哈勃望远镜在575公里外就能看清宇宙,韦伯却要飞到150万公里远?
1608年,一个眼镜商人汉斯·李波尔因为两个小孩子的无意之举,发现 通过两个透镜的叠加,居然能够放大远方的物体 ,他进行了多次的试验, 最后发明出了世界上的第一台望远镜。
虽然这个初始的望远镜十分简陋, 只能放大3倍 ,但是却被作为一个新奇的物件在欧洲各个国家流传开来,并在第二年里被科学家 伽利略·伽利雷 ,也就是我们所熟知的伽利略得知了。
伽利略对这个发现十分感兴趣,又将其进行了各种试验和计算, 最终制造出了一台更加精良的望远镜,放大倍数甚至比最初版的望远镜要多出10倍左右,达到了32倍。
伽利略通过这个自己研发出来的望远镜望向了太空, 实现了人类第一次科学地观测月球表面的成就, 因此 这台望远镜也被人们认为是 世界第一台天文望远镜。
从1609年到如今的2022年,人类已经用天文望远镜设备观察了413年的太空,当然,这么久的时间里,天文望远镜技术也必不可能还处在当时的水平停滞不前, 随着 社会 的发展和 科技 的进步,天文望远镜得到了各个方面的改进和优化。
在目前, 天文望远镜从光学波段已经扩展到了全波段,并且还发展出了大量的具有针对性的天文望远镜,能够深入观测电磁波段、太空射线、引力波 等等,甚至天文望远镜也不再只是被放在地面的设备, 而是来到了太空,实现了位置的巨大变化。
我们今天要了解的就是一台 轨道高度达到150万公里的红外望远镜设备 ,即 詹姆斯·韦伯太空望远镜 。
早在 1996年,美国就开始启动了詹姆斯·韦伯太空望远镜的项目 ,它也是 美国航天史上迄今为止最复杂的项目之一 ,被认为是 截至目前最强大的太空望远镜 ,将探测更远行星的更真实数据。
由于 詹姆斯·韦伯太空望远镜需要飞到距离地面150万公里的高处 ,这个高度距离地面实在是太遥远了,一旦在太空出现错误或者损坏,工作人员 很难去往韦伯望远镜的周围,对其进行维修保养。
这就需要 科研人员投入更多的精力和时间,尽量将韦伯望远镜的性能和设计提升到所能达到的极致 ,并且要在发射前 进行反复的测试 ,否则所投入的巨大金额都将会打了水漂。
在一开始, 詹姆斯·韦伯太空望远镜的初始预算仅仅只有5亿美元 ,本来计划在 2007年 就发射到高空,但每过一两年都因为预算不够的原因,不仅 预算金额接连扩充,发射时间也屡屡后移。
一直到2019年,在世界疫情的影响之下, 詹姆斯·韦伯太空望远镜再次被推迟到2021年 , 预算资金甚至将要达到百万亿美元,高达97亿美元。
到了2021年的12月25日 ,又推迟了1天,未能在24日平安夜发射升天的詹姆斯·韦伯太空望远镜,成功地离开了地面,到达了150万公里的太空空间。
而它并不能一上天就能直接开始工作, 在韦伯太空望远镜来到相应的观测位置以后,还需要地面工作人员对它进行各项的测试和检查工作,比如镜面、仪器调校,镜翼的部署等等 ,预计 将在2022年6月末开始自己的工作。
在 2022年1月4日,美国航天局宣布工作人员已经远程展开了大概21.336米长的遮阳板 ,这件遮阳板的部署成功也意味着詹姆斯·韦伯太空望远镜将会 在遥远的太空得到最大限度的防光热保护。
同时,在同月的8日早上10点, 詹姆斯·韦伯太空望远镜在地面工作人员的指令下展开了太空望远镜的面板 ,并在9日 完成了主反射镜最后部分的展开和锁定 ,在它工作以后,我们就能得到它为我们拍摄的 第一张宇宙照片。
事实上,早在1990年4月24日,美国就已经发射出了一台位于地球轨道附近的光学望远镜,名为 哈勃空间望远镜,距离地面只有大概575公里左右,远比韦伯太空望远镜要近得多。
哈勃空间望远镜在几十年的工作时间里源源不断地向我们传送着图片,为人类发现了无数的宝贵数据。
它的存在使得我们对于宇宙的年龄和范围的了解更加深入,更是推动了天文学家们得以观测到宇宙中的各大天体的奥秘, 甚至还发现了目前为止距离我们最远,同样也是最“高寿”的星系群——EGS77。
哈勃空间望远镜的价值已经远超它本身的成本,几乎可以说是无价的, 到2009年为止,全世界共有两千多名天文学家凭借着哈勃空间望远镜对宇宙观测了11多万次 ,可以说,正是因为有了它,我们才拥有了对宇宙的真正认知。
这样看来,在575公里轨道上的天文望远镜设备已经足够我们将宇宙看清楚了,根本没有必要再耗费巨大的成本和技术去往更加遥远,甚至是150万公里的太空进行观测,那么詹姆斯·韦伯太空望远镜又被发射到这样远的地方呢?
