题目

韦伯空间望远镜的轨道高度为什么那么高?

提问时间：2020-08-02

答案

那个位置是L2点,就是第二拉格朗日点.在简化三体问题中（两个大质量质点和一个微小质量质点的三体运动）,有5个点可以让小质量天体稳定运行,这5个点被称作拉格朗日点.L2点就是其一.所以,在L2点的优点之一就是不需要轨道调整就可以长期在那个位置运行.
其二,低轨卫星在地球附近运行（如哈勃）,会受到大气阻力的影响,轨道逐渐降低.所以需要不停的轨道维持,需要大量的燃料和能量.而L2点远离地球,没有大气阻力,完全不需要考虑这个问题.
其三,韦伯望远镜的主要科学目标是红外观测,但是,存在温度的物体都会有红外辐射,地球、太阳都是非常大的红外干扰源.所以韦伯采取远离地球,并背向地球和太阳观测.
其四,前面说了,温度是红外观测的大敌,望远镜本身的温度也会造成一个本底噪声.而且,观测的后端,比如CCD对温度也很敏感.温度越低,CCD的暗流噪声就越低.L2点远离地球和太阳这两个热源,降温更加容易,同时也节省了宝贵的冷却剂——液氦.