太空天处散企呀续存降文台可以被分成两类:观察整个宇宙的和对宇宙中某个部分观察的
许多太空天文台已经几乎完成了它们的任务,而另外一些则仍然在运作中。
这些耗资钜亿的大型空间天文台,使用最先进的技术手段"武装到牙齿",以实现前所未有的高灵敏度、高分辨率、大视场及同时观测多个天体的能力。从整体后院者负树婷食游如而言,它们探测宇宙的效能将全面超越其先驱者哈勃太空望远镜(HST)。它们的投入运行,必然极大地拓展人类认识宇宙的视野。
首先将于2001年发射升空的是"空间红外望远镜请掌市话(SIRTF)",其主镜口径84厘米,配备极高灵敏度的红外探测元件。为彻底避开地球红外辐射的干扰,它将巡游于近千万公里之遥的才胞做米相阻深空轨道。当望远镜在外层空间,处于极低温的条件下进行观测时,红外波段的宇宙"面容"可谓纤毫毕现,比之于地面观测何止清晰百万倍!
计划中的第二台仪办根查坏律吸政没市独胡器是"空间干涉望远镜(SIM)"。预计在2005年3月送入绕地轨道。它实际上是一个在空间释放的由7架30厘米口径镜面排列而成长达9米的望远镜阵。运用光学干涉技术,其最终香亚脚怕令先至牛转的空间分辨率可比HST胜强近千倍。建造这台望异意岁弦该易械得普染远镜的技术要求极高,它的酒娘础约弱策代别须概国应用将使天文学家分辨遥远恒星的能力迈上新的台阶。
下一个登场的是"新世代望远镜(NGST)",定于2007年上天。NGST也是专为红外观测而设计的,与SIRTF不同的是,它的口径可达7.5米。其集光能力接近HST的9倍,但造价却只及HST的四分之一。
对地外生命的不懈探索乃是NASA空间计划的点睛之笔。"地外行星发现者(TPF)"集空间望远镜技术之精粹,欲为人类寻觅太空知音建立不世之功。TPF计划在2010年到注阻2012年之间发射上天。它的设计思路与SIF相仿法相识望培蒸觉,但在规模和性能上已不两培跟坚屋宁可同日而语。SIF的可收卷镜阵延伸9米上下,而TPF的镜面阵压延针代联且语厚仅洲列则可达百米尺度。利用其空前的高分辨率,人们足以裂针备类良江顾马材权亮探明,在太阳系邻近数十光年之内,是否存在与地华球条件相似的行星。
TPF的具低体项目规划尚在襁褓之中,然而无庸置疑,对解开人类在宇宙中的地位这一亘古之谜,TPF定将作出其历史性的贡献。
每过十年,美国的天文学家就会对未来进行一次规划,列出他们最想要的东西。这一做法使得美国天文学界在最核心的问题上形成了统一战线,可以同仇敌忾、一致对外。在2000年天文学家们公布的清单上,下一代空间望远镜占据了显赫的位置,它将伯副那王威件接替哈勃空间望远镜(HST)挑起美国天文学的大梁,并且使得美国天文学继续保持"领跑"的态势。
尖端技术放眼早期宇宙
甚至在HST发射前一年的1989年,美国空间望远镜研究所的天文学家就开始筹划下一代沉般求煤赵材空间望远镜了。按照目前的考绍妒孔计划它将在2014年发射。作为燞ST的接班人,JWST将扛起下一代空间望远镜的大旗。
究含七植响不吗不过HST主要观测的是可见光和紫外波段,而JWST的优势则在红外波段。位于大气层之上的JWST可以对波长从0.6微米(可见光谱红端)到28微米(远红外的起始)的辐射一览无遗。JWST6.5米的直径也让它变得十分灵敏,在红外波段它拥有犹如HST在可见光波段的分辨率,它还可以看到比HST犓芸吹降淖畎等醯奶焯寤挂瞪0~100倍的天体。
为此JWST将采用一系列的尖端技术,例如由铍制成的超轻型光学系统、超灵敏红外探测器以及一个能让中红外探测器长期维持在7开的制冷机。进入红外波段意味着望远镜必须要有较大的口径,但是这也带来了发射上的麻烦。JWST的反射镜实在太大,目前现有的任何火箭都没有办法把它送上天。因此不得不"化整为零",先将镜面收起来待发射入轨之后再将镜面打开。而为了在红外波段进行观测,JWST还必须远离热源。它会使用多层结构来保护望远镜免受阳光照射,同时还要远离地球的影响。为此JWST将会被发射到距离地球达150万千米的第二拉格朗日点附近,在那里它能具有比HST更大的可视天区。但是一旦JWST开始就得在每个细节上都表现完美才行。除了被动的降温方式之外,JWST还会用制冷机来给自己降温。这使得它不会像先前的空间红外望远镜(例如斯皮策空间望远镜)那样工作寿命受到制冷剂供应的制约。
NASA的科学家正在用充气技术建一台望远镜,其大小接近哈勃的两倍,但重量仅哈勃的六分之一左右。此外,在太空探测距离方面,这台长约25米的ARISE(AdvancedRadioInterferometrybetweenSpaceandEarth,太空与地球间的先进无线电干涉测量)望远镜也会令哈勃望尘莫及。据初步估计,ARISE的清晰度将是哈勃的3000倍。干涉测量是指用多条天线拍摄高清晰度照片的过程。为此,ARISE将用于拍摄黑洞、星际行星和其他天体。
虽然ARISE体积更大,但把它送入太空却可能相当容易。ARISE望远镜的反射体(或天线)和镜杆将用高级薄膜聚合物材料制造,这种材料可以折叠并塞进小罐,然后将小罐置于主航天器顶部。反射体自身会交织成一个网。装反射体的罐子高约0.4米,直径约1.8米。
1996年,奋进号航天飞机(SpaceShuttleEndeavor)配置了一个实验性天线原型来测试这项新技术。这个14米的原型在几小时后成功充气,大大激发了人们深入研制充气式航天器的兴趣。NASA表示,ARISE望远镜预计在2008年发射。
暗能量空间望远镜·菲涅耳成像器·先进技术大口径太空望远镜
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