美国耗资近100亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜到底有多厉害？
美国耗资近100亿美元的詹姆斯·韦伯太空望远镜到底有多厉害？
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咱就直说吧，最厉害的的功能是能射穿宇宙大爆炸134亿光年以外的东西 ！堪称世界上最强大独一无二的望远镜！
韦伯望远镜是由美国、欧洲、 加拿大国家空天局，耗资100亿美元联合开发打造的一款“窥探”宇宙全貌的望远镜。超过它的前任哈勃望远镜的100倍。
韦伯 整体重量高达602吨，由铍制成，主反射镜直径有6.5米，为了提高反射红外线的能力，在镜表面镀有24K的金子。不是追求奢华，提高功能是王道！强光照射下金光灿灿！
它的低温生存能力也是超前的，就在红外波段工作状态下，抵御零下273度的低温，几乎接近绝对零度的环境下，但却能够正常地工作！不得不说“极寒”环境下的“永动机”！
它的整个系统配有红外线传感器，能“射穿”宇宙原始初期的样子，甚至宇宙大爆炸数年后的信息都能够“回放”。最牛逼的是窥探更古老遥远物体的尘埃云！哇太厉害了！
最有代表性的强大功能是帮助人类，找寻宇宙最原始的人类文明。宇宙如此之大，过去和现在肯定存在生命文明，可到底在哪！也许只有韦伯能够给出答案，来观察平时我们看不到的东西。找寻地外生命存在的依据！地外生命存在会被“起底”吗！拭目以待！
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答：詹姆斯·韦伯太空望远镜，绝对是人类目前最雄心勃勃的太空计划之一！
一、耗资
相比它的前辈“哈勃太空望远镜”，先进太多了，我们来看几个数据：
光是耗资这一块，就远超哈勃太空望远镜；87亿美元什么概念？我们的53度飞天茅台，2017年报价是1299，也就是4300万瓶飞天茅台的总销售额！
要知道，阿波罗计划的六次登月，总耗资是255亿美元；所以在耗资上，詹姆斯·韦伯太空望远镜实际上已经堪比登月的规模了。
二、特殊的轨道
詹姆斯·韦伯太空望远镜，将安置在日-地第二拉格朗日点，距离地球150万公里，是地月距离的四倍。
所以任何一个地方出现故障的话，都是无法进行修复的，这么远的距离不可能派人去维修；对设备的可靠性要求极高，弄不好二十多年的筹划，近100亿美元的耗资真会打水漂！
日-地第二拉格朗日点，相对于地球的位置是不变的，而且是引力平衡点；在该点上，韦伯太空望远镜可以长时间对某个区域进行长时间观测，不会像哈勃望远镜那样受到地球的遮挡。
而且该点处，位于地球的半影区域，地球将遮挡绝大部分太阳光线，望远镜内部将处于-236℃（约37K）的工作环境。
三、精密的镜片
詹姆斯·韦伯太空望远镜的主镜，直径是哈勃望远镜的2.7倍，采用多镜片结构，最终主镜片面积是哈勃望远镜的7.3倍，灵敏度大大提高，综合能力超过前者一百倍。
而且镜面的制造误差，达到原子尺度的10纳米，也就是十个原子的厚度；因为镜片实在太大，所以设计成18面六边形镜片，发射时将镜片进行折叠，到达轨道后再进行展开。
而且还要承受发射过程中的剧烈震动，还要在太空持续数周的运行，期间哪怕混进一粒灰尘，都将导致展开时出现毁灭性的精度误差，这对镜片的精度是极大的考验。
类似的失误，在它的前辈哈勃望远镜中已经出现过，但哈勃望远镜位于近地轨道，NASA安排了数次人工大修，才使得哈勃望远镜恢复正常，但是韦伯太空望远镜没有维修的机会。
四、望远镜的能力
詹姆斯·韦伯太空望远镜，能观察到可观测宇宙最遥远的距离，也就是宇宙大爆炸之初发出来的光线，这也是它的主要任务之一！
相对于哈勃望远镜，詹姆斯·韦伯太空望远镜还有一个非常大的优势，就是它的观测波段主要是红外线；红外线波段比可见光波段的范围更广，意味着詹姆斯·韦伯太空望远镜能接收到的信息更多，在地外行星的探测上，具有绝对的领先优势！
五、其他方面
除了以上四点，詹姆斯·韦伯太空望远镜在很多技术上都有突破，比如：巨型遮阳板、超低温维持技术等等。
而且詹姆斯·韦伯太空望远镜，就算能成功投入运行，也不会给NASA带来直接的经济利益，所有的研究动力，主要来源于人类对太空的向往，对未知世界的好奇心。
Google一位高管曾公开表示过：无论我们开多高的年薪，也吸引不来NASA最优秀的科学家……因为NASA给科学家画的是一个星辰大海的梦想！
