近期,在人類的航天活動中,除中國兩位航天員再次出艙活動成功以外,另一件引人矚目的大事件就是“詹姆斯韋伯”太空望遠鏡在推遲14年后成功發射。它是由美國航空航天局、歐洲航天局和加拿大航空航天局聯合研發的紅外線觀測用太空望遠鏡,是哈勃望遠鏡的繼任者。
它的主要任務就是調查作為大爆炸理論的參與紅外線證據(宇宙微波背景輻射),即觀測如今可見宇宙的初期狀態。配備了高靈敏度的紅外傳感器等精密設備。
哈勃望遠鏡在設計之初就設定了其可觀測的波長范圍,主要是可見光、紫外線,以及一點點紅外線,范圍較小,幾乎沒有能力看到波長超過1毫米的光線的,因其作用就是為了看得更遠而不是更大的范圍,目前其能觀測到離地球最遠的星系是約134億光年外的GN-z11,這是宇宙誕生僅4億年后出現的星系。韋伯望遠鏡的主鏡口徑為6.5米,是哈勃望遠鏡的2.7倍以上,他能夠看到可見光,紅外線,擁有遠超哈勃的分辨率,能夠看到波長達到30微米的光線,并且其聚光能力也是哈勃的6倍以上,理論上韋伯望遠鏡可以看到宇宙第一個星系的形成,甚至目睹到宇宙的第一縷光。

由于韋伯是紅外望遠鏡,它需要遠離太陽、地球以致發出熱源的任何宇宙天體,要在接近絕對零度(零下273.15℃)的零下220℃環境中工作,這也是他選擇工作在地球背后的二號拉格朗日點(距地面約150萬公里,哈勃望遠鏡距地面約570公里)的原因;在望遠鏡面向太陽的一側溫度可以達到85℃,背向太陽的一側溫度可以降到零下233℃。而韋伯望遠鏡工作環境的溫度要求是零下225℃,此時,韋伯望遠鏡科幻復雜且精密的造型就起了作用,巨大的銀色底座可以有效地遮住陽光,足足有五層遮陽板,每一層的面積相當于一個網球場大小,測試中,這五層防護罩可以將望遠鏡的正面溫度到背面溫度下降300℃以上。
韋伯望遠鏡的鏡面材質選用了金屬鈹,此種金屬熱穩定好、抗彎強度高、密度低,能夠在絕對零度環境下穩定工作。同樣的,韋伯望遠鏡的打造、折疊、運輸、發射、太空中再伸展等等對精度、密度的要求都十分苛刻,比如鏡面拋光精度達到10ns。十分期待詹姆斯韋伯太空望遠鏡利用紅外技術,向人類展示更多宇宙中的奧秘。






