詹姆斯·韦伯太空望远镜的L2之旅即将完成

詹姆斯·韦伯太空望远镜的L2之旅即将完成

1月24日(周一),工程师们计划指示NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜完成最后的校正点火,将其送入预定轨道,距离地球近100万英里,即所谓的第二个太阳-地球拉格朗日点,简称L2。 在数学上,拉格朗日点是所谓的“受限三体问题”的解。空间中任何两个大质量、有引力的物体都会产生五个特定的位置——拉格朗日点——在这些位置上,它们的引力和第三个小物体(比如航天器)的运动离心力处于平衡状态。拉格朗日点被标记为L1到L5,前面是产生他们的两个引力体的名称(大的那个在前面)。 资料来源:NASA/WMAP科学团队 虽然所有拉格朗日点都是引力平衡点,但并非所有点都是完全稳定的。 L1、L2和L3是具有马鞍形重力梯度的“亚稳定”位置,就像两个稍高的山峰之间的山脊线中间的一个点,它是两个山峰之间的低点、稳定点,但相对于山脊两边的山谷,它仍然是一个高的、不稳定的点。L4和L5是稳定的点,因为每个位置都像一个浅的凹陷或碗,位于一个长而高的山脊或山丘的中间。 虽然所有的拉格朗日点都是引力平衡点,但不是所有的都是完全稳定的。L1、L2和L3是具有马鞍形重力梯度的 “元稳定 “位置,就像两个稍高的山峰之间的山脊线中间的一个点,它是两个山峰之间的低点、稳定点,但相对于山脊两边的山谷,它仍然是一个高的、不稳定的点。L4和L5是稳定的,因为每个位置都像一个浅的凹陷或碗,位于一个长而高的山脊或山丘的中间。 那么为什么要把韦伯送到太阳-地球L2轨道上呢?因为它是红外天文台的理想位置。在日地L2,太阳和地球(以及月球)始终位于空间的一侧,这使得韦伯能够保持其望远镜光学元件和仪器永远处于阴影中。这使得它们能够在寒冷的环境中获得红外灵敏度,但在任何时候仍能进入近一半的天空进行观测。要在一段时间内观察天空中的任何一个点,只需等待几个月,就可以绕太阳走得更远,并揭示更多以前在太阳“后面”的天空。 此外,在L2,地球离地球足够远,从它辐射出来的大约室温的热量不会加热韦伯。因为L2是一个重力平衡的位置,韦伯很容易在那里保持轨道。请注意,环绕L2运行比精确停留在L2更简单、更容易、更有效。此外,通过绕轨道运行而不是完全在L2,韦伯将永远不会让太阳被地球遮挡,这对韦伯的热稳定性和发电是必要的。事实上,韦伯绕L2的轨道比月球绕地球的轨道大!L2还便于通过深空网络始终与地球上的任务运行中心保持联系。出于同样的原因,包括WMAP、赫歇尔和普朗克轨道太阳-地球L2在内的其他天基观测站。 此外,在L2,地球离得足够远,从它辐射出来的大致为室温的热量不会使韦伯升温。而且由于L2是一个引力平衡的位置,韦伯很容易在那里保持轨道。请注意,绕L2轨道运行比精确停留在L2更简单、更容易、更有效。此外,通过绕行而不是精确地停留在L2,韦伯将永远不会被地球遮住太阳,这对于韦伯的热稳定性和发电是必要的。事实上,韦伯围绕L2的轨道比月球围绕地球的轨道还要大! L2也便于通过深空网络始终与地球上的任务操作中心保持联系。其他的天基观测站,包括WMAP、Herschel和Planck,也是出于同样的原因绕着日地L2运行。 一般来说,让航天器送至日地L2是相当简单,但韦伯的结构增加了一个缺点。韦伯的飞行动力学首席工程师凯伦·里肯(Karen Richon)介绍了将韦伯送到L2并保持在那里的情况: “想象一下,尽可能用力地将一个球直接抛向空中;它开始时速度非常快,但随着重力将其拉回到地球,速度会减慢,最终停在最高点,然后返回地面。类似于你的手臂将球的能量传递到离地球表面几米的地方,阿丽亚娜5型运载火箭给了给了韦伯能量,让它走了110万公里的伟大距离,但没有足够的能量摆脱地球引力。就像球一样,韦伯也在减速,如果我们允许的话,它最终会停下来,然后落回地球。与球不同,韦伯不会返回地球表面,而是在一个极为椭圆的轨道上,近地点高度为300公里,远地点高度为130万公里。韦伯上的小型火箭发动机每三周左右利用一次推力,将使其保持在L2轨道上,每六个月在光环轨道上绕行一次。 “那么,为什么阿丽亚娜号没有给韦伯更多的能量,为什么韦伯需要进行航线修正?如果阿丽亚娜号给韦伯的能量比让它到达L2所需的能量哪怕多一点点,那么当它到达那里时,它的速度就会过快,并会过度偏离它所期望的科学轨道。韦伯将不得不做一个重要的刹车动作,向太阳推进以减慢速度。这种不仅会耗费大量的推进剂,而且还不可能,因为这需要将韦伯旋转180度,才能向太阳推进,这将使其望远镜的光学器件和仪器直接暴露在太阳下,从而使其结构过热,并使粘合在一起的胶水融化。由于一些原因,在望远镜上安装推进器作为直接制动推力的方式是不可行的,而且从来都不是一个设计选项。 “因此,韦伯要求阿丽亚娜火箭提供足够的能量,以确保我们永远不必进行再次点火,但我们总是需要天文台进行重复点火,以精确地弥补差异并将其置于所需轨道。阿丽亚娜5型火箭的目标非常精确,我们的第一次也是最关键的点火比我们的小必须计划和设计,为延长任务留下更多燃料!” ——NASA戈达德太空飞行中心韦伯飞行动力学首席工程师凯伦·里肯。 关于韦伯轨道的详细情况,可以在这里找到。 参考来源: https://blogs.nasa.gov/webb/2022/01/21/webbs-journey-to-l2-is-nearly-complete/

