哈勃与詹姆斯韦伯太空:两个望远镜比较

1969 年 7 月 21 日,尼尔·阿姆斯特朗在月球上迈出了他的第一步,并说出了这些不朽的话语:“这是人类的一小步,却是人类的一大步。” 这句话点燃了全世界对太空探索的热情。

几十年后,另一种现象将超越这一历史性时刻。哈勃太空望远镜及其奇妙的宇宙图像为我们的梦想提供了真实存在的照片证明。然而,随着哈勃的生命周期结束,詹姆斯韦伯太空望远镜将继续其遗产。
哈勃与詹姆斯韦伯太空:两个望远镜比较
哈勃与詹姆斯韦伯:有什么区别?

对轨道望远镜的兴趣始于NASA成立之前。天文学家莱曼·斯皮策在 1946 年提出了从太空研究恒星的好处,并提出了最初称为大型太空望远镜的方案。该项目花了三年多的时间才获得批准,哈勃太空望远镜于 1977 年获得资助。这最终将使研究人员能够在不受地球稠密大气层干扰的情况下研究天文学。

望远镜的研制工作稳步推进,1990年准备发射。项目开始仅 13 年后,哈勃就搭乘发现号航天飞机发射升空。望远镜绕地球运行,并且在维修范围内。

使用寿命

哈勃与詹姆斯韦伯太空:两个望远镜比较
哈勃发射前一年,太空望远镜科学研究所(STScI)开始计划下一个大型仪器。该研究所最初命名为下一代太空望远镜,提出了一个具有红外能力的项目,其规模是哈勃望远镜的 5 倍。这个想法是,随着宇宙的迅速膨胀,只有红外技术才能在波长膨胀时看到它。

经过多年的可行性研究,该项目于 1997 年获得批准;有一个大的主镜,他们怎么能启动它?美国宇航局选择使用折叠式分段镜,这是同类产品中的第一个。有了最先进的提议,该望远镜(2002 年更名为詹姆斯韦伯太空望远镜)将逐步完成。又花了 7 年时间和 40 亿美元的支出,但韦伯最终于 2021 年 12 月 25 日由阿丽亚娜 5 号欧洲火箭发射升空。

哈勃在地心轨道上的位置至关重要,因为望远镜在发射后需要立即进行调整。尽管它的预期寿命为 15 年,但研究人员发现,主镜的宽度只有人类头发的一小部分,太平了。工程师必须为镜子开发校正光学器件,这是不可替代的。这成为有助于延长望远镜寿命的前五项维修任务之一。

这些升级的效果为仪器创造了奇迹。哈勃望远镜采用模块化组件设计,在 1993 年至 2009 年间进行了升级。随着 2011 年航天飞机计划的结束,宇航员无法再返回修理它,但望远镜的寿命已经超过了预期。哈勃太空望远镜在发射 32 年后仍然活跃。科学家计划在 2026 年使望远镜退役。

与哈勃望远镜不同,詹姆斯韦伯的精密红外仪器需要远离地球大气层。它向距离地球一百万英里的第二个拉格朗日点 (L2) 发射,绕太阳运行。虽然这可以让望远镜不间断地工作,但维护它超出了我们的范围。

由于它的限制,工程师们知道它的寿命会比哈勃的短得多。因此,它的任务计划只持续五年。詹姆斯韦伯有足够的燃料来维持其在 L2 的位置至少 10 年,但在此之后的某个时候它会转向太阳轨道。

设备

哈勃与詹姆斯韦伯太空:两个望远镜比较
虽然哈勃望远镜在研究我们的宇宙方面发挥了关键作用,但它也为太空探索带来了兴奋。望远镜返回了第一张星系历史的大尺度图像和令人难以置信的天体图像。

它最著名的图像之一是“创世之柱”,描绘了鹰状星云中大量的恒星形成空间尘埃。这张照片最初是在 1995 年拍摄的,但在 2020 年用望远镜的新红外相机进行了更新。

虽然詹姆斯韦伯太空望远镜在许多方面更像是哈勃的继任者,但它确实打算继承其提供令人惊叹的图像的传统。在推出后的六个月内,Webb 产生的图像与其前身一样令人惊叹。最近,韦伯以前所未有的方式揭示了狼蛛星云。

天文学家特别钦佩这个星云,因为它聚集了非常年轻的恒星。这张照片正好体现了詹姆斯韦伯的能力。使用红外光谱仪和照相机,我们可以开始观察这些恒星的诞生。

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