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公布首批全彩宇宙深空图像后,詹姆斯・韦伯太空望远镜下步计划是什么

来源:本站 作者:佚名 时间:03-27 手机版

据报道,目前,人们对詹姆斯・韦伯太空望远镜的太空勘测能力已有所了解,世界各地的天文学家正期待着该望远镜收集的数据,通过仔细研究获得重大发现。

詹姆斯・韦伯太空望远镜耗资 100 亿美元,于 2021 年 12 月发射升空,它是美国宇航局最大、勘测能力最强的太空科学望远镜,该望远镜包含 4 个不同的勘测仪器,结合起来能以 17 种不同模式收集数据。使用这些复杂的传感器,该望远镜并非仅限于研究太阳系内天体,还能观察宇宙早期诞生的第一批恒星和星系。

7 月 12 日,美国宇航局在戈达德太空飞行中心举行了一次现场活动,发布了詹姆斯・韦伯太空望远镜首批科学分析图像。它凝聚了多年科学研究结果,该望远镜项目专家称,这个具有革命性的望远镜将带来突破性太空发现。

太空望远镜科学研究所 (STScI) 项目首席科学家克劳斯・庞托皮丹 (Klaus Pontoppidan) 称,第一年的科学勘测已经开始,我们已向科学家提供了重要观测数据图像,随着该望远镜项目不断推进,向公众提供这些数据将是开启新发现的关键,这些数据将在未来几天通过项目审核人公开发布,我们正在加速推进。

庞托皮丹强调称,詹姆斯・韦伯太空望远镜早期科学计划是从勘测效率角度考虑的,这样望远镜就不必耗用大量时间从一个目标转移到另一个目标。目前关键是要确保从所有仪器和所有模式中获得更多数据,这些数据涵盖广泛的科学领域,立即公开,没有独家专访期,因为我们希望科学家获得尽可能多的宝贵数据,尤其是科学家可以向望远镜项目研究组提出勘测建议。

科学家提出勘测建议是非常重要的,在詹姆斯・韦伯太空望远镜服役期内,项目研究组每年都会邀请科学家提交建议,例如:他们希望使用哪些天文台,对哪些天体进行勘测分析等。届时负责管理詹姆斯・韦伯太空望远镜的美国马里兰州太空望远镜科学研究所,将选择部分科学项目来规划每年的观测活动,这被称为一个勘测周期。

在新闻发布会上,美国宇航局天体物理部门首席科学家埃里克・史密斯 (Eric Smith) 谈及任务第一年的勘测成果,他说:“我们在第一勘测周期计划的任何项目,都是大胆创新的,但是突破性还不足。第二个勘测周期将于 2023 年夏季开始,由于詹姆斯・韦伯太空望远镜能够捕捉到高科学质量数据图像,预计它可能会带来一些惊人发现。”

该望远镜近红外成像仪和无缝隙光谱仪 (NIRISS) 首席研究员雷恩・杜蓉 (Rene Doyon) 在新闻发布会上称,我们现在开启了太空探索的几个新篇章,例如:系外行星大气层、宇宙早期、云层形成,人们能说出来的几乎都有。我们甚至不知道我们会发现什么,这是最令人兴奋的!

即使这些数据仅是初期勘测结果,但已具有较高的科学研究价值,戈达德太空飞行中心操作项目科学家简・里格比 (Jane Rigby) 在新闻发布会上称,该望远镜已收集大约 40TB 数据,这些数据于 7 月 14 日以原始数据的形式发布,此外,美国宇航局还安排了额外的服务器空间,用于应对下载新数据产生的流量。

里格比强调称,虽然这些勘测数据令人兴奋,但真正要做的工作是开发新模型分析它们,我只想说明,这仅是一个开始!这些数据表明詹姆斯・韦伯太空望远镜是有效的,但科学勘测结果需要延伸式分析研究,人们可以使用不同的技术,从数据中获得尽可能多的科学发现。

目前,天文学家已证明了詹姆斯・韦伯太空望远镜的真实勘测能力,未来可能会有更多的挑战性或者令人印象深刻的勘测目标,史密斯在会议中提及科学家时表示,他们可以选择更多的目标,也可以超出他们的想象,展开更深入的分析,我认为科学家在第二个勘测周期中将更富有探索精神,因为他们现已知道该望远镜功能非常强大。

NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜的下一步计划

据外媒报道, 詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)已经通过了最后的地面测试,不过NASA取代哈勃望远镜的最大挑战仍在前面。 这可能是迄今为止最复杂的天文折纸用例,它不仅预示着一个前所未有的宇宙视角而且还是一个大胆的例子--说明科学想象力是如何绕过太空飞行的实际限制的。

詹姆斯·韦伯望远镜发射的倒计时开始了

公平地讲,詹姆斯·韦伯太空望远镜并没有一个特别容易或快速的发射之旅。开发工作始于1996年,原本计划在2007年发射,然后几次的重新设计逐渐将这一日期不断地往后推。NASA、ESA和加拿大航天局的共同努力一度预计韦伯的总成本将达到100亿美元。

经过几十年的研究,韦伯准备离开地球。

詹姆斯·韦伯很大,但火箭很小,这是个问题

跟地面望远镜一样,詹姆斯·韦伯太空望远镜的目标是提供最大的主镜。它将长波长可见光通过中红外光反射到望远镜的传感器。镜子越大,灵敏度越高。

哈勃的主镜是7英尺10英寸,但詹姆斯·韦伯的镜子高达21英尺。它是由镀金铍制成,具有超反射功能。问题是,没有一个火箭有足够大的有效载荷舱来容纳这么大的东西以及安装它的宇宙飞船。

答案是一个复杂的折叠机制,其能有效地将詹姆斯·韦伯的镜子变成了一个复杂的折纸结构。18个六边形的部分可以折叠起来,以便跟Ariane 5运载火箭相匹配。目前,该望远镜处于收缩状态:下次展开时,它将在太空中。

保护伞6个月后的打开

Ariane 5的发射预计需要26分钟。在那之后,韦伯望远镜将有六个月长的试运行时间。在此期间,太空望远镜将进行多任务处理。

韦伯要飞到离地球近100万英里的地-日系统的第二个拉格朗日点(L2)附近,约需要一个月的时间。科学家们选择了这个地点,因为地球和太阳的共同引力将意味着韦伯以跟地球相同的速度围绕我们的恒星运行。

在那里的旅程中,复杂的天文台机制将会展开。NASA预计在发射后几天开始部署遮阳板,届时望远镜和其他仪器的温度将开始下降。这也不是一个不受控制的过程:韦伯内置的特殊加热器将允许地面团队逐步管理即将到来的寒冷从而在整个组装中平衡压力。

一旦网球场大小的遮阳板开始铺开,副镜和主镜也开始铺开。它们都安装在飞船上,将使用推进器将韦伯定位到合适的轨道上。这些推进器将在望远镜10年以上的使用寿命中使用从而在不需要很大推力的情况下保持其完美的位置。

NASA表示,这将需要几个月的时间,它不仅要让天文台足够冷却和稳定下来,而且还要完成望远镜的整体对准过程。这些最终的校准是必不可少的:跟哈勃不同的是,宇航员不可能访问韦伯并调整任何故障。总体来说,在发射后的六个月里,科学观测才会开始。

韦伯望远镜承诺提供一种无与伦比的宇宙观

哈勃太空望远镜几十年来令人难以置信的发现、造访过木星、土星等地的探测器以及好奇号和毅力号这样的火星漫游者让我们对我们生活的宇宙有了前所未有的了解。

即便如此,科学家们还是对詹姆斯·韦伯太空望远镜能够解开的谜团感到兴奋不已。通过聚焦近中红外光谱,它将能看到所谓的高红移物体。它们比哈勃目前能够看到的要古老得多、距离也更远。

简而言之,韦伯将能进一步追溯宇宙的 历史 。NASA解释称:“较长的波长使韦伯能更近地观察时间的开始并寻找未被观察到的第一个星系的形成以及观察尘埃云内部,那里的恒星和行星系统正在形成。”

它可以帮助理解诸如超大质量黑洞会在星系的中心被发现的原因以及哪个是先出现的。而暗物质是另一个感兴趣的领域,韦伯预计将在这个领域帮助弄清楚它现在在哪里以及宇宙的加速如何帮助创造它。NASA相信,有了太空望远镜,人类可以看到宇宙大爆炸后2.5亿年甚至1亿年之后的样子。

