韋伯看眼鏡為什麼斲喪重金，卻又一鴿再鴿？這一應用價值100億美金的看眼鏡對人們有哪些應用價值？發送后如何停止任務中？戳短視頻把握大批2021年12月25日，這畢竟是人們航天史的汗青過程不時刻刻——在耽誤發送14年之后，被我們稱之為“鴿王”的詹姆斯·韋伯骰寶 豹子 英文太空看遠鏡，總算乘坐歐空局阿里安5-ECA火箭彈順遂火箭升空，開端了它前往150萬千米外“日-地拉格朗日函數2點”的路程。韋伯看眼鏡火箭升空（圖片起源：NASA）Part.1現在為止環球較貴看眼鏡，究竟有多貴？20個我國賡續25年的付出和數萬名生物學家的傾情協作，鑄就了這一有史以來臨盆制造價錢較貴的航天飛機。有多貴？現階段，包括后面的運營治理和迷信研討消費，詹姆斯·韋伯太空看遠鏡（下稱為詹姆斯·韋伯）的總經費預算預估已超越100億美金。充足斟酌它的品格僅為6.5噸，也就代表著它的價錢超越RMB10000元/克，是黃金單價的20余倍！詹姆斯·韋伯看上往猶如一艘太空戰艦（圖片起源：NASA）詹姆斯·韋伯究竟有如何的非凡任務，能讓這麼多我國竭盡這般年夜的人力資本、人力物力、資金在它上邊？它又能為人們發生什麼？Part.2貴貴點的年夜事理——韋伯的不雅測本領骰寶/大小攻略·必勝法遠超老先輩宇宙空間是個彌漫著各類各樣無線電波和高能粒子的嘩鬧環球，哪裡既躲著漫長的汗青時候，也充足解釋著人們以致銀河系的未來。針對看眼鏡而言，能見光到紅外感應頻率段是不雅測的癥結，尤其是跟蹤宇宙收縮后殘余的紅外感應，他們早已在宇宙空間中散佈了138億光年，包含著宇宙空間最開端的機密。卻不知，地球地球年夜氣層、電磁場、人類運動等要素，卻促使地球釀成一個典範性的“信息繭房”。在遼闊無垠的無線電波頻率段中，僅有很小一部門能勝利達到地球表層并被看眼鏡不雅測到，其餘的則幾近都被屏障在表面。從地球表層不雅測無線電波的頻帶對話框清楚度，真真正正的合理不雅測的對話框很小（圖片起源：wiki百科）處置這個題目的方式只要一個：把看眼鏡送出地球。紛歧樣看眼鏡的重擔也紛歧樣，此次被送出往地球的詹姆斯·韋伯的不雅測股票波段癥結堆積于光波長為0.6-28.3μm的橘色光到紅外感應頻率段，它的更年夜口徑和一系列新技巧利用發生了遠超前的任哈勃、施皮茨、赫歇爾等有名太空看遠鏡的不雅測本領。例如，它可以見到加倍暗更汗青久長的星體，以致可以跟蹤到宇宙空間中第一批星球發生的印痕，資金投入任務中后能夠偉大進步人們紅外線地理學的有關迷信研討。史無前例的工程造價和里程碑式的現實意義，也讓這一看眼鏡“有幸”地以NASA（美國國度航空航天局）第二任廳長詹姆斯·韋伯取名。詹姆斯·韋伯于1961-1968年在任，引導干部了NASA最光輝造詣的環節。在這里一時代，NASA曾獲得史無前例的財力實用，不只增進了水星規劃、水瓶座計劃、阿波羅登月規劃、先峰計劃、舵手/旅者計劃等一系列工程項目標停止，也為英國在航天航空行業的良好人材技巧性長處奠基穩固基本。Part.3工程造價100億美金，這類錢都花在了哪兒？盡管100億美金看上往很多，但究竟上針對研制開闢詹姆斯·韋伯那樣的頂尖看眼鏡的新項目而言，并不克不及說非常富足，起碼并不是年夜伙兒想像中的想怎麼花就怎麼花。沒法，前沿迷信迷信研討就是那麼“砸錢”。為了更好地獲得更快的不雅測本領，詹姆斯·韋伯在各類層面都展開了更新、進級，可以說每單錢都用在了刀刃上。1、更年夜口徑的眼鏡片電子光學和紅外看遠鏡的焦點內容是眼鏡片，其規格與不雅測本領正相干，但也必需更高一些本錢費。