作為哈勃望遠鏡的繼任者,韋伯望遠鏡的性能將超出哈勃100倍,將幫助人類更進一步探索宇宙奧秘。正如負責該項目的資深科學家,諾貝爾物理獎獲得者約翰·馬瑟所言:

哈勃是將未知事物展現於人類面前,挑起了我們的求知慾;而關於這些事物的答案,我們要靠韋伯望遠鏡去探索。

韋伯望遠鏡比哈勃強在哪?接下來做個簡單介紹。要說明的是,兩者主打的觀測波段不同,哈勃主打可見光,韋伯則主打紅外光。

首先,看看兩者的主鏡片。哈勃主鏡片的直徑為2.4米。相比之下,韋伯主鏡片的直徑翻了兩倍多,高達6.5米,由18塊正六邊形子鏡片組合而成。

從總的體型上來看,韋伯望遠鏡也要甩哈勃好幾條街。哈勃的大小與一輛校巴相當,韋伯的大小則堪比一個網球場。

在工作位置上,哈勃在環繞地球的軌道上進行觀測,韋伯則將前往太陽與地球的第二拉格朗日點。

另外,還有很重要的一點。哈勃太空望遠鏡是1990年4月24日發射升空的,至今已服役了近30年,所裝配的零件和部件都是過時的,且存在一定的老化。在某種意義上來看,哈勃也算是個古董了。

最後,值得一提的是,由於項目過於龐大,韋伯望遠鏡的發射時間一拖再拖,目前的預定發射時間為2019年春季。


我們都知道,哈勃望遠鏡在天文學乃至宇宙學的發展過程中發揮了至關重要的作用,自1990年4月24日發射升空以來,哈勃已經服役近28年之久。當初哈勃望遠鏡的設計服役年限是20年,由於中間進行了多次維修和升級,哈勃一直延續工作到了現在。但是作為一個大型的太空科學儀器,哈勃總會有一天退役的。在哈勃服役的這二十多年,我們已經親眼看到了太空望遠鏡的強大威力,那麼哈勃退役之後,有沒有接任哈勃地位的下一代太空望遠鏡呢?當然是有的,這就是著名的韋伯望遠鏡。

原計劃於2014年發射升空的韋伯望遠鏡因預算等問題,發射時間一再被推遲。美國航空航天局(NASA)於2017年9月表示,韋伯望遠鏡的發射窗口繼續從2018年的10月推遲到了2019年的3月至6月之間。但我們相信,韋伯的升空距離我們不再遙遠。

作為新一代的太空望遠鏡,韋伯有很多新的升級和更新。就像我們每年都期待新的iPhone一樣,一些天文迷也相當期待新一代升級的太空望遠鏡,只不過這種期待意義要重大地多!

所以今天我們就來盤點一下韋伯望遠鏡相對於哈勃有哪些新的升級或不同。

1. 哈勃主鏡口徑2.4m,而韋伯達到了6.5m;這意味著韋伯可以探測的星系距離增加到2.7倍,而可以探測的星系空間增加到哈勃的20倍(2.7X2.7X2.7)。

2. 哈勃專註於可見光和紫外線,而韋伯主要工作在可見光紅端和遠紅外波段;這將有利於探測宇宙的紅移。

3. 哈勃由單片玻璃鏡面組成,而韋伯由18塊子鏡組成,到太空之後自動打開。

4. 哈勃在低的圓形軌道上作為地球的一顆衛星運行,而韋伯望遠鏡將被發射到地日引力平衡點,即所謂的拉格朗日點。這裡可以有效地屏蔽來自太陽、地球和月亮的輻射。

圖1. 韋伯太空望遠鏡18個反射鏡中的六個


作為哈勃望遠鏡的繼任者,簡單來說,韋伯太空望遠鏡將比它強大百倍。韋伯望遠鏡是由美國宇航局、歐洲航天局和加拿大航天局共同投資的超級天文項目,項目經費達到了驚人的80億美元,但因種種原因,使得發射時間一再推遲,從最初預計的2011年發射,之後多次推遲,目前最新計劃時間是2021年3月份。

韋伯望遠鏡比哈勃望遠鏡更加強大,而且能夠探測到更遠的宇宙並發現遙遠星系中的星球,甚至能為我們提供工具來尋找能夠維持生命存活的大氣痕迹。首先,鏡面比哈勃望遠鏡的更大,更大的採光區域意味著它能夠超越哈勃太空望遠鏡,探索更遙遠的宇宙時期。另外,哈勃的軌道距離地球較近,而韋伯望遠鏡則距離地球150萬公里。

哈勃望遠鏡能夠看到宇宙青少年時期的星系,而我們藉助韋伯望遠鏡將能夠首次追溯宇宙中最早的物體,就是宇宙的嬰兒期。

韋伯太空望遠鏡將藉助紅外線觀測宇宙,幫人類繪製宇宙圖譜,能夠為我們提供一條進一步探索宇宙的路線圖,也就是說,它將幫助我們尋找外星行星。


韋伯望遠鏡升級的地方在於觀測能力增強了不少,直徑為6.5米(21英尺),紅外波段,能夠接收來自130億年前的光,使得天文學家們能夠研究第一代恆星和星系。與哈勃望遠鏡不同的地方在於哈勃是可見光望遠鏡,升級到紅外觀測,鏡面直徑增大,可收集到更遙遠天體的微弱紅外信號,有助於研究太陽系內的行星大氣、太陽系內天體和系外行星。如果用升級可能不太全面,因為韋伯望遠鏡是全新打造的平台,不僅僅是對哈勃的升級,與哈勃相比,觀測能力是全面提升了。

但該項目的延期和預算令人擔憂,韋伯望遠鏡審查委員會將在2018年初進行獨立審查,以確定2019年6月能夠發射。毫不誇張地說,只有韋伯望遠鏡發射成功並能夠投入使用,許多科學實驗和目標才能完成。起初,國會制定的韋伯望遠鏡項目的預算為16億美元,上限為80億美元,並與2011年發射。

然而,NASA多次修訂預算(連同多次延期),到2019年發射,成本將達88億美元。一旦JWAT發射成功,她將服務於全球數以千計的天文學家。作為NASA、歐洲航天局(ESA)和加拿大航天局(CSA)的合作項目,她將開啟國際合作的新紀元。

但最讓人期待的還是JWST在科學上的表現。推遲發射的原因中相當一部分是因為集成和測試工作,這是最有可能出現問題的地方,推遲發射是可想而知的,那麼預算也會相應增加。


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