韦伯开始了长达数月的镜片校准

韦伯开始了长达数月的镜片校准

韦伯已经开始对其单个光学仪器进行仔细的微调,使之成为一个巨大而精确的望远镜。 工程师们首先命令执行器——126个用于移动和调整主镜段的设备,以及6个用于定位次镜的设备——以验证发射后所有设备都按预期工作。该团队还命令执行器引导韦伯的精细转向镜进行微小的运动,以确认它们按预期工作。精密转向镜对对于图像稳定过程至关重要。 地面团队现在已开始指示开始指示主镜段和副镜从他们准备发射的配置中移出,离开舒适和安全的缓冲装置。这些移动至少需要十天时间,之后工程师可以开始为期3个月的对准镜片的过程,使其像一面镜子一样工作。 参考来源: https://blogs.nasa.gov/webb/2022/01/12/webb-begins-its-months-long-mirror-alignment/

等待展开

等待展开

This image shows the James Webb Space Telescope (JWST) atop its launch vehicle, but before it was encapsulated in the rocket fairing. The telescope is encased in protective clean tent. 这张图片显示了詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)在其运载火箭顶部,但在它被封装在火箭整流罩之前。望远镜被包裹在保护性干净的帐篷中。 On Saturday, Jan. 8, the agency will provide live coverage the James Webb Space Telescope’s major spacecraft deployments. 1月8日星期六,NASA将对詹姆斯·韦伯太空望远镜的主要航天器部署进行实况报道。 Beginning no earlier than 9 a.m. EST, NASA will air live coverage of the final hours of Webb’s major deployments. After the live broadcast concludes, at approximately 1:30 p.m., NASA will hold a media briefing. Both the broadcast and media briefing will air live on NASA TV, the NASA app, and the agency’s website. 从美国东部时间上午9点开始,NASA将直播韦伯最后几个小时的主要部署。直播结束后,大约下午1:30,NASA将举行媒体发布会。广播和媒体简报将在NASA电视台、NASA应用程序和NASA网站上直播。 As the final step in the observatory’s major deployments, the Webb team plans to unfold the second of two primary…

