用了百科的数据不加更改,还是要被大家笑话的。

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焦距越长,看到的细节越丰富,但视角比较小,焦距越小,那么看到的范围越大!但想要看到更远更暗的目标,不是焦距说了算而是口径,所以哈勃的性能仍然要比巡天号光学舱更优秀,但前文也说了,我们观测目标不一样,只能说各具优势,另外巡天号光学舱还有对地观测功能。

134亿总花费历来第2多(史上最强?詹姆斯·韦伯望远镜与我国巡天光学舱,究竟谁更厉害?)

我国巡天号光学舱主要在可见光波段,詹姆斯·韦伯望远镜在橙-中红外波段,两者仅有部分重叠,并且口径等完全不在同一个级别上,两者完全没有可比性。

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詹姆斯韦伯的旅程

巡天号光学舱的优势在于它是与天宫空间站伴飞的,本来是和空间站对接在一起,但后来考虑到空间站的动作和宇航员的日常行为会影响它的光学观测,因此改为伴飞,如果需要维护则可以随时靠近,它的可靠性、可维护性要比哈勃与詹姆斯·韦伯望远镜高得多,当然观测时也不可避免的要被地球以及空间站所影响。