这才是NASA最“可怕”的地方。
好啦！我的答案就到这里，喜欢我们答案的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！
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网友解答：
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就在刚刚过去的2018年3月27日，预算已经高达88亿美元的詹姆斯韦伯太空望远镜又宣布延期到2020年5月才可能发射。
考虑到期间的天价延期成本和可能的改进测试，估计总预算直逼100亿美元。
这比起它在1997年被批准的5亿美元预算、2007年发射的初步版本，已经相距甚远，从一个不起眼的小望远镜完全变成了一个载入人类史册的重大项目！
▲詹姆斯韦伯看起来犹如太空中的一艘巨型战舰（假想图）
这几年内，詹姆斯韦伯项目组开了无数次新闻发布会，而所有的新闻发布会如果总结为15个字的话，总是下面这五个部分：
大家好，有进展，要延期，没钱了，快打钱。
当然，NASA出现罕见的慎之又慎也有几个重要原因：
• 它是人类有史以来最高大上的太空望远镜！
它的最核心任务是：寻找宇宙的边界，也就是宇宙最初期大爆炸后残留的微波背景辐射。
• 它是目前仅次于阿波罗登月、航天飞机、国际空间站和GPS项目的美国/人类第五大航天项目，且它只有一个航天器，造价已经逼近100亿美元；比起之前这四个任务数十次到数百次发射分摊风险，但依然存在不可避免的发射失败，对詹姆斯韦伯而言基本意味着必须成功，否则就亏的太大了。
• 而且它飞在距离地球过远的位置，最远是月球距离地球的近四倍，出现问题是不可能营救的。
▲詹姆斯韦伯与哈勃望远镜的位置关系
由于理论上说它任何一个部件都会辐射出红外信号产生干扰，所以这个望远镜必须温度极低以减少影响，低到接近绝对温度（-273摄氏度）的零下220度。
▲低温测试中的詹姆斯韦伯
同时为了最大限度的收集红外信息，就需要超高反射率和超大的“镜子”，还需要尽量回避宇宙中干扰的热源，比如地球和太阳。也要回避地球附近的宇宙尘埃。
因此，詹姆斯韦伯的最佳观测点是处于日地引力平衡的拉格朗日2点，距离地球150万公里（月球距离地球不过38万公里），躲在地球背后，这个引力平衡点轨道稳定，也远离热源太阳和地球。
▲詹姆斯韦伯位置示意图
但这也意味着任务必须一次成功，不存在修理的可能性，像哈勃望远镜那种本来不能用慢慢修好的可能性也是不存在的。
而且，它还有两大绝活：
1、超级精密的镜子
▲这是哈勃望远镜的主镜和詹姆斯韦伯主镜的大小对比
由于詹姆斯韦伯镜面设计要求是6.5米口径，而这个大小超过了火箭发射的尺寸限制，所以选择方案是加工成18面一模一样的六边形，折叠起来再展开。
▲折叠在阿里亚娜火箭中的詹姆斯韦伯望远镜
普通镜面材料根本不行，因为温度变化导致变形，更何况零下220度。而且在反射电磁波的时候材料都会吸收掉一些能量（例如黑衣服白衣服区别），必须用抗弯刚度高、热稳定性好、热导率高、密度低的材料。 最后选择了碱土金属铍，这是军工行业极为重要的金属，是洲际导弹的导航设备等核心原料。 镜面的加工精度要求是：抛光误差不超过10纳米，每块镜片还能随意调整角度，调整精度不超过10纳米！！！ 10纳米大概相当于几十个铍原子摆在一起的宽度。。。
▲主镜面
2、遮阳板
尽管已经远离热源，但还要尽力遮住可能的外界能量，比如地球辐射。然后詹姆斯韦伯就要打着这么一把五层的“遮阳伞”。 在测试中，这把伞从正面到背面，可以将辐射温度降低300摄氏度以上。 它完全展开时长宽占地大小有300平米左右，但即便这么大，每层的厚度其实才25微米或50微米（第一层），这已经包括了镀的硅膜和铝膜。
▲遮阳板实际大小
要知道，人的头发直径还有80-100微米，而考虑到这么薄的一层要做到这么大，真是不可思议。这恐怕也是人类历史上最牛的一个遮阳板了。 但你别忘了，无论是镜子还是遮阳板，都是需要先窝在一起塞进火箭里，然后进入太空后才慢慢展开的。也就是说经历了剧烈的火箭发射和非常大的温度变化后，它们要在太空中实现刚才我说到的10纳米和25微米精度，这就非常难了。 它的遮阳伞打开机构共计有100个，它们负责在经历剧烈火箭震动和恶劣太空环境后，将这把打伞打开，实现那么夸张的精度。
