投稿|探索宇宙起源:百亿美金“鸽王”韦伯的背后故事( 五 )
然后这个技术完全应用到詹姆斯韦伯上,同时,詹姆斯韦伯又在这方面提出了一个新技术 。
之前大家上天需要带液氮,并利用它的升华带走周围物质的热能,这是消耗品 。所以之前的红外望远镜它要制冷的话,只能在两年或者五年的时间里消耗完携带的液氮,并且之后在红外波段就没有那么灵敏了 。
而詹姆斯韦伯发明了一个制冷的技术,类似一个超小型的电冰箱 。它提供电能,把里面的制冷物质压缩,再导到设备里升华吸热 。这是一个循环系统,原则上不会消耗任何制冷剂 。只要詹姆斯韦伯能正常的通过太阳风接收电能,给「电冰箱」提供电力,望远镜就可以一直在红外波端进行工作 。
《硅谷101》:詹姆斯韦伯望远镜可以工作多久呢?
吕建伟:按原先设计,这个望远镜最低指标是工作 5 年,理想状况下能达到 10 年 。但最近根据 NASA 估计,它可以工作 20 年 。最限制它运行时间的是,随身携带的燃料能够用多久 。它到达拉格朗日 L2 点时,并不是完全不动的 。它会受到太阳风的照射、微小天体的撞击,所以姿态需要调整 。它需要使用燃料、推进剂来调整姿态,但能携带的这种燃料是有限的 。
之所以现在预计可以运行 20 年,是因为它发射时轨道精准,前往 L2 点时修正顺滑,都没有消耗多余燃料,所以基本上携带的所有的燃料都可以在正式运行时使用,可运行的时间就变长了 。
龙凤:所以说现在限制它寿命的主要因素是燃料而不是制冷剂 。而像 Spitzer 它制冷剂用光了之后,在中红外波段就不能再很好地工作了 。
《硅谷101》:詹姆斯韦伯这一次发射听起来还是非常成功 。你刚提到他在运动过程中,会遇到一些微陨石的撞击 。
黑陨石的撞击会对这个望远镜的影响大吗?如果它的遮阳板被陨石撞击碎了会有很严重的后果吗?
吕建伟:这方面其实在设计时就考虑到了 。遮阳板被用非常坚韧的材料制造,要求它能扛住微陨石 。微陨石尺度其实只有几微米,与它的观测波长差不多,像一些微小的尘埃撞在上面 。原则不用担心这方面的事情 。
03 挑战重重,鸽王韦伯差点被砍《硅谷101》:它现在算是已经脱离了星链的轨道到了一个比较安全的区域吗?它的进程大概如何?
吕建伟:今天早些时候已经只剩下了不到 13% 的路程(已于美东时间1月24日下午2点抵达目的地) 。按照它现在运行的速度,应该 10 天内就可以到达预定位置了 。这个距离已经离地球和月亮都非常远了,所以不用担心地球人造天体对它的影响 。
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图|轨迹图 图源:Steve Sabia/美国宇航局戈达德
《硅谷101》:它现在整个运行情况和遮阳罩的打开都还算顺利吗?
吕建伟:挺顺利的 。之前项目的科学家总结了 344 个「失败单点」 。如果 344 个步骤中有一个步骤出错就会失败 。现在通过不断努力,只剩下不到 50 个失败单点了 。这是很振奋人心的 。
等它到达预定位置之后,为保障它能按正常指标运行,要开展为期 5 个月左右的设备调试与观测测试 。如果一切顺利,预计今年六七月份就可以正式进行科学观测 。
《硅谷101》:大概还要五个月的时间才可以回传照片 。
吕建伟:在这之前他会回传数据给少数的天文学家,以便校准仪器,但不会公开 。它在正式开始观测前,可能会拍一些非常漂亮的照片出来,以便证明望远镜工作正常 。
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