詹姆斯韦伯太空望远镜镜面（NASA：詹姆斯韦伯太空望远镜，将揭开超级地球的秘密）

本文目录

• NASA：詹姆斯韦伯太空望远镜，将揭开超级地球的秘密
• 詹姆斯韦伯太空望远镜发射入轨，它到底有多厉害
• 为什么詹姆斯韦伯望远镜的物镜看起来就像几十块高反玻璃拼在一起
• 你不知道的韦伯望远镜：看到138亿年前的星系，原来黑科技在这
• 韦伯太空望远镜的又一里程碑：完成首次多仪器对接
• 詹姆斯韦伯太空望远镜如此重要的5个原因
• 詹姆斯·韦伯太空望远镜在镜面对准时提供了绚丽的星体图像
• 詹姆斯·韦伯太空望远镜镜面被微陨石砸中
• 詹姆斯·韦伯太空望远镜将以全新视角揭示宇宙的奥秘

NASA：詹姆斯韦伯太空望远镜，将揭开超级地球的秘密

詹姆斯韦伯太空望远镜目前已经到达预定位置，并成功展开，但是后续詹姆斯韦伯太空望远镜将进行为期6个月的调试。 在调试期间，詹姆斯韦伯太空望远镜将观测北斗七星，利用稳定而易于观测的恒星，帮助詹姆斯韦伯太空望远镜将镜面焦点汇集到一点，提高观测画面的准确性。 NASA预计在6月完成调试，在一系列的观测任务中，11个超级地球的观测任务，或许可以帮助人类 探索 超级地球的秘密。 詹姆斯韦伯太空望远镜将要观测的11个超级地球，大小都在地球和海王星之间，其中有很多系外行星具有非常特殊的特征，并非简单的岩石行星或气体行星，而是介于两者之间，太阳系中并没有的行星类型。 科学家一直在通过天文观测设备寻找系外行星，虽然可以通过行星的过境现象（行星经过恒星和地球之间），寻找到系外行星，但是观测能力的限制，让科学家很难了解到这些行星的具体情况。 詹姆斯韦伯太空望远镜，将提供更强大的观测能力，利用独特的红外观测技术，或许可以帮助科学家了解太阳系之外超级地球的宜居性以及形成原因，帮助科学家获得更多类型的行星数据。 由于这类超级地球都距离地球较远，因此观测难度比较大，普通的光学望远镜很难观察到行星的细节，只能通过光谱分析，大致判断行星的大气层成分。 超级地球对于人类的未来至关重要，因此11颗超级地球的观测任务，被放置到詹姆斯韦伯太空望远镜的第一年观测计划。 詹姆斯韦伯太空望远镜虽然观测能力得到了提升，但是依旧无法直接观察系外行星的细节，但是通过更强大的观测能力，可以得到更加准确的行星光谱。 通过对行星大气层进行光谱分析，天文学家将了解到行星大气层的组成，大气层是宜居性的关键参考，行星表面拥有大气层，才能让地表留存水分，形成水循环，为生命提供充足的水资源。 詹姆斯韦伯太空望远镜的观测数据非常庞大，整个项目大约有10000人参与，当观测数据正式传回地球，将会有超过400家机构对数据进行分析。 与哈勃望远镜相似，詹姆斯韦伯太空望远镜也会长时间观测太空，因此传回的数据非常庞大，需要漫长的时间分析筛选，才能获得最为关键的数据。

詹姆斯韦伯太空望远镜发射入轨，它到底有多厉害

根据美国的宇航局传来的消息，在当地时间2021年12月22日的时候，美国宇航局新一代的观测设备，也就是詹姆斯·韦伯太空望远镜即将发射到太空中。这台望远镜一直是受到万众瞩目和期待的，可以说是人类历史上最为强大的望远镜。今天小编就来跟大家说一说詹姆斯·韦伯太空望远镜到底有多厉害。