随着主镜的展开,詹姆斯·韦伯太空望远镜达到了一个重要的里程碑

随着主镜的展开,詹姆斯·韦伯太空望远镜达到了一个重要的里程碑

这幅艺术家对詹姆斯·韦伯太空望远镜的构想展示了其所有主要元素的充分部署。望远镜被折叠起来放入运载火箭,然后在发射后的两周内慢慢展开。 影像来源:NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜团队完全部署了21英尺高的镀金主镜,成功地完成了所有主要望远镜部署的最后阶段,为科学行动做准备。 在与欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局的共同努力下,韦伯任务将探索宇宙历史的每个阶段——从我们的太阳系内部到早期宇宙中最遥远的可观测星系。 “今天,NASA实现了几十年来的另一个工程里程碑。虽然旅程还没有结束,但我和韦伯团队一起稍稍松了口气,并想象着未来的突破必将激励世界,”NASA局长比尔·纳尔逊说。“詹姆斯·韦伯太空望远镜是一项史无前例的任务,它即将看到来自第一批星系的光,并发现我们宇宙的奥秘。已经实现的每一项壮举和未来的成就都是对成千上万的创新者的证明,他们为这项任务倾注了毕生的热情。” 在发射前,韦伯的两个主镜翼被折叠起来,以适应阿丽亚娜航天飞机阿丽亚娜5号火箭的前锥。在进行了一周多的望远镜其他关键部署之后,韦伯团队开始远程展开主镜的六边形部分,这是有史以来发射到太空的最大镜面。这是一个多天的过程,第一面于1月7日展开,第二面于1月8日展开。 位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所的任务操作中心地面控制部门于美国东部时间上午8:53开始展开第二块主镜翼。当它在美国东部时间下午1点17分展开并锁定位置后,该团队宣布所有主要的部署都已成功完成。 这个世界上最大和最复杂的空间科学望远镜现在将开始移动其18个主镜段,以对齐望远镜的光学元件。地面团队将指挥镜段背面的126个致动器来弯曲每块镜片–这一调整将需要几个月的时间来完成。然后,在今年夏天发布韦伯的第一批图像之前,该团队将校准科学仪器。 “我为这个跨越大洲和几十年的团队感到骄傲,他们取得了了这一史无前例的成就,”NASA华盛顿总部科学任务理事会副主任托马斯·祖布臣说。“韦伯的成功部署是NASA所能提供的最好的例证:以未知发现的名义,愿意尝试大胆和具有挑战性的事情。” 很快,韦伯还将进行第三次中途修正–这是计划中的三次之一,目的是将望远镜精确地放置在距离地球近100万英里的第二拉格朗日点(通常被称为L2)周围的轨道上。这是韦伯最后的轨道位置,它的遮阳板将保护它不受太阳、地球和月球的光线干扰,这些光线可能会干扰红外光的观测。韦伯望远镜的设计目的是回溯135亿年前,以比以往任何时候都高得多的分辨率捕捉来自天体的红外光,并研究我们自己的太阳系和遥远的世界。 “韦伯太空望远镜所有部署的成功完成具有历史意义,”NASA总部韦伯项目主任格雷戈里·L·罗宾逊说。“这是NASA领导的任务第一次尝试完成复杂的序列以在太空中展开天文台——这对我们的团队、NASA和全世界来说都是一项了不起的壮举。” NASA的科学任务局负责监督这项任务。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心为该机构管理该项目,并监督太空望远镜科学研究所、诺斯罗普·格鲁曼公司和其他任务伙伴。除戈达德外,NASA的几个中心也为该项目做出了贡献,包括休斯顿的约翰逊空间中心、帕萨迪纳的喷气推进实验室、阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔空间飞行中心、硅谷的艾姆斯研究中心等。 有关韦伯任务的更多信息,请访问: https://www.nasa.gov/webb 参考来源: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-webb-telescope-reaches-major-milestone-as-mirror-unfolds

詹姆斯·韦伯太空望远镜次镜部署确认

詹姆斯·韦伯太空望远镜次镜部署确认

今天,韦伯团队成功部署了天文台的次镜支撑结构。当来自遥远宇宙的光照射到韦伯标志性的18面金色主镜时,它会反射并击中较小的2.4英尺(0.74米)次镜,后者会将光线引导到仪器中。次镜由三个轻质可展开支柱支撑,每个支柱长近25英尺,旨在承受太空环境。专门的加热系统用于加热无缝操作所需的接头和电机。 “这是JWST的又一个标志性日子。”NASA戈达德太空飞行中心的韦伯项目经理比尔·奥克斯在向位于巴尔的摩的任务操作中心的次镜部署团队表示祝贺时说。“这令人难以置信……我们距离地球大约 600,000 英里,而且我们实际上有一台望远镜。” 部署过程在美国东部时间上午9时52分左右开始,次镜在美国东部时间上午11时28分左右完成移动到其展开位置。次镜支撑结构随后在美国东部时间上午11时51分左右锁定。大约在美国东部时间下午12点23分,工程师确认该结构已完全固定并锁定到位,部署已完成。 “世界上最精密的三脚架已经部署完毕。”戈达德的韦伯光学望远镜元件经理李·范伯格说。 “这确实是人们所能想到的。韦伯的次镜必须在微重力和极冷的温度下部署,并且最终必须在第一次工作时准确无误。它还必须展开、定位并将自身锁定在大约1.5毫米的公差范围内,然后必须保持极低的温度。在望远镜指向天空中不同的地方时保持极其稳定——这就是长度超过7米的辅助镜支撑结构的作用。 接下来韦伯将部署一个重要的散热器系统,称为尾部可部署红外辐射器 (ADIR),它将帮助仪器和望远镜散热。在线了解有关韦伯部署时间表的更多信息。