詹姆斯·韦伯太空望远镜到达停泊点了,下一步要干嘛

美国国家航空航天局的下一代詹姆斯·韦伯太空望远镜可能已经到达了它在太空中的最后一个停车位,但在它开始拍摄科学家们热切期待的令人眼花缭乱的宇宙照片之前,它还有很长的路要走。在接下来的五个月里,任务工程师将仔细调整和测试望远镜,以便为航天器的终身宇宙观测任务做好准备。

昨天美国东部时间下午2点左右,詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope,简称JWST)发射了其机载推进器不到五分钟,便将飞行器送入太空的最终轨道。这是JWST穿越宇宙的关键最后一步,结束了从发射台到距离地球约100万英里的停车轨道的30天航程。在此期间,该望远镜经历了一个复杂的展开和变形过程,最终形成了从遥远的恒星和星系收集光线所需的形状。

也许JWST旅程中最危险的部分已经结束,但望远镜的复杂微调现在才刚开始。美国宇航局戈达德航天飞行中心詹姆斯·韦伯太空望远镜的天文台经理基思·帕里什在望远镜到达最终目的地后的新闻发布会上说:“我们只是在摆桌子。”。“我们刚刚登上空间站,把这艘美丽的宇宙飞船从太空展开,准备进行科学研究。最好的时刻还在后头。”

在接下来的三个月里,任务工程师们将仔细校准望远镜镜子的各个部分,以便所有部件像一面镜子一样协同工作。一旦该过程完成,任务团队将花两个月的时间测试JWST的仪器,并校准它们以执行各种任务。

这似乎是一个漫长的过程,但在JWST大约25年发展的宏伟计划中,距离望远镜彻底改变天文学只需再等几个月。戈达德JWST运营项目科学家简·里格比在新闻发布会上说:“我们所做的一切都是为了让天文台做好进行变革性科学的准备。”。“这就是我们来这里的原因。”

JWST的主镜长6.5米,宽约21英尺,由18个六边形部分组成,每个部分的大小相当于一张咖啡桌。镜子太大,无法安装在任何现有的火箭的最终形式上,它是由可以相互折叠的部分组成的。现在,JWST团队需要非常精确地对齐线段,以便创建一个无缝曲面。为了获得宇宙的清晰图像,镜子需要在人类头发的1/5000范围内对齐。让他们都处于正确的位置需要时间。

为了做到这一点,任务团队将首先用JWST拍摄大熊座中一颗明亮的孤立恒星,名为HD 84406。工程师们并不期望这张照片看起来很好。NASA戈达德航天飞行中心JWST光学望远镜元件经理李·范伯格(Lee Feinberg)说:“我们将得到18张非常模糊的图像,因为这些单独的望远镜不会对齐。”。“我们所做的一切都是为了让天文台做好进行变革性科学的准备。”

然后,任务团队将使用每个部件背面的电动执行器缓慢调整每个部件的位置。最终,18张模糊的图像应该全部结合在一起,以产生尽可能清晰的图像。这将是一个漫长的过程,因为每次调整后,团队都需要从航天器上获取数据,并在进行下一次调整之前处理图像。

镜子校准将于下周开始。首先,任务团队需要JWST的主要成像仪器,即近红外相机,或NIRCam,冷却更多。JWST被设计成在红外线中观察,这是一种与热有关的光。为了接收红外光,JWST的主要仪器必须在难以置信的低温下工作。JWST配备了反射太阳热量的遮光罩,在从地球发射后已经冷却了很多,但它需要在未来几天变得更加低温,以便NIRCam可以开始拍摄图像进行校准。

韦伯太空望远镜抵达最终轨道

韦伯太空望远镜抵达最终轨道

韦伯太空望远镜抵达最终轨道,美国媒体当地时间24日报道称,在飞行一个月之后,詹姆斯·韦伯太空望远镜当日抵达距地球约150万公里的观测位置。韦伯太空望远镜抵达最终轨道。

韦伯太空望远镜抵达最终轨道1

1月25日消息,美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)过去1个月中在太空中飞行了160多万公里,于美国当地时间周一进行了最后一次航向修正操作,终于到达了其最终目的地。现在,JWST将永久停留在那里,并开始履行观察宇宙中最古老恒星和星系的使命。

作为有史以来发射到太空的最强大望远镜,JWST在2021年圣诞节当天发射升空,但由于体积太大而无法以最终形态进入太空,研究人员不得不将其折叠在火箭内发射。到达太空后,JWST就开始了极其复杂的变形和展开动作,以前从未有航天器展示过这样的超能力。然而,JWST的每个部署操作都被执行得天衣无缝,最终于1月8日完成了主要部署,并展开为最终形态。

