詹姆斯和韦伯太空望远镜这是历史上最强大、最烧钱的一次太空望远镜，没有人在某种程度上是这样的哈勃太空望远镜我的继任者。哈勃望远镜在1990年发射时，耗资约12亿美元。自1996年韦伯望远镜项目提出以来，预算从最初的5亿美元一次又一次增加，发射日期一次又一次推迟。最后，它拖出了科学史上的一个奇迹：即使不考虑以后的维护，成本也超过了100亿美元。
詹姆斯和韦伯太空望远镜
100亿美元的概念是什么？一张100美元钞票的重量是105克。1亿张这样的钞票的重量是105吨。需要两到三辆重型卡车才能拉到它们。如果我们每秒烧掉100美元，需要三年零两个月的时间才能全部烧掉。太空活动的成本很高是一个普遍现象，但很少有人能达到韦伯望远镜的烧钱水平，而韦伯望远镜几乎可以与阿波罗登月和太空探索相媲美航天飞机可比较的
造价超过100亿美元的望远镜
说到航空航天的成本，有些人会想到马斯克。在火箭回收技术的帮助下，这位凶猛的男子将发射成本降低到其他人的一小部分。最近SpaceX用一枚11手猎鹰9号火箭，成功地发射了多颗卫星链卫星。马斯克甚至表示，他将在退役前重复使用一枚火箭100次。如果能够实现，未来的太空发射成本必将进一步降低。
SpaceX创始人埃隆·马斯克
那么，如果我们把韦伯望远镜交给马斯克发射，我们能降低其惊人的成本吗？众所周知，火箭是航空航天领域的主要资金燃烧点之一。要将卫星或其他航天器送入太空，至少需要将其加速至第一宇宙速度，也就是说，7.9公里/秒可以成为绕地球轨道运行的卫星。如果你想去月球或更远的地方，你需要更大的速度增量。
为了实现这一点，有必要使用运载火箭，它不仅消耗大量燃料，而且使用复杂的燃料火箭发动机，这些昂贵的发动机过去是一次性的，这使得太空发射非常昂贵。向天空发射1公斤的载荷的成本通常是数万美元，这是非常夸张的，并大大提高了航空航天的门槛。
一次性火箭非常昂贵
火箭回收和再利用技术的出现打破了这一困境。在SpaceX的猎鹰9号火箭的第一级和第二级分离后，第一级火箭将返回地面或海上的大气层驳船软着陆后，可在翻新后再次发射。后来，它被开发用来回收火箭头整流罩。
由于第一级和整流罩占猎鹰9号火箭成本的很大一部分，约57%，这项技术直接使卫星发射成本降低。猎鹰9号不重复使用的单次发射成本为6200万美元，而重复使用火箭的成本仅为2000万美元，报价可能低至每公斤3000美元。
如果你能回收第一级火箭，你可以节省一大部分成本
反过来考虑韦伯太空望远镜，ESANicholasTse5ECA火箭是一种传统的一次性火箭。按照欧洲风格，这种火箭并不便宜。平均发射价格已达1.5亿美元。如果韦伯望远镜真的交给马斯克发射，似乎真的可以降低成本。
但实际情况并不像预期的那么简单。以马斯克目前的实力，他可能无法推出这个大人物。即使可以发射，成本也可能不会降低。
韦伯太空望远镜的总发射重量为6.2吨，工作地点位于距地球150万公里的第二拉格朗日点。阿里亚娜5号火箭是一个强壮的大个子。核心级的直径达到5.4米，只有一个核心级的推力为135吨氢氧发动机，第二级也是氢和氧发动机，火箭还捆绑了两个固体推进器。
阿里亚娜5eca的地球静止转移轨道容量为10.5吨，足以将6.2吨的韦伯望远镜送入150万公里外的第二个拉格朗日点。截至2002年，尼古拉斯·阿里亚娜5号是当时世界上最强大的商用火箭，欧空局还有一个离赤道最近的圭亚那航天发射中心，可以最大限度地利用地球自转的力量。
圭亚娜航天发射中心
因此，1996年启动的韦伯望远镜项目自然选择了尼古拉斯·阿里亚娜5号发射。也可以用a-5火箭发射国家航空和航天局与欧空局签订的合同部分体现了美国和欧洲之间的合作。
选择NicholasTse5的另一个主要原因是它有一个巨大的整流罩，外径为5.4米，内径为4.57米，这对韦伯望远镜非常重要。望远镜的六角主镜直径相当于6.5米，有一块网球场大小的遮光板。没有一枚现役火箭能直接把它插进这么大的尺寸。但经过一系列复杂的折叠后，它可以被放置在a-5火箭的5.4米整流罩中。
折叠望远镜刚刚插入a-5火箭整流罩
韦伯首次提出这台望远镜时，SpaceX直到2002年马斯克建立时才存在。SpaceX的标志性火箭“猎鹰9号”于2010年首次发射，并于2015年首次回收，因此韦伯望远镜不可能在当年选择马斯克的火箭。假设它可以由另一枚火箭发射，它可能不会交给马斯克。