一、詹姆斯·韦伯太空望远镜的分辨率高

美国的宇航局早在1996年的时候就开始研究这台望远镜了，也就是哈勃太空望远镜刚升空6年左右的时候，美国宇航局就已经开始铸造新一代太空望远镜。詹姆斯韦伯的观测能力比哈勃望远镜是要强很多的，因为哈佛望远镜的口径大概是2.4米左右，但是詹姆斯韦伯这台望远镜的口径达到了6.5米是之前的三倍。而且詹姆斯韦伯太空望远镜的主镜不是一块完整的镜面，而是由18块六边形的镜面拼接而成的。这台望远镜的分辨率也是相当高的，美国宇航局表示，这台望远镜能够看到月球上的一只蜜蜂，观测能力比哈勃望远镜提高了100倍。

二、詹姆斯韦伯太空望远镜的质量很轻

詹姆斯韦伯望远镜的观测能力更佳当然是一件非常好的事情，但是想要把这个望远镜发射到太空中也是非常有难度的。因为这种大型的望远镜非常重视无法进入太空的，所以宇航局的科学家们最终选择用金属铍来制作这台望远镜，铍这种金属材料是非常轻的，而且有很多优良的特**件和热的凉性的导体，没有任何的磁性，本身也非常的坚固。用这种金属来打造詹姆斯·韦伯望远镜，大大的降低了望远镜的重量，之前哈勃望远镜的重量是11吨，但是现在詹姆斯·韦伯望远镜的质量只有差不多6.2吨左右。

为什么詹姆斯韦伯望远镜的物镜看起来就像几十块高反玻璃拼在一起

詹姆斯·韦伯望远镜的镜面系统包括主镜、次镜和三镜。虽然尺寸相对较小的次镜和三镜也都很有特色，但昂贵的主镜却是结构最复杂的，由许多个子镜拼接而成的。“韦伯”的主镜直径高达6.5米，在天基望远镜中绝对算得上是巨大的。

主镜的直径的比发射它用的火箭更大。主镜被分割成18块六角形的镜片，发射后这些镜片会在高精度的微型马达和波面传感器的控制下展开。但是，此法不会跟凯克望远镜一样，不必像地面望远镜那样必需根据重力负荷和风力的影响而要按主动光学来时常持续调整镜段，故詹姆斯韦伯太空望远镜除了初期配置之外将不会有太多改变。

主镜的镜面作为全体也形成六角形，聚光部和镜面都露在外面，容易让人联想到射电望远镜的天线。另外，它的主体也不呈筒状，而是在主镜下展开座席状的遮光板。

铍镜衬底

铍镜衬底使所有子镜可拼接成传统意义上的一面镜子。衬底厚度约为5cm，“前”反射面被高度抛光，“后”面被精密加工成比实心结构更轻的“蛋架型”结构。

反射面的表面粗糙度小于20nm，镀上的一层纯金薄膜也是为了提高其反射红外光线的能力。选择铍材料是因其极高的刚性和轻质特性，在“韦伯”极寒的运行温度下不易发生形变。

铍传力部件

铍衬底的另一面被安装在三角形、蛋架型的铍传力部件上。每个传力部件长约60cm、宽30cm，可用于分担来自底层结构的负载，来减少镜面失真。

铍三角构架

铍三角构架（BDF）是18块子镜的主要中间结构，三角形的构架宽约76.2cm，连接在作动器与反射镜、衬底或传力部件之间。

作动器

作动器是由精密马达和齿轮构成的精细结构，用于移动和调整反射镜表面形状。作动器可使18块子镜精确排布，像一面整镜一样对宇宙中的某一物体进行会聚成像。

18块子镜各含6台用于移动和转动作动器，全部子镜可利用作动器排布成一面巨大的整镜。另外，每块子镜都搭载一台特殊的作动器，一边直接连接镜背面中心，另一边通过长、薄的铍结构连接镜边缘。每台作动器可使18块子镜拥有完全相同的“曲率中心”，确保它们的焦点重合。

这些镜面作动器是“韦伯”众多新发明中的一个。它们能够通过纳米尺度的微小位移使镜面具备最佳的光学性能。另外，这些作动器必须在只比绝对零度高几十度的极端“制冷”温度下运行。