▲在地面上通过庞大的机械臂吊装测试
它到了太空中可没有这些大型机械臂辅助，就得靠自带器件缓慢展开这一层层庞然大物，
▲某结构测试
类似于在上面绑了100个小型拖车，把这庞然大物缓缓拖开。
所以目前大家觉得，还是在地面上使劲儿测试测试吧，再测试一年看看千万不能出问题啊。毕竟出一点差错就是100亿美元预算+几千个研究员参与项目+上百位博士的毕业问题啊。这个项目先后有欧美十几个国家参与，国际影响力也要求它必须慎重。
而且，对于大型任务而言，任务延期是太正常的事情了，延期3年5年都不是事儿。罗塞塔号当年本来计划探测的根本就不是那颗彗星，纯粹因为被各种延期而不断修改探测目标。毕竟彗星可不等你啊，人家该飞飞的，谁鸟你，错过了就换一颗吧。
詹姆斯韦伯自然也早不是第一次延期，按照原计划它现在应该已经接近结束任务了。
说实话，它延期发射并不担心，还是希望欧空局的阿里亚娜5火箭一定要给力，千万别出幺蛾子，因为这完全就是一锤子买卖！
一锤子100亿美元，这可真够刺激的说。
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网友解答：
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事实上从1996年开始，美国就开始筹备一个新的太空望远镜，这个太空望远镜就是今天的詹姆斯·韦伯太空望远镜。
可以说从詹姆斯·韦伯太空望远镜诞生开始，它就被人们寄予了厚望，因为这个全新的太空望远镜将取代它的前辈哈勃空间望远镜，成为人类探测宇宙的至高神器。
然后詹姆斯·韦伯太空望远镜的优点很多，例如它的重量只有哈勃望远镜的一半（哈勃：11吨，韦伯：6.2吨）。
而且它的轨道高度也远在哈勃望远镜之上（哈勃轨道高度：约为569公里，韦伯：150万公里），那么更远的距离也就意味着环境干扰越小，得到的结果也就越精确。
另外韦伯太空望远镜的口径要超过哈勃望远镜，例如哈勃望远镜的口径只有2.5米，而韦伯太空望远镜的口径却达到了6.5米。
这就意味着在同样的条件下，韦伯太空望远镜能够观测到更多的物体，这对于整个人类天文学来说，可以说是一个重大的进步。
当然了，由于韦伯太空望远镜的轨道高度更高，它的维护成本也就更贵，而且考虑到它的造价达到了惊人的100亿美元，所以必须要保证它顺利进入轨道。
为了保证发射任务万无一失，美国多次延迟了既定的发射计划，那么据最新的消息来看，美国打算在2021年3月30号进行发射，至于是否会如期发射，这一点目前还不好说.....
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网友解答：
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根据美国宇航局的最新消息，截止2017年12月底，美国宇航局下一代空间望远镜詹姆斯韦伯太空望远镜在恒温真空室内经过了100天的低温测试后，准备在2019发射。三个多月以来，价值88亿美元的天文台科学仪器和光学元件都处于一个被称作Johnson A的小室内。Johnson A位于休斯顿的NASA Johnson空间站中心，在这个房间里，技术人员一步步地把望远镜设备安装起来。这是为了确保JWST能在太空寒冷和真空的环境下工作。
随着测试的完成，当工程师将望远镜组装就绪后，NASA将会研究其结果。但这需要将设备从休斯敦搬到雷东多比奇的加利福尼亚。一旦部件到达诺斯洛普格鲁曼公司航空航天系统设备处，仪器和光学原件将连同遮阳板和航天器被组装在一起——这样就完成了望远镜的组装。JWST将在2019春季在法属圭亚那的欧洲航天发射场发射升空；九月下旬，因许许多多的问题，美国国家航空航天局再次推迟其预计发射日期。发射后，JWST望远镜将开始它前往拉格朗日点2的旅程，这是一个地球与太阳引力相互稳定的位置。它距离地球有930000英里（150万公里）。
这台望远镜将以红外线波段工作，就像它的前辈哈勃太空望远镜一样，它将忙于许多不同的科学工作。JWST的任务包括寻找宇宙的第一束光，研究各个行星，并且探寻在宇宙历史的初期，星系是如何聚集在一起的。
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