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天文望远镜是谁发明的(“鸽王”詹姆斯·韦伯空间望远镜的心酸发射史)
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发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
地面严苛的测试的确是有益的。2018年3月,韦伯望远镜的隔热罩在进行展开测试时撕裂了,NASA不得不进一步将发射计划推迟至少3个月。当年4月,对隔热罩的进一步振动测试表明隔热罩产生了两倍于预期的振动,测试结束后发现1000颗螺丝中的20颗出现了松动。与此同时,粗心的工作人员也带来了多余的麻烦,在清洁望远镜时工作人员使用了错误的溶剂,另外还错误接线导致望远镜承受了过高的电压。
总而言之,一年内螺丝松动、溶剂误用、接线错误这三个失误使韦伯望远镜的发射时间进一步推迟了1.5年,并且多烧掉了大约6亿美元的测试经费。NASA不得不出面说明,80亿美元的经费肯定不够用了,2018年发射的承诺也已无法实现——发射日期再次被推迟到2020年5月。
气氛再次紧张焦灼起来,2018年一份审查报告显示,韦伯望远镜可能会出现344种不同的故障——这对于任何航天任务来说都是一个可怕的数字。哈佛大学的天体物理学家格兰特·特伦布莱(Grant Tremblay)表示,这意味着如果某个金属支柱发生故障,或者一根电缆卡住,“我们就会得到一张价值100亿美元的废纸。”根据这一审查报告,NASA对韦伯望远镜进行了系统性的排查与测试,并将望远镜总成本控制在88亿美元,发射时间进一步延后为2021年3月30日。
新冠肆虐,海盗猖獗就在NASA着手对各项可能出现的故障一一排除时,却又赶上了肆虐全球的新冠肺炎大流行。为了应对疾病控制与预防中心的政策,2020年3月份NASA不得不暂停了韦伯望远镜的几项关键测试工作。同时,NASA也出现了人手不足的情况,他们只能将主要精力集中于2020年的毅力号火星车任务上。就这样,韦伯的发射日期被推迟到了2021年10月31日。
NASA在疫情影响下艰难地完成了韦伯望远镜发射前的最后几项任务,成功进行了最终的折叠与打包工作。然而其发射工作再次因为三条其他原因被推迟到至少2021年11月底,这次与望远镜本身无关。
首先,问题出在火箭身上。2020年8月阿丽亚娜5号执行两颗通信卫星的发射任务时,工作人员发现火箭的整流罩异常,分离似乎并不完全。此外,在2020年2月的发射任务中,飞行引起的振动高于常值。这都对韦伯的发射产生了潜在威胁。NASA将发射时间推迟到至少2021年11月底,并要求阿丽亚娜公司通过重新设计解决以上问题。欧空局在韦伯发射之前的2021年7月31日、10月24日成功发射了两枚改进后的阿丽亚娜5号火箭,两次发射证明了相关问题得到解决。
其次,库鲁航天发射场的疫情形势也不容乐观。法属圭亚那尚未广泛接种疫苗,如果疫情形势进一步恶化,可能会拖延韦伯望远镜在发射场相关准备工作的进度。
最后,由于发射场位于南美洲,把望远镜从美国千里迢迢运输到发射场要16天的时间,同时还有一个最大的威胁等着他们——海盗。海盗大概不会忽略这一块价值100亿美元的肥肉,很可能将运输船劫持。这并非空穴来风,早在1982年一台名叫JCMT的望远镜就在运到英国的路上被劫持了。为了应对此事,NASA始终对韦伯的具体运输日期缄口不言,同时叫来美国海军保驾护航。韦伯望远镜最终于2021年10月18日安全运抵法属圭亚那库鲁航天中心,并将发射日期定为2021年12月18日。
本性难移韦伯在库鲁航天中心的准备工作还算顺利,人们都认为这款望远镜终于能够守时一次,并在2021年12月18日如期发射了。然而,阿丽亚娜公司的工作人员却又惹了乱子,使箭在弦上的韦伯望远镜再次推迟发射。
工作人员将韦伯望远镜连接到运载火箭适配器上时,将韦伯固定在运载火箭适配器上的夹箍突然意外松开,导致整个望远镜发生了不小的震动。NASA立即进行调查并为韦伯望远镜进行了额外的测试,以防止这一恶性事件对望远镜造成损坏。
谢天谢地,经过检测这次震动没有产生破坏性的影响。韦伯的发射日期只延后了四天,燃料加注工作正常进行,发射时间重置为北京时间2021年12月22日20:20。
然而,就在全球无比期待的目光下,“鸽王”又推迟了——12月15日,距离原定发射日一周时,欧空局表示发射要再推迟——理由是需要解决望远镜与火箭之间的通信问题,发射时间再次被重置为2021年12月24日XX时。到了22号,发射场工作人员发现发射场天气实在不佳,无法进行火箭的垂直转运,发射时间又双叒叕被推迟24小时,瞄准12月25号20:20,西方的圣诞节之日发射。
24日,发射场天气向好,火箭终于推出总装厂房,走过地面上的最后一段路途,前往发射台加注燃料,静待发射。
当了十余年“鸽王”的韦伯望远镜终于在发射前再三拖延,没有忘记自己已经忠诚了半生的“鸽王”称号,真可谓本性难移。
廿年磨一镜,霜刃未曾试。今日把示君,谁有不平事?不少参与韦伯望远镜建设工作的工程师与科学家在接手这项伟大任务时正值壮年,而如今已白发苍苍。现在他们终于能够看着这枚倾注了半生心血的望远镜飞上云霄,带全世界的人们看一看宇宙的第一缕曙光。
本文作者:青天会学术部,来源:北大青年天文学会,原文标题:《“鸽王”詹姆斯·韦伯空间望远镜的心酸发射推迟史》
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