当“韦伯”在太空展开并冷却到运行温度后，地面站的工程师们将向所有作动器发送指令来调整所有的镜面，这一过程耗时两个月。随后，一旦“韦伯”开始全面运行并进行科学观测，每10到14天就要进行一次镜面调校工作。借助这项新技术，“韦伯”将成为首台采用主动控制拼接主镜的天基天文台。

接口柔性部件

底板接口柔性部件（BIF）接口将主镜连接到望远镜底板上，该底板支撑主镜全部的18块子镜。精密加工而成的柔性部件像精致的弹簧一样，可承受从室温到零下190度的温度变化引起的热胀冷缩。

除了这些连接到底板上的，每块子镜上的还有很多这种柔性部件。

你不知道的韦伯望远镜：看到138亿年前的星系，原来黑科技在这

2021 年12月25日，在巨大的轰鸣声中，一台价值上百亿美元的机器带着全人类的希望飞上了天。 自原定于2007年发射至今，它整整延迟了近十五年才成功发射，也因此获得了鸽王之称。 尽管如此，科学家仍认为它将改变我们对宇宙的认知。它就是人类的火眼金睛：詹姆斯.韦伯太空望远镜。 从险些放弃项目到如今 探索 宇宙的最强武器，韦伯望远镜能看到宇宙大**之初的景象吗？ 为什么那么多科学家都认为它极有可能发现外星生命呢？ 这里是宇宙一号 探索 者，带你了解不为人知的詹姆斯.韦伯太空望远镜。 太空望远镜虽然能够看到百亿光年之外的景象，但它的寿命也非常短暂。于是在哈勃望远镜升空六年后，美国宇航局再次建立一个精密的新式太空望远镜项目， 为了纪念宇航局第二任局长詹姆斯韦伯在阿波罗计划中的突出贡献，最终决定该项目以詹姆斯韦伯命名 。从诞生之日，詹姆斯韦伯望远镜就被给予了厚望。它将作为哈伯的继任者，看到138亿年前宇宙大**之初的情形。 要想看得足够远，望远镜的镜片就必须足够大。最初主镜面的设计直径是四米，但时任项目首席科学家的丹尼尔.戈丁认为还是太小了，于是将镜面直径提到了八米。理想固然美好，现实却遭到了 预算不足的问题，不得已之下最终八米的主镜片缩小到了6.5米 ，这也是能够看到宇宙大**第一缕光线的最低要求了。即便如此，韦伯望远镜的主镜面直径依然 达到了哈勃望远镜的三倍 ，依然可以秒杀掉哈勃。 詹姆斯韦伯望远镜最终要升上太空，就要被装在阿丽亚娜五型火箭的运输舱中，但6.5米的镜片超过了货舱的尺寸限制。 所以科研人员决定把镜片加工成十八片一模一样的六边形 ，放入货舱时折叠，到了太空中再展开。这就对镜片材料提出了很高的要求，因为韦伯望远镜的工作温度环境是零下220摄氏度， 这就要求材料的抗弯度极高，并且材料还不能吸收望远镜发出的热量，所以它必须热导率高，最后为了尽可能的轻盈，它还要密度低。 如此苛刻的条件下，还是有胜任者脱颖而出， 它就是碱土金属铍。这是军工行业特别重要的金属，洲际导弹的导航设备核心原料就是它 。但铍需要更多时间的抛光，因为在切割过程中，金属表面会有向上弯的趋势。镜片如此精密的部件不允许有任何的瑕疵，所以必须通过酸腐蚀或者用锋利工具小心翼翼地去除会导致弯曲的金属层。 并且在零下220摄氏度的环境中，即便是铍也会有极其细微的变形.工程师还要额外抛光，来抵消在太空中会发生的变形。 最终抛光的精度达到了不超过十纳米 ，十纳米是什么概念？它只相当于几十个原子摆在一起的宽度。精度达到了哈勃望远镜的三倍。 镜片的问题解决了，但紧接着工程师们还要面临如何让望远镜保持低温的难题。在宇宙中，只要物质的温度高于绝对零度，它就会散发红外线。而来自遥远星系的红外光就已经十分微弱了， 在镜片本身发出的红外光下，很可能会难以观测深空中的光 。这就像在十分明亮的灯光下，我们看不见萤火虫的光亮。 为此，工程师们特别为韦伯设计了遮阳板，它由五层薄膜组成，长22米，宽12米，面积相当于一个网球场大小。 但即便这么大，它最厚的地方也才50微米。 遮阳板把韦伯望远镜分成了两部分，一部分面朝太阳，这里有太阳能电池板，能够吸收太阳的光热来供电，经过遮光罩的反射，最高温度可以达到85度。另一侧则背对太阳， 这侧的遮光罩可以把辐射温度降低300摄氏度以上 ，来保证探测的镜片能够达到绝对零度。 除过对望远镜本身下功夫以外，它还被舍近求远地放到了距离地球150公里以外的拉格朗第二日点。一方面为了保持低温，在这里韦伯可以永远地处于地球的阴影中。 另一方面它可以不受地球和太阳的热源干扰 ，也就是说它是目前我们力所能及的最佳观测点。并且在地球和太阳引力的共同作用下，詹姆斯韦伯望远镜可以处在一个相对稳定的轨道， 能够节省大量燃料 。 自1996年至发射之日， 詹姆斯韦伯望远镜共计投入了近98.7亿美元 。巨大的投入和漫长的等待，最终换来了人类有史以来的最强之眼。众多黑 科技 之下，它将带我们看到宇宙中的第一束光，甚至有望直接观测到外星人。不久之后韦伯望远镜就会“睁开双眼”，你认为它最先看到的会是什么呢？