遮阳板成功部署在NASA的下一代旗舰望远镜上

遮阳板成功部署在NASA的下一代旗舰望远镜上

2022年1月4日,工程师们成功地完成了詹姆斯·韦伯太空望远镜遮阳板的部署,这里看到的是2020年12月在加州雷东多海滩的诺斯罗普-格鲁曼公司进行的地球上的最后部署测试。这个五层的、网球场大小的遮阳板对于保护望远镜不受热影响至关重要,使韦伯的仪器能够冷却到执行其科学目标所需的极低温度。 影像来源:NASA/Chris Gunn 詹姆斯·韦伯太空望远镜团队已经完全部署了望远镜的70英尺长的遮阳板,这是准备进行科学操作的一个关键里程碑。 这个遮阳板大小相当于一个网球场,在发射前被折叠起来,以适应阿丽亚娜航天飞机阿丽亚娜5型运载火箭的头锥的有效载荷区域。2021年12月28日,也就是发射三天后,韦伯团队开始远程部署遮阳板。 NASA将于今天(1月4日星期二)东部时间下午12:45召开媒体电话会议,讨论这一关键步骤的完成情况。如果要通过电话参与,媒体必须向劳拉·贝茨进行回复,地址是:laura.e.betz@nasa.gov。电话会议的音频也将在该机构的网站上播放。 “这是第一次有人尝试将这么大的望远镜送入太空,”托马斯·左布臣说,他是位于华盛顿的NASA总部的科学任务理事会的副主任。韦伯不仅需要仔细组装,也需要仔细部署。它最具挑战性的部署——遮阳板的成功,是对人类智慧和工程技术的不可思议的证明,这将使韦伯完成其科学目标。” 五层遮阳罩将保护望远镜免受太阳、地球和月球的光和热的影响。每张塑料薄膜都与人的头发一样薄,并涂有反光金属,可提供SPF 100万以上的保护。五层叠加一起,可以将超过200千瓦的太阳能照射减少到零点几瓦。 这种保护对于韦伯的科学仪器保持在40开尔文或零下380华氏度的温度是至关重要的,这样的低温足以让韦伯观察到微弱的红外光。 “在太空中展开韦伯的遮阳板是一个不可思议的里程碑,对任务的成功至关重要,”NASA总部韦伯的项目主管格雷戈里·L·罗宾逊说。“成千上万个部件必须精确工作,才能让这个工程奇迹充分展现。该团队完成了这项复杂部署的大胆壮举——这是韦伯迄今为止最大胆的工作之一。” 展开的顺序如下,历时8天: 两个托盘结构——前部和后部——展开,使天文台达到70英尺的全长。 可伸缩的塔架组件展开,将望远镜和仪器与遮阳板和望远镜的主体分开,为遮阳板的完全展开留出空间。 释放并展开后部动量襟翼和薄膜盖。 中臂垂直于托盘结构展开,使遮阳板延伸到47英尺的全宽。 最后,在美国东部标准时间周二上午11点59分左右,遮阳板完全拉紧并固定到位,标志着遮阳板部署完成。 遮阳板的展开和拉紧涉及到韦伯178个释放机制中的139个,70个铰链组件,8个展开马达,大约400个滑轮,以及90根单独的电缆,总长度大约为四分之一英里。该团队还暂停了一天的部署作业,以优化韦伯的动力系统和张紧电机,确保韦伯在开始主要的遮阳板展开和拉紧工作之前处于最佳状态。 “遮阳板是了不起的,因为它将在这一历史性任务中保护望远镜。”NASA韦伯望远镜的主要承包商诺斯罗普·格鲁曼公司的遮阳板经理吉姆·弗林说。“这一里程碑代表了数千名工程师、科学家和技术人员的开拓精神,他们将职业生涯的大部分时间用于开发、设计、制造和测试这种史无前例的太空技术。” 这个世界上最大、最复杂的空间科学观测站还有5个半月的准备工作要做,包括副镜和主镜翼的部署,望远镜光学系统的校准,以及科学仪器的校准。在那之后,韦伯将发布它的第一批图像。 这台望远镜的革命性技术将探索宇宙历史的每一个阶段——从我们的太阳系内部到早期宇宙中最遥远的可观测星系,再到两者之间的一切。韦伯将揭示新的和意想不到的发现,并帮助人类理解宇宙的起源和我们在其中的位置。 詹姆斯·韦伯太空望远镜是NASA与欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局的国际合作项目。NASA总部负责监督这项任务。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心为该机构管理韦伯,并监督太空望远镜科学研究所、诺斯罗普·格鲁曼公司和其他任务伙伴进行的任务工作。除了戈达德,NASA的几个中心也为该项目做出了贡献,包括NASA在休斯顿的约翰逊空间中心、南加州的喷气推进实验室、阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔空间飞行中心、加州硅谷的埃姆斯研究中心等。 如欲了解更多关于韦伯在调试过程中的情况,请访问: https://webb.nasa.gov/content/webbLaunch/deploymentExplorer.html 参考来源: https://www.nasa.gov/press-release/sunshield-successfully-deploys-on-nasa-s-next-flagship-telescope

