韦布望远镜目的地l2拉格朗日点真有讲究

经过了30天的旅程 , 在航行了146万公里之后 , 全球第一“鸽王”、耗资100亿美元的韦布望远镜终于到达了目的地:日地第二拉格朗日点L2 。
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这台耗费巨资的太空望远镜 , 经历了各种艰险 , 终于平安抵达目的地 , 广大天文爱好者心里的石头终于落地了 。
最激动的恐怕当属NASA局长 , 他在官方声明中祝贺韦布:“欢迎到家” 。
网友们也是等不及要看韦布拍下的第一张照片了:
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这一路上 , 韦布需要先部署遮阳板、太阳能电池以及18面镜子 , 每一步都必须精确无误 , 毕竟它没有任何修补的机会 。
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△图注:韦布望远镜展开关键的遮阳板
当然 , 韦布望远镜“跋山涉水”跑了这么远 , 也不是白跑的 。这个最终的安家位置里头门道不少 。
第二拉格朗日点真有讲究
韦布望远镜目的地L2拉格朗日点有什么讲究?
在航天领域 , L2是一个极为特殊的地点 , 航天器在这一点受到地球和太阳引力之和刚刚好 , 能让它和地球同步绕太阳公转 。
这样韦布就是一直伴随着地球 , 随时向地球传送信号了 。
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其次 , 稳定在L2点的韦布能始终保持太阳、地球、月球在其同一侧 。
因为韦布望远镜的任务是探测遥远物体的红外信号 , 而任何物体都会发出红外线 , 包括太阳、地球、月亮等等 。
为了屏蔽这些热源的干扰 , 最好让这些天体都位于韦布的同一侧 。
然后再用多层由反射材料Kapton组成的遮阳板保护 , 让它尽可能地反射来自其他热源的干扰 。
这样一来 , 即使向阳面(下图左侧)达到85摄氏度 , 望远镜(下图右侧)也能在零下233度的环境下正常运行 。
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这么看来 , L2点确实是韦布的理想选择 。
不过 , 有一点和理想情况有些出入 , 那就是如今韦布的位置并不是精确的L2点 , 而是在附近“徘徊” 。
根据物理学的推算 , L2点只是一个不稳定点 。具体原因请看下图:
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图中箭头表示引力场中的受力方向 , 如果韦布在日地连线方向上受到了微小的扰动 , 就会离L2越来越远 。
所以韦布需要携带燃料随时修正位置 。
因此韦布所在的轨道实际是一个绕L2点的椭圆轨道:
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而这样的轨道运动需要消耗一定的燃料来维持 , 因此韦布望远镜的寿命是有限的 。
第一张照片今夏拍摄
在抵达目的地之后 , 接下来的三个月韦布需要进行一些初始的光学检查和望远镜校准 。
首先 , 韦布会利用精细导航传感器 , 先将望远镜指向一个明亮的恒星 , 来演示锁定目标的能力 , 并使用NIRcam(近红外相机)来获取数据 。
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