韦伯太空望远镜的又一里程碑：完成首次多仪器对接

NASA的詹姆斯-韦伯太空望远镜的镜子与科学仪器对准的第六个阶段已经结束，这为它们能够创造出最准确和最集中的图像做好了准备。 在中红外仪器(MIRI)继续冷却的同时，光学团队已经成功地将天文台的其他机载仪器跟韦伯的镜子对准。

由于之前的对准工作非常得精确，以至于团队得出结论--在第七也是最后一个阶段之前没有必要对副镜进行额外的调整，这将涉及到MIRI在完全冷却之后。

Ball Aerospace韦伯波前感应和控制科学家Chanda Walker说道：“作为一般规则，调试过程从粗调开始，然后进入细调。然而早期的副镜粗调非常成功，以至于第六阶段第一次迭代中的细调是不必要的。这一成就要归功于多年的规划和波前传感团队之间伟大的团队合作。”

在整个对准过程的大部分时间里，韦伯的18个六角形镜面和副镜面都只对准了近红外相机(NIRCam)仪器。在完成这一最新步骤后，天文台现在跟精细制导传感器(FGS)、近红外无缝隙光谱仪(NIRISS)和近红外光谱仪(NIRSpec)及NIRCam对准。

一旦MIRI在未来几周内完全冷却到其低温工作温度，它将进行第二次多仪器对准，进而在需要时对仪器和镜子展开最后的调整。当望远镜完全对准并能向每个仪器提供聚焦的光线时，团队将举行一次关键的决策会议以确认詹姆斯-韦伯空间望远镜对准工作的结束。然后，团队将从对准工作过渡到调试每个仪器进行科学操作，预计将在今年夏天开始。

詹姆斯韦伯太空望远镜如此重要的5个原因

詹姆斯韦伯太空望远镜的全尺寸模型 - 有史以来最强大的光学和红外空间天文台 - 在德克萨斯州奥斯汀展出。（照片：Chris Gunn / NASA）

许多科学家认为，宇宙中的另一个行星就像地球一样，找到它的真正搜索即将开始。

詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）已经完全组装并将很快准备好进行测试 - 它将比其前辈更强大，并且能够进一步 探索 太空以发现遥远星系中遥远的行星。它甚至会为我们提供搜索可以维持生命的氛围迹象的工具。据NASA称，它计划于2021年3月发射升空。