我们需要知道的是, 固然哈勃空间望远镜是非常有用的,也给人类带来了巨大的贡献,但科学如果想要不断发展下去,就不能固步自封,推陈出新、永不止步才能推动 科技 和 社会 进步。
这就好比是在工业革命,西方进入了蒸汽时代,拥有了比人力还要更加高效的机器设备,如果这时人们觉得已经足够,不需要再进行创新了,那么世界也就不会迎来第二次、第三次的工业革命,我们的生活也会不再是这样先进的模样。
詹姆斯·韦伯太空望远镜之所以要被发射到150万公里,第一个原因其实也是因为 这个位置属于是“地日拉格朗日L2点” , 即1772年数学家拉格朗日计算和推论出来的,认为是 探测器、望远镜等人造设备用来进行定位和观测的理想位置。
这里的卫星将会同时受到太阳和地球的共同引力影响,从而达成平衡,保持相对静止的状态 ,能以最小的燃料消耗实现长时间的驻留。
换句话说, 韦伯太空望远镜可能将能够在太空中停留的时间比哈勃空间望远镜更长,工作的规模也会远超后者 ,更能给人们带来更加丰富的太空数据。
第二个原因则是因为詹姆斯·韦伯太空望远镜自身的属性 ,我们先前也有说过,它是一台 红外望远镜,它能看到0.6微米到28.5微米范围内的可见光至中红外的波段 ,从而 获取比哈勃光学望远镜更加细微的信息。
詹姆斯·韦伯太空望远镜配备了极其敏锐的 传感器和光谱器 ,但是也正是因为它的高敏度,想要正常地工作,它需要在 低温环境 下才能工作。
但是地球的光线非常强烈,由于地面和大气层的反射、散射现象,地球周围几乎全都是大量的光子,同时地球与月亮本身也会散发红外线,也因此, 詹姆斯·韦伯太空望远镜距离地球越近,所受到的干扰也就会越强烈。
美国航天局在进行分析以后,决定将詹姆斯·韦伯太空望远镜送去遥远的“地日拉格朗日L2点”,要知道地球与月亮的平均距离也才大概38万公里, 这台望远镜的地方要比月亮还要远。
按照计划, 它会将太阳能电池板等设备面对地球和太阳的方向 ,这些 设备的温度理论上会在88摄氏度左右 ,而它的 镜面和高敏度传感器等设备会背对太阳,温度也会低至-225摄氏度, 刚好满足它所需要的极寒低温环境。
并且工作人员还在上面安装了 遮阳板 ,更是最大程度地避免了韦伯太空望远镜受到太阳和地球的热辐射影响。
而韦伯太空望远镜 长达6.5米长的镜面也能够使得它能够接收到更加多的波段 ,发现更加遥远和更加微弱的天体,一般情况下,宇宙中高于韦伯太空望远镜背光的-225摄氏度温度的光都能被其监测到, 我们能够发现的天体也比哈勃望远镜要更多。
随着时间的推移,工作了30多年的哈勃空间望远镜已经慢慢变得“年迈”,由于设备的不断老化和越来越多的成本等问题,美国航天局 在2009年对其进行了第五次维护以后,就没有再维修哈勃空间望远镜。
在2021年6月19日,美国航天局宣布,由于 哈勃空间望远镜的计算机出现了故障 ,它已经在13日开始停机“罢工”,工作人员试图将其恢复却最终失败,就算是尝试切换备用板块也无法完成,但是望远镜本身和科学仪器都是完好的。
不管如何, 哈勃空间望远镜的未来所有人都能预料得到,不久之后它将会面临“退休”,彻底从近地轨道上离开,未来的宇宙观测的重任也就将交给詹姆斯·韦伯太空望远镜 ,我们期待着后者能带给人类更多的惊喜。
暴相减味: 哈勃望远镜啊!哈勃望远镜于1990年发射升空,一直在575公里的高度绕地球运转.哈勃与我们的距离比其他望远镜都要长,它改变了人们对宇宙起源和演变方面的传统看法,引发了天文学的革命
塔城地区13032355687: 目前世界上望的最远的天文望远镜可以看多远 - ?
