综述
如今老美怎么也没想到,曾几何时他们看不起的中国航天技术,现在已经实现了跨越式的飞跃,以至于美媒都开始报道:中国一定是搞到了外星科技,否则怎么会有如此显著的航天成果?
这想来确实让人觉得好笑,中国目前正在计划建造新一代空间站架构,这其中除了问天和梦天两大实验舱外,还有个额外的巡天空天望远镜。
据说该望远镜理念和性能已经超过了哈勃深空,如今正在用机器蜘蛛辅助机械臂组装呢。难怪老美会如此担心,一旦哈勃望远镜被拉下神坛,那他们的太空优势将会再次失去。
哈勃望远镜的继任者
不管是在苍茫无垠的宇宙还是在地表上方,人类对望远镜的需求都是非常强烈的,而且望远镜越大越好,越清晰越好!
如果在地面上,那7-10倍的普通双筒观景镜基本上就能满足我们的使用需求,它能轻松看到百米开外的物体,延长我们的视力极限。可如果是深空呢?
即便是距离地球最近的行星金星,双方也有着4050万公里的距离,人们触目不可及,就必须要借助空间望远镜来完成。
目前已知最著名也是最强大的空间望远镜当属哈勃望远镜,它是由美国国家航天局同欧洲航天局合作研发,并于1990年发射到近地轨道开始运行的。
再往后30多年的时间里,哈勃望远镜为我们描绘了一个前所未见的壮观宇宙图景。蝴蝶星云、创生之柱、M69球状星团、哈勃超深场,还有数不尽的绚丽图片。
可以肯定的说,哈勃为人类认识并了解宇宙作出重大贡献,如今,它仍然在不间断向地面传来大量有关宇宙的图像资料。
可是哈勃使用久了美国就发现一个问题:由于使用年代久远,他们必须频繁安排航天计划去维修哈勃望远镜,有时候得派出航天飞机运送航天员和工程师赶赴深空维修哈勃。抛开巨大成本不说,这还是个治标不治本的办法,哈勃望远镜仍然会出问题,美国NASA的维修成本持续上升。
截止到今天,哈勃望远镜已经在近地轨道运行31年,经过数次维修后,他已经变成了一位垂暮的老人。外加上航天飞机几乎全部退役,哈勃很快将面临无人可修的状况,它需要一位继任者,来完成它的使命。
那哈勃望远镜有继任者了吗?当然!根据美国NASA公布的信息显示,哈勃望远镜将会在未来几年内彻底退休,它的继任者韦伯太空望远镜已经准确就绪,它的功能要更强大,能够观测到一个更广阔的宇宙。
韦伯太空望远镜亦不是终点
但说实话,韦伯太空望远镜并没有让世界感到惊异,简单来说他属于传统意义上的升级产品,在各个方面都遵循往年的发射流程、发射方法和工作设定。
这里给大家普及一下,不管是哈勃也好,韦伯也罢,都是采用地面发射的方式,通过发射器将望远镜送上近地轨道。
可问题是,对于巨型太空望远镜来说,你很难找到合适的发射器去承载它们,因此当初哈勃就是被塞到一个约4米高的发射整流罩中送上天空。现在韦伯太空望远镜也差不多,它被折叠放进5米高的发射整流罩,这几乎已经是发射空间望远镜的极限。
不是说人类造不出更大更精密的空间望远镜,关键是发射不上去,你有什么办法呢?
所以这些年我国就在构思:如果能把空间望远镜的零件都拆开发射,进入太空后在轨组装,这样我们建设空间望远镜就不会再受地面发射程序的限制,我们将拥有更大的镜面,水平要比一代望远镜高几个等级。
这有可能实现吗?当然有可能!韦伯太空望远镜发射时美国就曾打算实践该方法,但美国大面积在轨组装技术还不成熟,比起在轨组装,他们宁愿选择折叠技术,将镜面折起来,但这仍然有一定的镜面限制。
相比于美国仍在驻足观望而言,我国中科院已经开始计划下一代空间望远镜的发射与组装,因为我们有一个非常大的优势——空间站!
在轨组装技术核心便是利用空间站上的太空机械臂完成,虽然机械臂末端大约会产生的误差只有45mm,但是这对于像深空望远镜这样如此精密的设备来说,却是失之毫厘差之千里。
但我国已经对此做了充分准备。
为了解决这个难题,我国科学家提出了诸多解决办法,包括光学镜面校准、利用几何映射理论建立“双点触碰”模型等方法,通过位移曲线变化将相对误差控制在0.015mm之内。
这并不是,在未来5-10年时间里,或许我们将能看到人类历史上第一个由机械臂组装的空间望远镜。
该望远镜能够避开单一镜面形式的技术难度和加工成本,也能显示出更为真实壮阔的宇宙图景,它会显得悠远而深邃。美国做不到的事情,我们将超越他们独自完成。
结语
说来好笑,自从中国空间望远镜项目对世界公布后,因其外形酷似星际战舰上携带的轨道激光炮,让西方媒体直呼:中国一定是得到了外星科技!
实际上,即便没有虚无缥缈的外星人,人类也能凭借自身航天技术的进步实现该里程碑式的成果。
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