当然有更大的地球望远镜，但正如其名称所暗示的那样，JWST将在大气层上方漫游，提供更加强大的天空无障碍景观，甚至比 历史 悠久的哈勃太空望远镜所能提供的还要多。由美国宇航局与欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CSA）联合资助的红外韦伯望远镜重达6公吨，将从地球轨道运行150万公里。它拥有许多新的技术进步，包括可展开的遮阳板和折叠式分段镜。

“要去最早的星系，我们需要一个更大的镜子，那个更大的镜子必须看更大的光线，”天体物理学家布莱克布洛克说，他是该项目承包商诺斯罗普格鲁曼航空航天系统的主管。“它也必须保持冷却 - 零下400华氏度 - 所以它有一个像网球场一样大小的防晒罩，作为一个巨大的沙滩伞，”她补充道。“它就像100万瑞士法郎，阻挡了太阳的光芒。”

2016年1月在帕萨迪纳举行的电视评论家协会会议期间，布洛克参加了2016年纪录片“望远镜”中的特色，参加了 探索 频道的新闻发布会。她解释了为什么JWST是如此令人印象深刻的努力：

它很强大。 “它是有史以来最大，最强大的望远镜。它在地面上有大型望远镜，但没有任何这种性质和太空复杂性。放下手，它是那里最强大的东西。” 韦伯是哈勃的继承者，它的功能强大了100倍。Webb 望远镜网站解释说，韦伯还有一个比哈勃更大的镜子：“这个更大的光线收集区域意味着韦伯可以比哈勃望远镜能够做得更远。”哈勃望远镜处于一个非常接近地球的轨道上，而韦伯将在150万公里之外。“

这是各种各样的时间机器。 “哈勃，当被推到最大时，可以看到年龄段的青少年星系。我们希望看到婴儿，”布洛克说。“通过韦伯，我们将能够及时看到宇宙中最早的物体。也是第一次，我们将能够描绘围绕其他恒星，远处系外行星的其他行星的特征，并看到如果有海洋，大气层，那里有什么化学元素。“

它将帮助我们绘制宇宙图。 “韦伯望远镜无法果断地说明行星上确实存在生命，但它开始绘制出那个空间并说”那可能是那里的海洋“，这为我们提供了进一步 探索 的路线图并且真的在调查。“ 韦伯将用红外线观察宇宙，这很重要，因为新形成的恒星和行星隐藏在吸收可见光的尘埃后面 - 但红外线可以穿透那些尘埃。

技术人员在2014年展开和分离测试期间检查詹姆斯韦伯太空望远镜的遮阳罩。（照片：美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜 / Flickr）

它可以帮助我们找到下一个地球。 “我们正在计划调查宇宙中暗能量的本质，并了解这些非常古老物体的性质。并且围绕其他太阳的行星特征使我们走上了寻找那里是否还有另一个地球的道路。” 根据Space.com的说法，韦伯还将协助寻找系外行星，这是哈勃所做的，但不是为此而设计的。

这是一场技术政变。 “它有可能从根本上重写我们的教科书，因为它会增加我们对宇宙的看法，”布洛克说。“我们将能够更好地掌握我们所生活的宇宙。技术方面，我们已经看到了这些影响。”

构建望远镜镜子的诺斯罗普格鲁曼不得不覆盖新的地面，因为从未创造出精确的镜子。

“我们发明的技术正被眼外科医生使用，因此有实实在在的好处。我们也在计算机水平上学习东西。我们在理解可部署性方面取得了巨大进步 - 我们如何将这个巨大的防晒罩当作一个大小的网球场并折叠起来。“

2010年，一名技术人员检查詹姆斯韦伯太空望远镜的镜面板。（照片：美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜 / Flickr）

韦伯将拥有一个直径为6.5米的主镜，这个镜面的收集面积是当前一代太空望远镜可用镜面的七倍。根据Webb网站的说法，Webb将具有比哈勃望远镜相机更大的视野，并且比红外斯皮策太空望远镜具有更好的空间分辨率。

JWST计划于2018年推出，但NASA已将其推回数次，理由是需要更多时间来集成和测试组件。NASA宣布，航天器元件和望远镜本身都通过了2019年5月的关键测试里程碑，正在进行最后的热真空测试，以确保他们的硬件能够应对他们在太空中遇到的极端条件。