猎鹰9号现在有一个全推力版本的FT，它可以向低地球轨道发送22.8吨载荷，向36000公里高的地球同步转移轨道（GTO）发送8.3吨载荷。当然，这是不可回收的。但是用这个火箭韦伯在150万公里外发射时，运输能力稍有不足，如果不回收，将失去更换火箭的意义。
猎鹰火箭家族
当然，马斯克手里还有一只沉重的猎鹰，小马最大运输能力可达26.7吨。如果在整个海域回收，则为10吨。推出韦伯就足够了。但是大量的狩猎整改盖子的外径与猎鹰9号相同，为5.2米，略小于尼古拉斯5号。目前，没有关于内径的相应数据。折叠式韦伯望远镜能否安装尚不清楚。未来星际飞船对
然而，即使重型猎鹰配备了足够大的整流罩，可以在折叠状态下安装韦伯望远镜，它确实可以在一定程度上节省发射成本，但不可能依靠它来大幅降低整个项目的成本！
重型猎鹰的容量没有问题，但整流罩稍微小一些
这是因为韦伯100多亿美元的成本中只有一小部分用于火箭发射。即使郭景峰火箭的总成本不到5亿美元，它还能改变ECA的总成本吗？这一切都要归功于这台望远镜极其复杂的技术。
韦伯太空望远镜的任务是观察宇宙的早期出现。据说它能看到136亿光年以外的天体。根据大爆炸根据该理论，宇宙诞生于138.2亿年前。换句话说，韦伯在宇宙诞生约2亿年后获得照片的能力一定非常惊人。然而，由于宇宙的膨胀，那么远的物体的逆行速度非常高，红移其数量将非常大，可见光将发生红移红外线的。
大爆炸
因此，韦伯望远镜强调红外观测能力，能够在中红外波段接收光线，这与哈勃望远镜在紫外、可见光和近红外波段工作有很大不同。为了提高红外观测能力，韦伯望远镜必须处于足够寒冷的环境中，这意味着它必须避开太阳、地球甚至月球的光线，因为它们是强大的红外发射源。
因此，韦伯望远镜的工作轨道设置在150万公里外的第二个拉格朗日点附近。这里太阳和地球的引力是平衡的，基本上可以保持望远镜相对于太阳和地球的角度不变，然后它们可以被一个巨大的遮光板挡住。
韦伯望远镜在L2的第二拉格朗日点附近工作
遮光罩长21多米，宽14米，有几层。前一层在加热后吸收光线并发射红外线，但这些红外线将被后一层阻挡。经过几层阻挡后，几乎没有红外线泄漏。
这使得遮光板背面处于极冷状态，温度达到-223°C。近红外设备也可以通过被动冷却设备冷却至-234°C，而中红外观测设备需要冷却至-234°C液氦进一步冷却到-266°C离绝对零度不远。
巨大的多层遮光板
在这种极低的温度下，只有使用热变形非常小的铍作为透镜材料，才能确保成像质量不受热膨胀和冷缩的影响。这些铍透镜经过高度抛光，偏差不超过10纳米，并镀上一层金膜。每个透镜后面安装了七个电机，用于微调透镜的形状和方向，并进一步减少误差。
韦伯望远镜共有18个透镜，形成了一个直径为6.5米的主镜，比普通望远镜大得多哈勃2.4米，分辨率也远高于后者，后者可以捕捉最暗的光线。这样大的主镜不能再像哈勃望远镜那样有一个大镜筒，所以它是一个开放式结构。六边形主镜就像船形遮光罩上的帆，整个韦伯望远镜就像一艘帆船。
主镜由18个铍透镜组成
巨大的遮光罩和主镜不经折叠就无法放入任何火箭。因此，望远镜必须在地面上折叠，然后在发射后在太空中逐步展开。这个过程非常细致。只要一步走错了，就没有成功。
这是因为韦伯望远镜工作在150万公里之外，在可预见的未来不会有人载人航天器飞到那里维护它。哈勃望远镜也可以由航天飞机提供支持。韦伯只能依靠自己，所以她对可靠性提出了很高的要求。必须指出的是，NASA和ESA在决心参与如此巨大的单锤交易时，心胸开阔。
折叠的韦伯望远镜需要在太空中打开
事实上，他们对此感到困惑。韦伯望远镜的技术问题一个接一个，方案一次又一次改变，发射时间一次又一次推迟。最后，他们成了“鸽王之王”。科技项目害怕延误，这将导致成本飙升。在如此高的技术难度和长达25年的等待下，韦伯望远镜成了一头烧钱的野兽。
吞噬黄金的怪物
马斯克无法解决上述问题。因此，那些把韦伯降低成本的希望寄托在马斯克身上的网民可以省去担忧。
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