韦伯望远镜不幸被微流星体击中! 一块镜面错位, 会影响使用吗?

2021年底,制造成本高达100亿美元的韦伯太空望远镜,终于在受各种原因多次推迟以后,从地面发射升空,被部署到距离地球150万公里的日地系统L2拉格朗日点。韦伯太空望远镜从某种意义上来说,作为哈勃太空望远镜的“继任者”,在宇宙起源、星系演化、地外行星探测、红外线探测等方面被人们寄予了厚望,原定今年7月12日左右,韦伯望远镜的首张“工作照”将向全球公开。

韦伯望远镜的坎坷经历

正当人们翘首以盼时,没想到近日的一则消息,让科学家和天文爱好者们惊出一身冷汗。据NASA介绍,在5月24日的时候,韦伯望远镜遭受了一场超出预期的微流星体正面撞击,主镜面被击中,造成其中一块镜面发生错位。

纵观韦伯从研制到发射,再从离开地球到目的地,10多年的时间真是“历尽坎坷”。在发射之前,由于超出预算、资金短缺、疫情等原因,研发进程一拖再拖,被人们调侃为“鸽王”。在准备发射时,又由于运输船只剧烈颠簸、天气等原因,几次推迟发射时间。在发射后抵达L2点的过程中,又遭遇了344个单点故障,其中还包括4次小规模的微流星体撞击。

好不容易通过系统冷却和针对性的调校,望远镜已经达到了最理想的工作状态,马上准备正式开工了,又遇到了第5次微流星体撞击,而且这次的撞击程度,要远比前面4次严重,可以说韦伯望远镜真是“屋漏又逢连阴雨”,人们都担心它会不会“出师未捷身先死”。

微流星体的危害

微流星体,实际上是一种体积非常微小的太空岩石颗粒,大部分的微流星体的直径都赶不上一颗沙粒。微流星体基本上都来自于小行星和彗星,在小行星或者彗星的运行过程中,当撞击到其他太空天体,或者自身发生裂解时,除了形成质量和体积较大的岩石碎片以外,还会形成数不胜数的微小岩石颗粒,悬浮、游荡在太空中。由于非常微小,我们在地球或者近地轨道上的望远镜,根本不可能准确观察到它们的存在,因此对于人造卫星、航天器会产生潜在的、不可避免的影响。

由于这些微流星体的数量实在太多、分布又十分广泛,而且人类对它们的活动轨迹根本无法掌握,所以不少航天器和太空设施不可避免地会受到微流星体的“袭击”。虽然微流星体的质量很小,但是很多微流星体与航天器的相对运行速度很大,在撞击时也会形成巨大的能量,有一定的几率造成航天器外壳以及携带设备的损坏。

比如,国际空间站上的加拿大机械臂,上面就有被微流星体击出的一个明显孔洞,所幸的是没有造成核心功能受损,并不影响机械臂的使用。

而更早时候在哈勃太空望远镜发生的事,就不那么幸运了,事件发生在1993年,当时哈勃太空望远镜刚刚运行了3年,然后它的太阳能电池板被较大的微流星体击中,直接造成太阳能电池板报废,当时望远镜就不能工作了。好在哈勃太空望远镜距离地面不远,NASA派出了7名航天员,乘坐奋进号航天飞机来到望远镜上面,费了九牛二虎之力给它更换了电池板,才确保望远镜能继续开展探测任务。

韦伯望远镜的前景不容乐观

相对于哈勃望远镜,此次韦伯望远镜被微流星体击中造成的后果,可能要更严重,主要原因在于:一方面,韦伯望远镜这次被击中的是主镜面,而主镜面对于望远镜来说,绝对是最为核心的部件,而且镜面的材质都非常特殊,根本经不起稍重一些的撞击,它在发射之前的船只上,由于固定的绳索脱落,引发了比较剧烈的震动,都差一点报废了,何况是太空中的撞击呢。

另一方面,韦伯望远镜距离地球实在是太远了,150万公里的路程,短期内我们还不具备派航天员过去维修的能力和技术,哈勃的设备坏了,我们可以去更换,而韦伯的设备一旦出现故障,则只能自求多福了。

还有一点,从目前的监测预警技术来看,我们对于150万公里L2点处所发生的事很难提前预判,更何况是非常微小的微流星体。不能提前监测到危险情况,也就不能及时采取紧急避让措施。

要知道,在L2拉格朗日点处,虽然对于大型的航天器来说,所受到的引力处于非常平衡的状态,可以让在很少燃料消耗的情况下运行,但是对于微小的流星体来说,极易受到太阳引力和其他大型天体引力扰动的影响,从而偏离原地的轨道,很大一部分会从小行星带向内运移,从而到达这一区域,因此L2点上分布或者经过的微流星体数量,要比其他区域多的多。

在韦伯望远镜遭受到这次撞击之后,美国NASA的工程师们已经开始对受撞击的镜面采取有针对性的微调,从而消除错位对整体观测的影响。据NASA发布的消息称,韦伯望远镜并没有因为这次撞击而发生“致命”的影响,7月12日依然能够拍摄和传回宇宙第一幅全彩影像。

但是,这种被动的调节,并不能解决韦伯望远镜所受到的安全风险问题,从以上的分析可以看出,今后这台望远镜仍然不可避免地会遭受到更多的微流星体撞击,而撞击到哪个部位、撞击程度如何、会不会损坏主体设备这些问题,我们都不得而知,也无法掌控。

而一旦遭遇到较大的微流星体剧烈撞击,韦伯望远镜随时都有可能报废的风险,而我们现在又不具备提前预警和过去维修的能力,只能在珍惜它传回的每一张图片的同时,为它默默祈祷。

posted @ 22-07-02 03:08 作者:admin  阅读:
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