詹姆斯·韦伯太空望远镜在镜面对准时提供了绚丽的星体图像

据CNET报道，本月早些时候美国宇航局（NASA）分享的首批詹姆斯·韦伯太空望远镜图像是由来自18个不同镜片的18个版本的同一颗星组成的。 周五，NASA再次分享了这颗恒星的视图，但这次是一颗单一的、闪亮的天体。

建造和发射一个大型的、复杂的、新一代的太空望远镜是一回事。通过复杂的部署来指导它，使它能够正确地观察宇宙，则是另一回事。韦伯正处于一个多阶段的镜子对准过程中，到目前为止进展顺利。NASA的目标是让韦伯的许多镜子像一个整体一样工作。

韦伯团队发布了一张GIF图，显示了分段对准前后的图像。你可以看到恒星如何更清晰地聚焦。

下一个阶段是“图像堆叠”。NASA表示：“该团队每次激活六组镜子，并命令它们重新将光线指向重叠，直到所有的星光点都相互重叠。这就是我们如何得到了单颗恒星的镜头。”

韦伯团队将继续对镜子进行微调，以 “在未来几周内使单一的星光点逐渐变得更清晰、更集中”。镜子调整过程于2月初开始，预计将持续三个月。每一个成功的步骤都使韦伯更接近于全面运行。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是NASA、欧空局和加拿大航天局的一个联合项目。它正准备凝视早期宇宙的中心。让韦伯离开地面并进入太空是一个漫长的旅程，其中充满了延误，并最终以2021年底的戏剧性发射而告终。

詹姆斯·韦伯太空望远镜镜面被微陨石砸中

NASA戈达德太空飞行中心技术副项目经理Paul Geithner表示，韦伯太空望远镜将不得不应对太空环境，其中包括来自太阳的强紫外线和带电粒子、来自银河系的宇宙射线，以及太阳系内微流星（微陨石）的“偶尔撞击”。 研究人员将引起此次撞击的微陨石描述为“以极端速度飞行的尘埃大小的颗粒”。实际上，在打造韦伯太空望远镜之初，其镜面就被设计成能够承受来自围绕太阳-地球L2点轨道中“不速之客”的撞击。 此外，在韦伯太空望远镜正式升空之前，工程师还进行了相关模拟和实际撞击测试。但此次撞击的影响要比模拟时大，也超出了团队此前实际测试的范围。 Paul Geithner介绍，在设计和建造韦伯太空望远镜时，已为其留了足够的性能余量（包括光学、热学、电气和机械等），以确保望远镜在太空中多年后仍能执行科学任务。 他还提到，韦伯太空望远镜能够感应和调整镜子位置，以校正撞击造成的一些扭曲。目前，工程师已对受影响的位置进行调整，而这种操作将成为整个飞行任务中望远镜监测和维护的一部分。 NASA表示，这次撞击不是流星雨的结果，目前被认为是不可避免的偶然事件。一个专门的工程师团队已经成立，并开始研究如何减轻微陨石撞击影响。 韦伯光学望远镜元件经理Lee Feinberg表示，他们将根据此次飞行数据来更新对望远镜性能的分析，并开发操作方法，以确保在未来许多年内最大限度地发挥韦伯太空望远镜的成像性能。 白爽 校对 赵琳

詹姆斯·韦伯太空望远镜将以全新视角揭示宇宙的奥秘

经过长时间的延迟，下一个将取代哈勃的大型太空望远镜预计将于 2021 年 12 月 22 日发射：詹姆斯韦伯望远镜。它是 NASA（ 美国宇航局 ）、ESA（ 欧洲航天局 ） 和 CSA（ 加拿大航天局 ） 之间的联合项目。

根据计划，原本应该在12月18日发射。根据美国宇航局的信息，由于 将詹姆斯韦伯太空望远镜固定在运载火箭上的夹带突然意外释放，导致设备产生振动。现在正在进行额外的测试 检查 ，以确保望远镜在该事件中没有损坏。

