30天150万公里，韦布望远镜抵达终点成功入轨，18镜合一进行时

Posted 2022-02-12 QbitAl

行早 晓查 发自 凹非寺
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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。

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：

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。

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。

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：

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：

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。

但是目前主镜的18个镜片尚未对齐，所以目标恒星的照片还是18个分立的扭曲图像，后续的
对齐和校准还会持续到4月。

在发射后第五、第六个月，韦布将完成所有仪器的校准和调试，还会先拿我们太阳系中的小行星、彗星、卫星等目标小试牛刀，来展示它的移动跟踪能力。

这些早期观测都会在调试结束后立即发布。

而半年之后，韦布会正式开始执行科学任务。

就在今年夏天，我们可以一起期待最强的空间望远镜韦布传回的第一张图片了。

参考链接：

[1]https://www.npr.org/2022/01/24/1075437484/james-webb-telescope-final-destination
[2]https://jwst.nasa.gov/content/about/orbit.html