不过这个过程让任务团队充满了担忧,因为每个步骤都必须按计划实施,一次小小的失败就可能会危及JWST的整个任务。但任务团队的担忧并没有在展开完成后结束,JWST仍然必须进入太空的最后轨道才能恰当地完成任务。如果没有适当地减速,它有可能进入错误的轨道或完全错过目标轨道。这样的失败可能会使任务的未来变得复杂,使科学家与这个耗资近100亿美元的太空望远镜进行沟通变得极其困难。

幸运的是,JWST完美地完成了最后的部署。NASA旗下戈达德太空飞行中心JWST项目经理比尔·奥克斯(Bill Ochs)在声明中说:“在过去的一个月里,JWST取得了惊人的成功,这是对所有花了几十年时间来确保任务成功的人们表达的敬意。”

虽然用了一个月的时间才走到这一步,但JWST并没有花很长时间就将自己引导到了最终目的地。在美国东部时间周一下午2点左右,JWST启动了机载推进器约5分钟。这是JWST完成三次航向修正的最后一次,使航天器放慢速度,以便以非常精确的方式进入其预定太空轨道。

JWST现在围绕着太空中1个看不见的点运行,这个点被称为地球-太阳拉格朗日点。这是个有点儿神秘的空间区域,太阳和地球的引力和向心力在这里达到平衡,使物体能够保持在相对稳定的位置上。JWST主承包商诺斯罗普·格鲁曼公司的高管让-保罗·皮诺(Jean-Paul Pinaud)称:“在重力实现完美平衡的地方,正在进行一场小小的拔河比赛,但还没有人获胜。”

太阳和地球共享五个这样的拉格朗日点,它们散布在地球的周围。JWST围绕着名为L2的拉格朗日点运行,它距离太阳更远。在这个位置,当地球绕着恒星运行时,JWST将几乎同步地跟随着这颗行星,就像一个恒定的伴侣,总是在与地球相对的同一位置上。无论地球围绕太阳运行在哪里,JWST都保证距离我们大约160万公里。

JWST围绕L2运行的轨道实际上相当宽,大致相当于地球和月球之间的距离。但如果没有外力帮助,JWST不可能永远保持在这个轨道上。L2是所谓的“伪稳定轨道”,也就是说,围绕这个位置运行的物体有向1个方向漂移的趋势。

因此,JWST在其整个生命周期内将不得不对其运行轨道进行小幅调整。每隔20天左右,望远镜就会启动推进器两到三分钟,以确保它保持在预定轨道上。最终,这些调整将决定JWST能在太空中保持多长时间的活跃状态。当推进剂在未来10到20年内耗尽时,望远镜的任务就会结束。

这看起来可能是个相当复杂的位置,需要付出大量额外的努力才能保持JWST的稳定。但出于各种原因,L2对JWST来说是最具吸引力的地方,也许最大的优势在于它与地球和太阳的距离。JWST可以收集红外光,这是一种与热有关的光。由于这种设计选择,望远镜必须时刻保持极低的温度。

这就是为什么JWST配备了永远面向太阳的防晒罩的原因,它将反射太阳的.热量,使望远镜保持低温状态。不过,如果NASA不小心,附近任何发出热量和红外光的物体都可能扰乱JWST的观测。通过将望远镜放置在离地球160万公里的地方,NASA保证了来自地球和月球的红外光不会干扰或加热望远镜。

从能量的角度来看,L2也很合适,因为JWST的一侧总是面向太阳的。在加热的那一侧,望远镜有个太阳能电池板,不断收集阳光为其供电。其他航天器就没有这样的奢侈设计,如环绕地球轨道的哈勃太空望远镜。每当哈勃在地球的背面运行时,它就失去了太阳的视野,必须将能量储存在电池中。JWST永远不会出现这种情况。诺斯罗普·格鲁曼公司JWST任务系统工程负责人凯尔·霍特(Kyle Hott)说:“我们基本上拥有无限的任务操作能力,而且我们不必担心任何日食。”

在绕地球运行时,日夜不停地转换也会带来很多影响,比如温度的极端波动会使航天器发生碰撞和振动,导致其仪器随着时间的推移而退化。而JWST在其整个生命周期中都将在大致相同的温度下运行。

