考虑到韦伯工作时的极低温度,普通材料无法胜任镜面的制造,科学家最终选择了热稳定性好、抗弯强度高且低密度的金属铍作为材料。这种特殊材料的加工难度极大,且镜面抛光精度要求极高,达到了10纳米,相当于头发丝直径的千分之一,制造工艺极其精密。
詹姆斯韦伯望远镜为何价格昂贵?
韦伯的镜面直径达到6.5米,这已经突破了火箭发射的尺寸限制。为了解决这一难题,科学家设计了一种由18面完全相同的六边形镜面组成的折叠结构,它们在地面折叠,进入太空后自动展开并组装,这种高精度的太空组装技术极为昂贵且充满风险。
詹姆斯韦伯望远镜的造价高达约100亿美元,这主要源于其极其苛刻的工作环境要求。它需要被部署在距离地球150万公里的拉格朗日2点,这个位置比哈勃望远镜离地球还要远2632倍多,远超地球到月球的38万公里距离,巨大的发射和维持成本是价格昂贵的首要原因。
为了捕捉宇宙深处的红外信号,韦伯望远镜必须在接近绝对零度的极端寒冷环境中工作。由于红外设备自身发热会干扰观测,它必须远离太阳、地球及其他热源,选择在地球背后的引力平衡点隐蔽观测,这种特殊的热控需求直接推高了技术成本和复杂度。
为了隔绝热量,韦伯配备了一把巨大的“遮阳伞”,它由5层不同聚合物材料组成,每层厚度仅为25至50微米,比头发丝还细。这五层薄膜展开后总面积达300平方米,能有效将望远镜正面温度降低300摄氏度以上,确保其背面处于接近绝对零度的工作环境中。