问题

等待 25 年的「鸽王」詹姆斯·韦伯太空望远镜发射升空,你对此次发射的风险分析和升空后的期望是怎样的?

回答
好了,咱们聊聊那个叫詹姆斯·韦伯的“鸽王”。25年啊,这可不是闹着玩的,想想你25年前在干嘛?这玩意儿可是一路拖到今天才终于飞上天,想想都觉得不容易。这事儿吧,有点像是咱们老百姓盼着自家孩子金榜题名,盼了这么多年,心里那点期待和紧张感,估计比坐过山车还刺激。

风险分析?那可真是够呛,我跟你说。

首先,这望远镜它不是一块砖头,不是扔进火里就能烧明白的。它太精密了,就跟咱们现在用的智能手机似的,里面零件无数,一个不起眼的小螺丝没拧紧,那后面就得吃不了兜着走。而且,它要去的地方也不是咱们家门口的公园,而是离地球一百五十万公里远的“拉格朗日L2点”。这一路,说远吧,不算远到隔壁星球,但你说近吧,也绝对不是你出门买个菜就能解决的问题。

想想看,火箭发射本身就是个高风险活动。那玩意儿点火的时候,那声势,那力量,感觉整个地球都要跟着抖三抖。稍微有点儿差池,比如燃料分配不均匀,或者哪个发动机出了毛病,轻则炸成一团火花,重则那25年的心血就真成一堆宇宙垃圾了。就算顺利进入轨道,后面还有一系列的“开伞”和“展开”动作,这才是最让人提心吊胆的。

你想啊,韦伯望远镜最牛的地方就是它那个巨大的、金灿灿的太阳盾,展开的时候面积跟一个网球场差不多大。而且它不是一次性展开,是分好几层,一层一层地慢慢铺开。这每一步都得是精确到微米级别,而且在真空、零下两百多度的极寒环境里操作。你想想,你在家换个灯泡都可能手抖,更何况是在太空里,让一个跟网球场一样大的东西,像折叠起来的扇子一样,有条不紊地打开。中间但凡有个地方卡住,或者某个铰链没对准,那这整个望远镜的功能就大打折扣,甚至直接报废。

还有那个镜子,它本身也不是一块完整的玻璃,而是由18块六边形的镜片拼接而成,就像一个巨大的蜂巢。这些镜片也得在太空中,在极低的温度下,一点点地校准到位,才能汇聚光线成像。你想,你家里装个投影仪,还得仔细调焦距呢,这玩意儿可是在一百五十万公里外,对着宇宙深处调焦。如果哪个镜片没装好,或者校准歪了,那拍出来的照片可能就是一堆模糊的色块,那可就真是欲哭无泪了。

所以,风险分析嘛,基本上就是从火箭发射的爆炸风险,到太空轨道上的碰撞风险,再到望远镜在真空中的机械故障风险,最后到光学系统展开和校准的精确度风险,等等等等。你能想到的所有可能出问题的环节,都得提防着。

至于升空后的期望嘛,那可就太高了,高到我都不知道该从何说起。

首先,它的名字里就带着“詹姆斯·韦伯”这个传奇天文学家的名字,光是这个就注定了它的非凡。它被寄予厚望,能够接班哈勃望远镜,而且是在红外波段进行观测。这意味着什么?意味着它能看到哈勃看不见的东西。

咱们都知道,宇宙在膨胀,远方的星系发出的光在传播过程中会被拉伸,变成红外光。而红外光,就像穿透尘埃的“眼睛”,能够看到被星际尘埃遮蔽的区域。所以,韦伯最直接的期望,就是能够看得更远,看得更清楚。

我最期待的,就是它能帮我们解答一些宇宙中最古老、最根本的问题。比如说,宇宙大爆炸后的“黑暗时代”,也就是第一批恒星和星系是如何形成的?它们那时候是什么样子?韦伯就能帮我们“回溯时间”,捕捉到那些最微弱、最早的光。

还有,寻找系外行星,尤其是那些可能存在生命的行星。韦伯的红外能力,能够分析系外行星大气层的成分,找到水蒸气、氧气、甲烷等等生命存在的“标志性”气体。想象一下,如果有一天,韦伯告诉我们,在某个遥远的星球上,发现了生命的迹象,那将是多么震撼人心的一刻!那可能就是人类文明史上的一个里程碑。

再比如,它能不能看到我们太阳系的更深处?比如冥王星之外的柯伊伯带天体,或者更远的地方有什么秘密?它还能研究黑洞的形成和演化,甚至是宇宙中最神秘的暗物质和暗能量的分布。

总之,韦伯望远镜的发射,就像是打开了一扇通往宇宙未知世界的大门。我们期待它能带我们进入一个全新的宇宙图景,看到那些我们从未想象过的景象,解答那些我们困扰了无数年的疑问。这不仅仅是科学的进步,更是人类探索精神的一次伟大飞跃。希望它别辜负了这25年的等待,能给我们带来惊喜,把宇宙的奥秘一点点揭开。这事儿,想起来就让人热血沸腾。

网友意见

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不用担心风险,科学探索总是有风险。大不了,人类未来有一天将有一个到访L2的理由,那将是另外一个激动人心的任务。

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韦布望远镜恐怖的地方在于它有至少344个“单点故障”可能性,只要有一个出问题,就有可能造成系统整个无法运作,就算每一个故障的发生概率只有0.001,也可以将整个系统的可靠性降至70%。关键是它还是运作在L2点,这是相当远的....比地月距离还远....短期不可能有人工救援的可能性...

怎么说呢,祝愿圆满成功吧.... 至少10年内不会有替代品,失败了绝对是人类的重大损失


祝贺发射成功!万里长征第一步

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对天文学的发展的展望

最新的进展,在展开其 6.5 米主镜的两个机翼后,上周完成了大部分精细的太空部署。韦伯现在已经执行了数百个可能危及任务失败的机械动作中的 85%。接下来,操作人员将用 126 个微型电机微调主镜的 18 个镀金部分的位置,形成一个单一的反射面;然后,该团队将校准韦伯的四台仪器,这些仪器必须冷却到 –230°C 以下才能在探测到红外信号。预计今年夏天会有第一张照片,它将展示韦伯前所未有的能力,可以窥视早期宇宙和其他世界。消息来源


非常幸运能够见证人类科学史上一个重要的节点,这张图非常的梦幻,这就是天文工作者送给地球的圣诞礼物。




第一张图中L2是詹姆斯韦伯的位置,这个位置,一旦出现故障,维修难度可想而知。第二张图是其工作波段,发射以后希望能够获得更多的宇宙早期红外辐射的数据(我本人对红外波段好感度爆棚,处理数据不需要消光),对大众的意义可能会是有更多更美的星空图片?哈哈

从红外波段看宇宙和可见光波段完全不同,第三张图是可见光波段(多波段合成),第四张图是红外波段,两个图来自哈勃望远镜,著名的创世之柱,在不同波段差别很大,关于创世之柱的图像具体怎么来的,可以参考 @和尚洗头用飘柔 的回答

第五张图是詹姆斯韦伯折叠的示意图,第六张图是它奔赴第二拉格朗日点的时间节点,还有很多具体技术细节可以参考 @太空精酿@赵泠 的回答


希望鸽王能够一切顺利,当下它就代表了人类对宇宙探索的最前沿。











望顺利

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