30天150萬(wàn)公里，韋布望遠(yuǎn)鏡抵達(dá)終點(diǎn)成功入軌，18鏡合一進(jìn)行時(shí)
半年后開(kāi)始拍攝照片
行早 曉查 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號(hào) QbitAI
經(jīng)過(guò)了30天的旅程，在航行了146萬(wàn)公里之后，全球第一“鴿王”、耗資100億美元的韋布望遠(yuǎn)鏡終于到達(dá)了目的地：日地第二拉格朗日點(diǎn)L2。
這臺(tái)耗費(fèi)巨資的太空望遠(yuǎn)鏡，經(jīng)歷了各種艱險(xiǎn)，終于平安抵達(dá)目的地，廣大天文愛(ài)好者心里的石頭終于落地了。
最激動(dòng)的恐怕當(dāng)屬NASA局長(zhǎng)，他在官方聲明中祝賀韋布：“歡迎到家”。
網(wǎng)友們也是等不及要看韋布拍下的第一張照片了：
這一路上，韋布需要先部署遮陽(yáng)板、太陽(yáng)能電池以及18面鏡子，每一步都必須精確無(wú)誤，畢竟它沒(méi)有任何修補(bǔ)的機(jī)會(huì)。
韋布望遠(yuǎn)鏡展開(kāi)關(guān)鍵的遮陽(yáng)板
當(dāng)然，韋布望遠(yuǎn)鏡“跋山涉水”跑了這么遠(yuǎn)，也不是白跑的。這個(gè)最終的安家位置里頭門道不少。
第二拉格朗日點(diǎn)真有講究
韋布望遠(yuǎn)鏡目的地L2拉格朗日點(diǎn)有什么講究？
在航天領(lǐng)域，L2是一個(gè)極為特殊的地點(diǎn)，航天器在這一點(diǎn)受到地球和太陽(yáng)引力之和剛剛好，能讓它和地球同步繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。
這樣韋布就是一直伴隨著地球，隨時(shí)向地球傳送信號(hào)了。
其次，穩(wěn)定在L2點(diǎn)的韋布能始終保持太陽(yáng)、地球、月球在其同一側(cè)。
因?yàn)轫f布望遠(yuǎn)鏡的任務(wù)是探測(cè)遙遠(yuǎn)物體的紅外信號(hào)，而任何物體都會(huì)發(fā)出紅外線，包括太陽(yáng)、地球、月亮等等。
為了屏蔽這些熱源的干擾，最好讓這些天體都位于韋布的同一側(cè)。
然后再用多層由反射材料Kapton組成的遮陽(yáng)板保護(hù)，讓它盡可能地反射來(lái)自其他熱源的干擾。
這樣一來(lái)，即使向陽(yáng)面（下圖左側(cè)）達(dá)到85攝氏度，望遠(yuǎn)鏡（下圖右側(cè)）也能在零下233度的環(huán)境下正常運(yùn)行。
這么看來(lái)，L2點(diǎn)確實(shí)是韋布的理想選擇。
不過(guò)，有一點(diǎn)和理想情況有些出入，那就是如今韋布的位置并不是精確的L2點(diǎn)，而是在附近“徘徊”。
根據(jù)物理學(xué)的推算，L2點(diǎn)只是一個(gè)不穩(wěn)定點(diǎn)。具體原因請(qǐng)看下圖：
圖中箭頭表示引力場(chǎng)中的受力方向，如果韋布在日地連線方向上受到了微小的擾動(dòng)，就會(huì)離L2越來(lái)越遠(yuǎn)。
所以韋布需要攜帶燃料隨時(shí)修正位置。
因此韋布所在的軌道實(shí)際是一個(gè)繞L2點(diǎn)的橢圓軌道：
而這樣的軌道運(yùn)動(dòng)需要消耗一定的燃料來(lái)維持，因此韋布望遠(yuǎn)鏡的壽命是有限的。
第一張照片今夏拍攝
在抵達(dá)目的地之后，接下來(lái)的三個(gè)月韋布需要進(jìn)行一些初始的光學(xué)檢查和望遠(yuǎn)鏡校準(zhǔn)。
首先，韋布會(huì)利用精細(xì)導(dǎo)航傳感器，先將望遠(yuǎn)鏡指向一個(gè)明亮的恒星，來(lái)演示鎖定目標(biāo)的能力，并使用NIRcam（近紅外相機(jī)）來(lái)獲取數(shù)據(jù)。
但是目前主鏡的18個(gè)鏡片尚未對(duì)齊，所以目標(biāo)恒星的照片還是18個(gè)分立的扭曲圖像，后續(xù)的對(duì)齊和校準(zhǔn)還會(huì)持續(xù)到4月。
在發(fā)射后第五、第六個(gè)月，韋布將完成所有儀器的校準(zhǔn)和調(diào)試，還會(huì)先拿我們太陽(yáng)系中的小行星、彗星、衛(wèi)星等目標(biāo)小試牛刀，來(lái)展示它的移動(dòng)跟蹤能力。
這些早期觀測(cè)都會(huì)在調(diào)試結(jié)束后立即發(fā)布。
而半年之后，韋布會(huì)正式開(kāi)始執(zhí)行科學(xué)任務(wù)。
就在今年夏天，我們可以一起期待最強(qiáng)的空間望遠(yuǎn)鏡韋布傳回的第一張圖片了。
參考鏈接：
[1]https://www.npr.org/2022/01/24/1075437484/james-webb-telescope-final-destination
[2]https://jwst.nasa.gov/content/about/orbit.html
- 吳恩達(dá)新動(dòng)作：建立全新機(jī)器學(xué)習(xí)資源Hub，「以數(shù)據(jù)為中心的AI」大本營(yíng)2022-02-17
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韋布望遠(yuǎn)鏡“上路”前最難一步完成