此次发射将使用 欧洲阿丽亚娜 5 号发射器 ，从南美洲东北海岸法属圭亚那的欧洲太空港库鲁发射。

NASA 总部韦伯项目主任 Gregory L. Robinson 在一份新闻稿中说：“詹姆斯·韦伯太空望远镜在发射后将成为世界领先的太空研究天文台。韦伯将系统解决我们太阳系中的一系列谜团，看看其他恒星周围的遥远世界， 探索 我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。我期待着这重要的一天和即将到来的惊人科学发现。”

JWST 项目构思于 1990 年代，最初计划于 2002 年进行。然后开始被一次又一次地推迟。2018年，美国宇航局NASA终于宣布需要更多时间来组装这台巨型望远镜。原本计划的成本早已增加了许多倍。

詹姆斯 · 韦伯太空望远镜 (JWST) 旨在 探索 宇宙的早期。红外望远镜被认为是目前绕地球运行的哈勃太空望远镜的后继者。

新望远镜的尺寸非常巨大： 詹姆斯 · 韦伯太空望远镜 (JWST) 大约相当于一个网球场。望远镜的遮阳罩尺寸为 12 x 22 米。

望远镜最重要的部件之一是主镜。仅在空间中展开的 18 个部分组成。它们一起直径约为6.5米，面积约为25平方米。

詹姆斯 · 韦伯太空望远镜 (JWST) 的镜面由易于分解的 铍 制成，

由于运载火箭的有效载荷有限，所有组件都必须尽可能轻。如果 JWST 的镜子是由带有金属涂层的玻璃制成的，就像哈勃望远镜一样，那么整个东西将不可能运输。

铍还有第二个优势：它具有非常高的导热性，同时几乎不会对温度变化做出反应。这是反射镜对齐及其曲率的决定性特性，其调整到几乎是纳米精度。虽然其他金属在加热时会膨胀并在冷却时再次收缩，但铍在太空的低温下在很宽的范围内保持稳定。

但是成品镜子仍然缺少一些关键的东西：镀金。因为只有这层 100 纳米的贵金属薄层才能确保传入的红外辐射几乎被完全反射，并可以聚焦在副镜上。

该望远镜的设计寿命仅为 10 年左右。这已经包括五年的延期，因为在那之后驱动器将耗尽燃料。由于它只能在-233度的温度下工作，并且不应受到来自太阳或地球的红外线的任何干扰，因此必须将其放置在150万公里的距离（拉格朗日点L2）。在那里望远镜跟随着地球的轨道。需要燃料来保持位置。

为了使望远镜不被太阳加热，美国宇航局的科学家们研制了一种五层遮阳伞。一方面，该遮阳板可以阻挡太阳的热量和红外线，同时可以阻挡位于“下方”的供电单元与由 18 个部分组成的镜子之间的温差。为了让直径为 6.5 米的望远镜和它的遮阳罩装入运载火箭，它们必须折叠起来收起来，然后在太空中才能再次展开。 14天。一切都需要进行大量测试才能正常工作，因为当它在太空中被移除时，任何东西都无法修复。所以开始时的震颤是合理的。

约瑟夫·路易斯·拉格朗日 (Joseph-Louis Lagrange) 命名的点是由两个天体（例如地球和太阳）组成的系统中的五个位置，在这些位置发生引力平衡并且物体在没有推进的情况下保持自身。五个点之一的月亮或卫星在同一轨道上与地球一起绕太阳运行。拉格朗日点 L1 和 L2 位于地球-太阳的连线上，作为一个质量较小的物体靠近地球。L3 在太阳的另一侧，L4 和 L5 在它们的轨道上“跑”在地球前后。

宇宙自大**以来一直在膨胀，这也导致了数十亿年来一直在向我们传播的辐射的膨胀。结果，遥远星系和恒星的光谱从紫外线或光学范围转移到更长波的红外线——韦伯望远镜可以用它的大镜子和光学仪器拍摄的正是这个范围。