詹姆斯·韦伯望远镜发射时照亮了天空

詹姆斯·韦伯望远镜发射时照亮了天空

NASA’s James Webb Space Telescope, or JWST, launched aboard Arianespace’s Ariane 5 rocket on Saturday, Dec. 25, 2021, from the ELA-3 Launch Zone of Europe’s Spaceport at the Guiana Space Centre in Kourou, French Guiana. JWST is an infrared telescope with a 21.3 foot (6.5 meter) primary mirror. The observatory will study every phase of cosmic history—from within our solar system to the most distant observable galaxies in the early universe. 2021年12月25日星期六,NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)搭载阿丽亚娜航天公司的阿丽亚娜5型火箭,从位于法属圭亚那库鲁的圭亚那航天中心的欧洲航天港的ELA-3发射区发射升空。JWST是一款带有21.3英尺(6.5米)主镜的红外望远镜。天文台将研究宇宙历史的每个阶段——从我们的太阳系内部到早期宇宙中最遥远的可观测星系。 Over about two weeks, NASA will provide broadcast coverage, media briefings, and other updates on major deployment milestones for the James Webb Space Telescope, the world’s largest and most powerful space science telescope. 在大约两周的时间里,NASA将提供广播报道、媒体简报和其他有关詹姆斯·韦伯太空望远镜重大部署里程碑的更新。詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上最大、最强大的太空科学望远镜。 Broadcasts of milestone events will air live on NASA TV, the NASA app, and the agency’s website. 里程碑事件的广播将在NASA电视台、NASA应用程序和NASA网站上直播。 Image…

前往L2点途中的詹姆斯·韦伯太空望远镜

前往L2点途中的詹姆斯·韦伯太空望远镜

2021年12月31日 JWST on the Road to L2 Image Credit & Copyright: Malcolm Park (North York Astronomical Association) Explanation: This timelapse gif tracks the James Webb Space Telescope as it streaks across the stars of Orion on its journey to a destination beyond the Moon. Recorded on December 28, 12 consecutive exposures each 10 minutes long were aligned and combined with a subsequent color image of the background stars to create the animation. About 2.5 days after its December 25 launch, JWST cruised past the altitude of the Moon’s orbit as it climbed up the gravity ridge from Earth to reach a halo orbit around L2, an Earth-Sun Lagrange point. Lagrange points are convenient locations in space where the combined gravitational attraction of one massive body…

詹姆斯·韦伯太空望远镜发射烟尘后方的李奥纳德彗星

詹姆斯·韦伯太空望远镜发射烟尘后方的李奥纳德彗星

2021年12月27日 Comet Leonard behind JWST Launch Plume Image Credit & Copyright: Matipon Tangmatitham (NARIT) Explanation: Which one of these two streaks is a comet? Although they both have comet-like features, the lower streak is the only real comet. This lower streak shows the coma and tail of Comet Leonard, a city-sized block of rocky ice that is passing through the inner Solar System as it continues its looping orbit around the Sun. Comet Leonard has recently passed its closest to both the Earth and Venus and will round the Sun next week. The comet, still visible to the unaided eye, has developed a long and changing tail in recent weeks. In contrast, the upper streak is the launch plume of the Ariane V rocket that…

地球上空的詹姆斯·韦伯太空望远镜

地球上空的詹姆斯·韦伯太空望远镜

2021年12月26日 James Webb Space Telescope over Earth Image Credit: Arianespace, ESA, NASA, CSA, CNES Explanation: There’s a big new telescope in space. This one, the James Webb Space Telescope (JWST), not only has a mirror over five times larger than Hubble’s in area, but can see better in infrared light. The featured picture shows JWST high above the Earth just after being released by the upper stage of an Ariane V rocket, launched yesterday from French Guiana. Over the next month, JWST will move out near the Sun-Earth L2 point where it will co-orbit the Sun with the Earth. During this time and for the next five months, JWST will unravel its segmented mirror and an array of sophisticated scientific instruments — and test them….