韦伯望远镜为何要在L2

　　这是阿丽亚娜5火箭上摄像头拍到韦伯离开离开地球的样子。
　　美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JamesWebb)刚刚到达了它的最终目的地--在太空中一个被称为第二拉格朗日点(L2)的引力特殊点，这座耗资100亿美元的天文台可能会在那里呆上20年或更长的时间，当它凝视着深空时，它会收集关于宇宙的前所未有的资料图片。
　　韦伯是有史以来建造的最复杂的望远镜，从那时起就一直朝L2方向前进。圣诞节启动。1月24日，她启动推进器mcc2，并将自己推到围绕这一点的轨道上，它将每六个月左右绕一圈。L2位于地球与太阳的对立面，距离太阳约150万公里，是到月球距离的四倍。在那里，太阳和地球的联合引力平衡了将韦伯拉向相反方向的向心力。
　　只有少数几次太空任务到达了L2，这是太阳-地球系统中的五个拉格朗日点之一。还有更多到达L2的任务正在计划当中，因为这个位置对像Webb这样的敏感天文观测站来说非常优秀。德国达姆施塔特欧洲航天局(ESA)航天器运营经理大卫·米利根(David Milligan)说：＂L2有几个独特之处，使之成为天文学任务的理想选择。＂
　　资料来源：改编自NASA/WMAP科学小组的材料。
　　这包括不受阻碍地观察大部分天空的能力。环绕地球运行的望远镜，如哈勃太空望远镜，在很长一段时间内都会被地球挡住。韦伯望远镜可以一直背对着太阳，地球和月球工作。＂L2真的很好，因为它有最明亮的物体--太阳、地球和月球--就航天器而言，＂位于马里兰州绿化带的NASA戈达德太空飞行中心(NASA Goddard Space Air Center)的工程师凯伦·里森(Karen Richon)说。＂你可以做一个很大的防晒罩，把所有的三个都遮住。＂
　　韦伯就是这么做的。从L2看，它的网球场大小的防晒罩总是挡住太阳，而它6.5米宽的主镜则凝视着深空的黑暗。韦伯将研究许多天文天体，包括宇宙中最遥远的星系、太阳系外行星的大气层和笼罩在尘埃中的恒星托儿所。
　　寒冷
　　L2的另一个好处是它很冷。地球轨道飞行任务在每个轨道上承受着阳光，经历巨大的温度波动，导致设备膨胀和收缩。科学仪器必须保持寒冷才能发挥更好的作用，在L2，那里的温度要稳定得多。韦伯的四种科学仪器在摄氏-233度(或绝对零度以上40度)的温度下工作，以发现来自恒星、星系和其他宇宙物体的微弱热量微光。
　　拉格朗日点是以它们的标识命名的，数学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日(Joseph-LouisLagrange)在1772年发现了拉格朗日点，在那里，一个小天体可以与两个这使得L1和L2，最近的拉格朗日指向地球，显然是空间探索的地方。
　　印第安纳州西拉法耶特普渡大学(PurduunUniversity)的航空工程师凯瑟琳·豪厄尔(KathleenHowell)说：＂有一种自然的气流从地球流入这些地方。＂然而，＂只有在过去的几十年里，我们才知道这条道路是存在的＂。
　　第一个到达拉格朗日点的宇宙飞船是美国宇航局的国际太阳-地球探索者3号任务，该任务于1978年发射，到达地球太阳一侧的L1点。豪厄尔说，这次任务表明有可能将航天器送入拉格朗日点附近的轨道。1995年，欧空局将太阳和太阳圈天文台送入L1轨道；它和其他几个飞行任务仍在从这一点研究太阳和空间天气。
　　第一次从L2运行的任务是威尔金森微波各向异性探测器，这是美国宇航局的一项任务，它研究了2001至2010年间大爆炸的余辉。欧空局已向L2发射了几艘宇宙飞船，其中包括现已停用的赫歇尔空间天文台(Herschel Space天文台)，该天文台与韦伯一样，研究红外天文学。目前在L2还有另外两项任务：欧空局的星标Gaia航天器和俄罗斯-德国天体物理观测站Spektr-RG。米利根说，这三者都在不同的轨道上，所以它们没有碰撞的危险。此外，他指出，＂空间是巨大的＂。
　　推力和燃烧
　　没有太空船精确定位在L2点，因为它在重力上不稳定。＂我们从来没有真正达到L2-我们接近它，＂Richon说。Webb沿着椭圆运行，其半长轴(航天器与L2之间的最大距离)在250,000至832,000公里之间。韦伯不会进入月球的阴影，让它的太阳能电池板保持能量，让它的天线不断地与地球沟通。
　　为了保持在这个轨道上，韦伯需要每三个星期做一次小的调整，燃烧它的推进器来保持它在L2周围的循环。否则，任务将漂移到星际空间。如果没出什么问题，韦伯的一生将取决于它所携带的燃料耗尽，以保持它在L2附近的位置。
　　里程碑式的韦伯天文台现在正式成为一台望远镜。
　　但是美国宇航局一直在研究如何让L2任务在计划寿命之外继续运行。从理论上讲，韦伯可以被一艘机器人飞船访问，以便会合并提供更多的燃料。豪厄尔还在为服务航天器设计轨道，以便从一个计划好的靠近月球的＂网关＂空间站返回到L2，然后再返回。未来计划对L2的任务包括美国宇航局的南希格雷斯罗马太空望远镜，计划于2027年发射，以及欧空局的行星搜寻柏拉图和阿里尔任务，分别定于2026年和2029年发射。
　　进入L2轨道标志着韦伯第一个月的复杂部署结束了，比如展开防晒霜。1月8日，它通过了一个里程碑当它展开主镜的最后一段时。自那时以来，工程师们一直在调整组成镜子的18个六角形段的对准。接下来是四个月的冷却和校准它的四个科学仪器，然后它才在六月之前开始做科学工作。
　　Webb是美国航天局、欧空局和加拿大航天局之间的合作项目。
　　更新和纠正
　　更正2022年1月25日这个故事的原始版本错误地说太阳系有五个拉格朗日点。事实上，任何有两个大天体的系统，比如太阳-地球系统，都有五个拉格朗日点。