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James Webb太空望遠鏡│即將發射全球最貴97億美元望遠鏡(二)

/ 撰文 張宇滔
/ 2021.11.11
上回談到詹士韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)即使未發射,但從1996年開始策劃至今,整個計劃研發加上相關維修運作費用,總共成本預計為97億美元,比起最初5億美元超支20倍。當中整個研發項目也是困難重重,不單解決不少運作問題,而且又要追趕當下的最先進科技,而且又要面對美國國會的撥款等等,令發射日期一推再推,最終決定於2021年12月18日發射。

其實James Webb造價去到超支20倍,何解NASA不停止項目依然堅持發展?首先現時最深入和敏銳的太空望遠鏡是哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope),是在1990年發射,當初計劃是運作10至15年後退役,但是至今已經用上30年。另外同樣收紅外線波長為目標的史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope),是2003年發射,原定工作2.5年,不過去到2020年3月,因為冷卻劑耗盡才決定退役。因此James Webb太空望遠鏡對天文、物理與宇宙探索,變得極其重要。

James Webb太空望遠鏡有4個主要任務,包括尋找宇宙大爆炸後形成的首批恆星與星系、研究星系的形成和演化、了解恆星和行星系統的形成以及研究行星系統和生命起源。同時James Webb太空望遠鏡不會像哈勃望遠鏡測量可見光或紫外光,當中主要是收集天文紅外線波長,特別是從 0.6(橙色光)到28微米的紅外輻射。

L2的位置是近4倍地球與月球的距離。(圖片來源:wikipedia)

現時James Webb太空望遠鏡已經到達發射地點法屬圭亞那,準備坐上阿麗亞娜5號(Ariane 5)運載火箭上發射。太空目的地為拉格朗日點(Lagrangian point),是18 世紀的數學家歐拉(Leonhard Paul Euler)和拉格朗日(Joseph Lagrange)所提出,在太陽、地球與太空望遠鏡的三體運轉時,能夠以相同的週期旋轉,並在相對位置不變,當中的理論中有5點,而James Webb太空望遠鏡就是前往L2執行任務。因為L2剛好位於太陽、地球與月球的同一側,能夠讓James Webb達到降溫和排除光害的效果,加上多層的金屬板,讓太空望遠鏡盡量不受到熱量影響。另外L2是距離地球150萬公里外,月球與地球的距離約為38萬公里,所以維修方面有相當大的難度,因此NASA計劃在軌道上工作10年。