比較先前較年夜的哈勃看遠鏡，詹姆斯·韋伯的眼鏡片規格從2.4米進步到了6.5米，集光總面積也從4.5平米飆升到了25.4平米。必需留心的是，規格提拔發生的整體難度系數和工程造價進步并并不是線性增進聯繫關係，僅是這一項，就馬上影響了詹姆斯·韋伯的費用預算遠超哈勃。人們、哈勃看遠鏡主鏡和詹姆斯·韋伯主鏡的尺寸對比（圖片起源：NASA）眼鏡片很年夜，幾近難以整體臨盆制造，不只不勝利風險性年夜、原資料本錢費極高，也必定發生整體品格和容積的飆升，以致遠超人們現在火箭彈的發送本領。因此，詹姆斯·韋伯的鏡面玻璃計劃計劃遴選了拼集規劃計劃，由18面千篇一律的六邊形組成，發送時折疊式起來，進到空間后再拼集到一路。2、稱得上“鬼斧神工”的鏡面玻璃原資料詹姆斯·韋伯在臨盆制造、發送和任務中時要遭受迥然分歧的氣溫天然情況。尤其是它的癥結元器件操作溫度已非常切近盡對零度，對鏡面玻璃原資料的規則極高，因此必需與此同時具有曲折剛度高、耐熱性好、導熱系數高、透射率高、絕對密度低、溫度變形小、特徵不爽朗等特徵。而在周密度規則上，終極眼鏡片成形的臨盆制造加工精度要做到10納米技巧品級，這一規則所允許的毛病同等于一張A4紙薄厚的萬分之一！并且在進到空間后，整體拼集和眼鏡片航姿的周密度也必要做到一樣水準。綜合性以上規則，詹姆斯·韋伯的眼鏡片癥結原資料選用了堿土金屬鈹，10納米技巧幾近就是幾十個鈹分子并列放在一路的總寬，這也是切近“鬼斧神工”品級的臨盆制造制作工藝規則。3、一把屏障失落發燒量的“遮陽傘”避開地球，不料味著能完整處理地球的影響，詹姆斯·韋伯還必要應對天然光和地球折射光/輻射熱的影響。是以，它必需身上一個極年夜地“遮陽傘”來屏障失落發燒量，并利用積極制冷體系堅持癥結部件切近盡對零度的辦公情況。擋陽板一共有五層，都必要切確開啟（圖片起源：NASA）按照計劃規則，這把傘必需賦予300℃以上的溫度屏障失落現實結果。這同等于一面是低溫清淡，另一面則是天冷地凍。它的每一層原資料癥結由聚丙烯腈、硅膜和鋁模構成，首層更厚也僅為50μm，比人們頭發絲直徑還小，而內層僅為25μm。更高的難度系數仍在后邊——這把“遮陽傘”如何勝利停止？“遮陽傘”每一層的總面積約300平方米，在發送的時間會被塞入火箭彈里猛烈震驚，進到空間后要在激光器精確引誘下讓100多個中小型托車帶上逐級停止。難度系21點 黑桃a數不言而喻，這明顯是人類進展史上最兇猛的一個擋陽板。整體看來，詹姆斯·韋伯必需的滿是最當代化的高新科技，且各類各樣產物研發滿是“珍品拍賣”，它既沒有備份數據，也不會批量臨盆，務必確保100%經由過程率。除此以外，還必要經由過程一系列極高費用的考試和保護頤養。這類要素累加在一路，讓它的費用預算疾速飆升到了100億美金品級。詹姆斯·韋伯的官方網宣揚海報（圖片起源：NASA）Part.4看起來“咕咕咕”，現實上是務必一次順遂的氣勢盡人皆知，哈勃看遠鏡盡管遠在空間中，但也僅離地球表層年夜概575千米，可以說“緊靠”著地球。那詹姆斯·韋伯為什麼弗成以像哈勃看遠鏡一樣，在離地球近一些的地域任務中呢？這是由于地球和掃數的物品一樣滿是熱原，在綿綿不斷往外反射太陽和輻射源紅外感應，否則便會賡續轉熱。因此，即便在空間中，地球周邊難以免地存有惹禍逃逸的氣體分子構造和星際帝國浮塵，對太空看遠鏡仍舊有肯定風險。針對更為精緻的詹姆斯·韋伯而言，這類風險分外是在明顯。是以，它務必費盡心機避開它的劈頭地——地球。卻不知，“逃出”地球后，并不是就年夜吉年夜利了。進到錯綜復雜複雜的吸收力環球，航天飛機將遭遇日光、地球、月球外觀，以致宇宙空間寰宇萬物的吸收力風險，這促使它的路軌難以趨于穩固。