暴相减味: 到截止到2020年世界上望的最远的天文望远镜“天眼”FAST(500米口径球面射电望远镜)可以看距离地球约4000光年的脉冲星. 2018年4月28日,从中国科学院国家天文台获悉,“天眼”FAST(500米口径球面射电望远镜)首次发现毫秒脉冲星...
塔城地区13032355687: 哈勃望远镜为什么能看那么远 - ?
暴相减味: 中国有句古话叫:站的高看的远.哈雷望远镜很高吧,在宇宙中~这是它的优势之一,其二,它很大,肯定比你人大!你可以想象下,你拿着双筒望远镜都能几百米外的事物了,如果你拿着哈雷呢!
塔城地区13032355687: 哈勃望远镜能看多远 - ?
暴相减味: 很远…我们所说的宇航有多大就多是通过哈勃看到的最遥远的光得到的,能看清的也很远像壮观的老鹰星座、猫眼星座…就是这样,看的在远也要等光到达我们的眼睛.看月球像我们看手上的东西当然能,现在不是有月球地图吗?你可以看一下!
塔城地区13032355687: 把哈勃望远镜对着地球会看到什么? - ?
暴相减味: “哈勃”望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜.它上面的广角行星照相机可拍摄上百个恒星的照片,其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上,1.6万公里以外的一只萤火虫都难逃它的...
塔城地区13032355687: 哈勃望远镜能看到银河系以外的景象吗??
暴相减味: 哈勃望远镜能观测到140亿光年范围内的宇宙空间,而银河系的直径约为10万光年,太阳系位于银河系距银河系中心约2.64万光年处.因此,哈勃望远镜不仅能看到银河系全部的景象,也能看到银河系以外广袤的宇宙景象.
塔城地区13032355687: ...HST),是人类第一座太空望远镜,总长度超过13米,质量为11吨多,运行在地球大气层外缘离地面约600公里的轨道上.它大约每100分钟环绕地球一周.哈... - ?
暴相减味:[答案] 天文望远镜能观测到的最远距离是200亿光年,这是总星系的范围.通常把我们观测所及的宇宙部分称为总星系.也有人认为,总星系是一个比星系更高一级的天体层次,它的尺度可能小于、等于或大于观测所及的宇宙部分.总星系的典型尺度约100亿光...
塔城地区13032355687: 哈勃空间望远镜能看到的最远距离是多少?
暴相减味: 能看到1.6万千米外的萤火虫没有什么大惊小怪的..记住能看到和能看清不是一个概念 . 你用一个好点的双筒就能看到河外星系 但是看到的大小只是一个红枣大小.但实际上此星系的直径可是上十万光年甚至更多! 所以哈勃能看到137亿光年...
塔城地区13032355687: 哈勃望远镜可以看到几百亿几千亿光年的东西,难道就不能看清楚其他星系,存在在外星球上的东西? - ?
暴相减味: 1. 哈勃超深场只能看到130亿光年以外的天体,可见宇宙的范围也就是这些,并不存在看到几百几千亿光年以外的星系.2. 哈勃望远镜的分辨率是有限的,只不过是一台口径2.4米的反射望远镜,拍摄太阳系内天体的效果也是差强人意的. 上面是哈勃拍摄的冥王星,这个分辨率和楼主所想可能落差不是一点半点吧?3. 不只是望远镜,显微镜的分辨率也是有极限的,光学显微镜能上到千倍就已经相当不容易了.而且望远镜提高分辨率更难,只有把口径做大才可以做到这一点.我们生活中的望远镜就能感受到口径的重要,相同光路系统的望远镜的价格和口径的三次方成正比.
塔城地区13032355687: 买一个 业余天文望远镜 能看到宇宙吧? - ?
暴相减味: 业余天文望远镜能让你看到月球表面,最多能让你看到火星、木星等行星的大概轮廓,连太阳系的行星都不能所有都看得清清楚楚. 目前最先进的哈勃太空望远镜最远可以看到离地球137亿光年的星系,但是也不能达到宇宙的边界.