迄今为止，已知最古老的星系距大**仅 5 亿多年。但第一批星系何时开始形成仍不清楚， 詹姆斯 · 韦伯太空望远镜 (JWST) 将首次展示第一批恒星和星系的形成时间以及它们的样子。这也可以澄清一些类星体和星系如何在这个早期变得如此巨大。

此外，由于其高光输出和锐利的光学系统， 詹姆斯 · 韦伯太空望远镜 (JWST) 不仅可以对遥远的恒星和星系进行成像，还可以高分辨率地分解它们的光谱。这是通过其两个光谱仪 MIRI 和 NIRSpec 实现的，它们在中红外和近红外波段工作。后者有近 250000 微孔，辐射只能从某些图像部分进入。

但是观察红外线还有另一个优势：宇宙中的许多过程都被密集的尘埃云所包围。例如，通过它们，在可见光下无法看到新恒星和行星的形成，灰尘遮蔽了视线。另一方面，长波红外辐射穿透这些云。因此， 詹姆斯 · 韦伯太空望远镜 (JWST) 可以首次揭示恒星形成的最早阶段，并最终揭示我们太阳系的史前史。

另一个领域是近距离观察我们银河系附近的一些星系。大多数这些矮星系都非常微弱，因此很难用普通望远镜观察到细节。然而， 詹姆斯 · 韦伯太空望远镜 (JWST) 锐利的“眼睛”可以精确地描绘出这些星系及其恒星的运动。这可以揭示这些星系如何相互作用以及它们如何合并成为更大的星团。

行星研究人员还特别的希望与新的太空望远镜联系在一起。因为有了它，将有可能第一次分析系外行星的大气成分——并寻找外星生命的化学特征。NIRISS 仪器是专门为此设计的 - 一种近红外光谱仪，可屏蔽来自中央恒星的过度辐射光。这使他能够捕捉和分析这颗行星的微弱得多的光芒。

詹姆斯 · 韦伯太空望远镜 (JWST)距离地球相对较近，因此 NASA 可以期待高数据传输率。该望远镜将主要收集红外范围内的数据，但也会拍摄可见光谱中的图像。它的传感器比哈勃太空望远镜的传感器更灵敏，并且凭借其巨大的镜子，它可以收集多达十倍的光。这就是为什么詹姆斯 · 韦伯太空望远镜 (JWST)将比哈勃望远镜更深入地了解宇宙的过去。

詹姆斯·埃德温·韦伯 1906 年出生于北卡罗来纳州，学习教育，后来成为一名飞行员。然后他学习法律并为华盛顿的各种政治家工作。从 1944 年起，他作为飞行员参加了第二次世界大战。

战后他回到华盛顿，在财政部和哈里·S·杜鲁门总统工作。1961 年——在一家石油公司的一段插曲之后——他接受了美国宇航局局长的职位。

韦伯对火箭技术知之甚少，但通过他在华盛顿的多年工作，他在政治上有很多人脉。他想让约翰·肯尼迪的愿望成真：在 1970 年前将第一位美国宇航员送上月球。为此，他向金融家和决策者求助，直到他最终启动了阿波罗计划。

在 1960 年代后期，美国宇航局面临越来越大的逆风。太空梦想家约翰肯尼迪去世了，美国正处于越南战争中，公众质疑登月梦想是否真的值得数百亿美元。

1968 年 10 月，詹姆斯·韦伯 (James Webb) 感到沮丧，辞去了局长职务。几个月后，即 1969 年 7 月 20 日，阿波罗 11 号**月球。詹姆斯·韦伯于 1992 年去世。

往期干货文章：

宇宙属于全人类？美国人首次在太空提出索赔？谁给他的权利？

人类 探索 宇宙的梦想从未放弃，国际空间站的前世今生(上)

谁将征服太空权？俄罗斯人迈出第一步，美国人也在效仿

太空属于谁？美苏太空竞赛？

去太空旅行 月球、火星：一场“星际之战”迫在眉睫？

计划花光千亿资产，为了实现心中的梦想 -埃隆·马斯克的传奇人生

全球八大亿万富翁排名（下）

从全球八大亿万富翁身上，我们能学到哪些赚钱秘诀？（上）