此外,还有保持持续沟通的好处。由于L2相对于地球总是处于相同的位置,JWST将在任何时候都与地球保持特定的距离。这意味着我们可以经常与望远镜保持联系。霍特说:“我们可以在L2受到地球和太阳的牵引,这样我们就可以和望远镜保持良好的、方便的、持续的通信,这也简化了很多任务操作。”

进入最终轨道为JWST的危险太空之旅暂时画上了句号,也为科学观测铺平了道路。不过,我们还需要等待JWST做好最后准备。在这台望远镜投入使用之前,科学家和工程师很快就会开始精确地对准望远镜的镜子,测试所有仪器,以确保它们准备好收集宇宙中最古老恒星和星系的首批图像。

这个过程将需要几个月的时间,但如果进展顺利,JWST拍摄的第一批图像最早可能在今年夏天传回地球。

韦伯太空望远镜抵达最终轨道2

美国媒体当地时间24日报道称,在飞行一个月之后,詹姆斯·韦伯太空望远镜当日抵达距地球约150万公里的观测位置。

《纽约时报》报道称,美国东部时间24日下午2时05分左右,工程师们确认詹姆斯·韦伯太空望远镜成功到达最终的观测位置,即距离地球约150万公里的日地系统第二拉格朗日点。此处是太阳和地球引力的平衡点,望远镜在太阳和地球两个天体引力的共同作用下,刚好能获得随地球同步运动所需的向心力。詹姆斯·韦伯太空望远镜将停留在地球夜面,与地球同步绕太阳运行。美联社报道称,当天,推进器根据指令运行了近5分钟,以将望远镜调整到绕太阳运行的指定轨道。

2021年12月25日,詹姆斯·韦伯太空望远镜搭乘欧洲的阿丽亚娜5号火箭发射升空。3天后,工作人员开始远程部署遮阳板。今年1月4日,美国国家航空航天局在官网发布消息称,詹姆斯·韦伯太空望远镜长达70英尺(约为21.336米)的遮阳板已完全展开。这是该望远镜自升空以来的一个重要里程碑,也被认为是最有风险的步骤。1月8日,随着主镜成功展开,詹姆斯·韦伯太空望远镜顺利实现“完全部署”。

经过数月的各项检查之后,詹姆斯·韦伯太空望远镜将于今年6月开始收集数据及图像。它将寻找135亿多年前宇宙中诞生的第一批星系,研究星系演化的各阶段,观察恒星及行星系统的形成。同时,它还将测定包括太阳系行星系统在内的行星系统的物理、化学性质,并研究其它行星系统存在生命的可能性。

由美国国家航空航天局与欧洲航天局、加拿大航天局联合研发的詹姆斯·韦伯太空望远镜是已建成的性能最强、造价最高的太空望远镜,被认为是哈勃望远镜的“继任者”。其耗资约100亿美元,重7吨,主镜直径6.5米,由18片巨大六边形子镜构成,采集光线面积达到哈勃望远镜的5倍以上。由于体型过大,詹姆斯·韦伯太空望远镜被工作人员以折叠状态装入火箭整流罩内。

韦伯太空望远镜抵达最终轨道3

成为NASA(美国航空航天局)史上最贵单体科学平台设备的新太空望远镜韦伯于今天(25日)顺利抵达距离地球150万公里的计划观测位,即将开启正式工作,而NASA则兴奋的表示“距离解开宇宙谜题更近了一步”。

韦伯太空望远镜是用来替换退役的哈勃太空望远镜而被打造,于2021年12月25日由阿利安5型火箭(Ariane 5)发射升空,启动推进器是望远镜进入太空以来的第3个机动动作。

韦伯预计耗资NASA近100亿美元打造,相较于欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collide)与前一个太空望远镜哈勃(Hubble Space Telescope),是史上最昂贵的科学平台之一。

本月初,NASA完成展开韦伯巨大黄金镜片的程序,将搜集宇宙开始扩张后,在数百万年间形成的第一代恒星与银河发出的红外线讯号。

韦伯太空望远镜的任务也包括研究被称为系外行星的遥远星球,以判定系外行星的来源、演化与适居性。韦伯的下一步包括校准望远镜的光学仪器与科学仪器,预计将在6月或7月传回第一批影像。

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