讓我們先認識一下這新舊兩代望遠鏡。

哈勃望遠鏡

發射于于1990年,已在地球軌道上運作了二十幾年的時間,它是NASA的最偉大成就之一。

原本在設計之初,哈勃望遠鏡的使用壽命只有5年,但是歷經了1993、1997、1999、2002、2009年5次維護大修之後,哈勃望遠鏡相當於超期服役了22年,直至今天都沒有準確的退役日期。

2009年,亞特蘭蒂斯號飛船飛向了哈勃望遠鏡,這是也是最後一次的維護任務,除了進行據說可以保障哈勃望遠鏡自由轉動50年的重大升級之外,就是被安裝了一枚小型推進裝置,以便讓哈勃能夠受控墜入大氣層完成悲情的退役儀式。只要哈勃望遠鏡的系統可以運轉,他們就會讓其繼續在地球軌道上為人們服務。另外還表示,他們預測哈勃望遠鏡將最久可以運轉6年甚至更久時間。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

它的接班人,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡原本計劃今年就發射升空。但是NASA最近表示,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的發射窗口將推遲到2019年的3月至6月之間。

耗資87億美元的韋伯望遠鏡要比哈勃強大太多了,鏡頭收集光線的區域比哈勃大6倍,還能在近紅外波段工作,還能在接近零下273.15攝氏度的絕對零度環境中運行。

韋伯望遠鏡是年富力強、視野開闊的代名詞。可是原本應該在2014年升空接班的韋伯,歷經了幾次的發射推遲,原因有兩方面。

一方面是近幾年美國用於航天技術的預算逐年縮減,另一方面韋伯望遠鏡的複雜技術也是一個相當重要的原因。

NASA解釋說,韋伯望遠鏡所使用的遮光板體積和複雜性遠超多數的太空探測器,僅打開關閉遮光板的設備就多達100多個,另外,考驗望遠鏡穩定性的振動測試也需要很長的時間。

所以就被推遲到了2019年,計劃從法屬蓋亞那庫魯航天中心用歐洲的阿麗亞娜5型火箭發射升空。

雖然NASA計劃在2018年發射詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,但是這並代表不NASA就放棄了哈勃望遠鏡,反而他們希望兩個望遠鏡能夠和諧地工作在一起。

有的,哈勃太空望遠鏡(HST)的繼任者就是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)。事實上,哈勃早該退役了,它在1990年發射升空,設計壽命只有15年左右。由於遲遲沒有後繼者,哈勃只能一次又一次的超期服役。自哈勃升空以來,已經進行過五次維修任務,所以哈勃一直能夠服役至今。

作為哈勃繼任者的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,它的口徑達到了6.5米,大約是哈勃的2.7倍。不像哈勃的筒狀結構,韋伯的鏡面是由18塊六角形鏡片組合而成,整個面積大約是哈勃的7倍,所以新一代望遠鏡將能夠看到更為暗淡的天體,比如剛剛形成的恆星和行星,以及宇宙中最早形成的星系。

此外,韋伯在紅外波段的觀測能量將會大幅提升。由於哈勃無法隔絕熱量,所以在紅外波段的觀測能力較弱,很容易受到熱量的干擾。韋伯設計了專門的遮陽裝置,能夠隔絕外部熱量,使望遠鏡在極低溫下工作,從而更好地觀測來自宇宙中的紅外線。

另一方面,韋伯將會被送往距離地球150萬千米的第二拉格朗日點(L2),與地球保持相對靜止。所以韋伯一直躲在地球的背後,從而能夠更好地隔絕紅外干擾。有了更強的紅外觀測能力,韋伯將能穿透宇宙中的氣體和塵埃,看到此前無法看到的地方。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的工程浩大,目前已經耗資88億美元,而哈勃的耗資大約為25億美元。由於第二拉格朗日點遠離地球(地月平均距離約為38萬千米),如果想要像哈勃那樣派遣宇航員去修理是不可能的,所以為了確保萬無一失,必須要在地面對望遠鏡進行嚴苛的測試。雖然早在1996年就已經提出建造新一代望遠鏡的計劃,但經過再三的延期發射,目前的發射時間已經推遲到了2019年。


哈勃望遠鏡退役後當然是韋伯望遠鏡取代它,我們先來看看哈勃所拍攝的圖像:來自哈勃空間望遠鏡和智利的托洛洛山美洲際天文台的原始圖像,後來合併為一張最終的船底座星雲圖像

以下是原始圖像:

(a)哈勃空間望遠鏡在氫原子輻射波段拍攝的高解析度圖像

(b)地面望遠鏡在硫原子輻射波段拍攝的圖像,被指定為紅色的色調

(c)地面望遠鏡在氫原子幅射波段拍攝的圖像,被指定為綠色色調

(d)地面望遠鏡在氧原子輻射波段拍攝的圖像,被指定為藍色色調。

從哈勃圖像可以看出,我們的照相底片往往是黑白的(現在的電子底片也是黑白的),天文學家會使用不同的濾光片,只讓某一種波長(顏色)的光透過,並在照相底片上成像,因為特定波長的光往往代表了天體中的某種元素或者物理/化學過程,對於科學家來說,這種看起來更「單調」的圖像數據其實更有意義。

為了向公眾展示通常無法看到的美麗的宇宙,天文學家有時會把這些在不同波長下拍攝的照片疊加起來形成一副彩色的圖像,對於原始的圖像,都是黑白的,甚至有的是在不可見光波段拍攝的。我們可以將不同波段的圖片分別賦予紅綠藍等顏色,再疊加在一起,就形成了我們平時看到的美麗的天文圖像。下一代韋伯望遠鏡的原理也是這樣,側重在紅外波段上觀測宇宙。

所以說,有些圖像有的可能在顏色上是假的,但是確實反映了這個天體真實的結構,甚至反映出了許多我們用眼或直接拍照都辨識不出來的細節,可以說是更加真實。


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