針對品格和年夜小都特別很是年夜的看眼鏡來講，常常地依據汽車動員機任務中堅持路軌，不只會形成發送時務必帶上許多推動劑，也會很年夜地風險不雅測品格。詹姆斯·韋伯太空看遠鏡部位立體圖（圖片起源：NASA）因此，務需要在以上規則中探求一個平衡。實時止損后，專家遴選了日-地吸收力平衡的拉格朗日函數2點做為詹姆斯·韋伯的任務中地址。這兒間距地球150萬多公里（月球間隔地球然則38萬多公里js 21點），避開了地球這一熱原和灰塵源的影響，溫度也低達零下220℃以下，可到達看眼鏡的整體操作溫度天然情況規則。除此以外，在“日-地拉格朗日函數2點”，日光和地球兩年夜吸收力源協調共處，一同牽引帶周邊的航天飛機緊緊環繞日光安穩健身活動，航天飛機所必需的路軌堅持本錢費極低。然則，這給詹姆斯·韋伯發生了另一年夜考驗：那麼遠的間距，一旦它出了統統題目，人們是不太能夠往檢修的。這也代表著它北京賽車 冠軍釀成了“一錘子生意”，規則一次性獲得勝利，弗成以有統統差錯。這和哈勃看遠鏡發生了顯著的對比。現在哈勃火箭升空后發生了一系列題目，是以在1993-2009年間，人們依據五次極為價錢昂貴的航天飛船每日義務延續保護頤養并進步哈勃，才促使它獲得了昔日令人注視的作育。現往常，航天飛船早已完整入伍，人們也掉往在空間中檢修年夜中型宇宙飛船的本領。然則，就算航天飛船再度下山，也不太能夠前往“日-地拉格朗日函數2點”。畢竟，哈勃的任務中地址距地球然則幾百千米遠，這和詹姆斯·韋伯與地球中央的150萬千米的間距，是基本紛歧樣的界說。某種意義上，這也是詹姆斯·韋伯鴿了又鴿的癥結原因——一旦發送，蒙受不住一點差錯。為哈勃太空看遠鏡，NASA一共展開了六次航天飛船每日義務，投入了很年夜本錢（圖片起源：創作者自做）是以，針對承當衛星發射的歐空局來講，此次的獲得勝利不容置疑是令人衝動的，發送精英團隊繃緊了多年的神經體系總算可以好好地放松一下了。畢竟這也是個100多億美元的“一錘子生意”，身后擁有不計其數人幾十年的勤懇投入。Part.5 在索求宇宙的拉霸機 777路上，又邁出了新的一步 詹姆斯·韋伯的漫長研發史，是人類最頂級伶俐的結晶。而今，它終于順遂升絕後往迢遙的方針任務所在。大概許多人會存眷它的經費，感嘆前沿迷信研討的“燒錢”，然則，我們更應當熟悉到，我們為前沿迷信付費，實在是在為人類高低求索的決計與妄想付費，云云看來，這價錢也不克不及說是昂貴。 將來，詹姆斯·韋伯會給人類帶來什麼？可以預知的是，它能更輕易探訪到宇宙的界限和最後的神秘；沒法展望的是，迷信家們將在它的數據里取得多麼驚人的發明。它是人類妄想向宇宙深處的又一次延長，是人類獵奇心與索求精力的承載，是人類在索求天下的路上邁出的新的一步。讓我們祝愿它遠航的路上統統順遂，等待它帶來新的發明與啟示！ 參考材料： 1. https://www.jwst.nasa.gov 2. https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope 3. https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/j/jwst 出品：科普中國 圖文制作：太空精釀 視頻制作：中國科普博覽、 胡桃夾子任務室 監制：中國迷信院盤算機收集信息中央 （本文中標明起源的圖片已取得受權） 文章僅代表作者不雅點，不代表中國科普博覽立場 本文首發于中國科普博覽（kepubolan） 轉載請注明”大眾號出處
