【简介：】真正意义上的永动机是不可能的！因为它违背了最基本的科学定律：能量守恒定律！但可以通过借助重力，磁力，偏心等外力转换成不间断能量设计出所谓的“永动装置”但能量微乎其微不具有
真正意义上的永动机是不可能的！因为它违背了最基本的科学定律：能量守恒定律！但可以通过借助重力，磁力，偏心等外力转换成不间断能量设计出所谓的“永动装置”但能量微乎其微不具有实用价值。
谢邀请:物理规律谈什么超越不超越的，物理规律是永恒不变的。永动机是造出来的，不是目前的科学水平还不能够将它实现，而是永动究竟是什么玩意？
中国目前的科学技术能造出詹姆斯韦伯那样的空间天文望远镜吗？
30年内很难很难！韦伯望远镜其实早在1996年就已经设计完毕开始制造，但因为经费预算、遮阳伞折叠等原因足足耽误了25年才发射升空，可以说韦伯望远镜一经发射就已经是落后于这个时代的技术水平了。那么，即使是这样，为什么说咱们国家制造韦伯望远镜还很难很难呢？
这篇文章，站长就跟大家聊聊制造韦伯望远镜中的几大难题。
更大口径的镜片要问什么是光学天文望远镜的核心参数，那么镜头大小必然是最重要的一个。镜片的口径大小和观测能力成正比关系，镜头越大，观测到的距离也就更远，分辨率也就更高。
韦伯望远镜的镜片口径史无前例的增大到了6.5米，是前辈哈勃望远镜（2.4米）的近3倍，集光面积也从哈勃的4.5平米增大到了25.4平米，这些参数的升级可真不小。
值得一提的是，别看韦伯的口径只是增加了不到3倍，但是带来了极大的制造难度以及成本攀升。
为了解决超大镜面问题，美国科学家创新性的提出了拼接方案，整个6.5米口径的镜头是由18片六边形的小镜片拼接而成，而且为了方便发射减小阻力，这些小镜片在发射前是折叠到一起的，进入到太空后才拼接成一个大镜头。
而这18片镜片拼接和折叠的精度就决定了这块主镜头的成败，为了达到媲美成片镜头的效果，这18片镜头的折叠和拼接精度要达到10nm级别，这可是极具挑战性的精密动作。
敢在如此重要的镜头上做文章 ，也就米国有创意、有魄力敢这么玩了！
更精密的镜面材料韦伯望远镜在制造、发射和展开工作时要面临一百多度温差的环境温度。特别是它的核心器件工作温度已非常接近绝对零度，对镜面材料的要求极高，因此需要同时具备抗弯刚度高、热稳定性好、热导率高、反射率高、密度低、温度形变小、性质不活泼等特点。
在精密要求上，镜片的制造加工精度要达到10纳米级别，这个要求所允许的误差相当于一张A4纸厚度的万分之一，考验的是一个国家的精密机床等基础工业水平。
遮阳伞的制造和自主展开控制遮阳伞的功能简单来说就是为了给望远镜遮挡一些太阳光和地球反射回来的光，让望远镜维持在一个极低的温度，摆脱地球和太阳的辐射干扰，让观测更加精确。
这部分的难度主要体现在遮阳伞的制造以及升空后的展开动作两个方面。
在制造方面，这把遮阳伞采用5层结构，每一层材料主要由聚酰亚胺、硅膜和铝膜构成，首层最厚也仅为50微米，比人类头发丝直径还小，而中间层仅为25微米，可以说非常精密了。
而这5层要达到的效果就是能屏蔽300℃以上的温度，也就是说向阳面即使有300度以上，被遮挡后传递给望远镜的温度也仅仅是0℃左右。
只是掌握了遮阳伞的制造还不行，还得想办法把遮阳伞给送上太空并且能够在太空中顺利展开，毕竟这个遮阳伞足足有300个平米大小，现有的火箭还没办法把它展开后送上去，所以科学家们不得不把它折叠起来塞进火箭里。
进入太空后火箭将其“吐出”，然后释放出100多台小车抓住遮阳伞的一角让其逐层展开，每个小车的动作需要完美配合，避免褶皱或者撕裂，这个难度也是非常之大。
这也是为什么前两天遮阳伞被成功打开的消息传回地球时，科学家们会激动到流眼泪的原因。
拉格朗日2点的安稳运行为了追求观测的极致效果，避免地球尘埃、辐射的影响，韦伯望远镜被发射到了距离地球150万公里的太空中，这个地方被称为“地日拉格朗日L2点”。
这个距离有多远，大概是地球和月球距离（38万公里）的4倍！
而它的前辈哈勃望远镜，离地球仅仅是575公里。
发射到这么远，就存在一个大问题：
150万公里的距离实在太远，人类根本没办法进行升空维修，这就要求韦伯望远镜上的所有设备都必须一次性成功，容不得半点差错，这对研究设计来说难度非常之大。
当年哈勃望远镜发射后就曾发生了故障影响观测，人类不得不派出5次航天飞机进行维修，才避免了几十亿的损失。
只是哈勃望远镜距离地球只有575公里，而韦伯则是150万公里，这就是“一锤子买卖”，非常考验技术可靠性。
超高的经费预算其实，除了技术难度之外，让我们望而却步的，还有巨大的研发经费投入。
韦伯望远镜是迄今为止世界上最贵的单体航天器，造价达到了100亿美金，考虑到它的质量仅为6.5吨，也就意味着它的单价超过人民币10000元/克，是黄金单价的20余倍！
所以，韦伯望远镜是名副其实的“黄金眼”！
与之形成鲜明对比的是，咱们国家每年的航天总预算仅仅是20亿美金左右，咱们用于探测任务的悟空号探测器也仅仅是投入了不到1亿美金。
悟空号：
巨大的经费差距，一定程度上也就注定了研发技术水平的差距。
技术积累需一步一个脚印数据统计，人类从上世纪60年代以来总共发射了大概100个天文望远镜，而中国在里面只有悟空号一个暗物质探测器，存在感非常低。
在未来两年内，咱们国家最先进的天文望远镜是计划在2024年发射升空的“巡天”光学舱平台搭载的望远镜。
这个望远镜将会被发射至离地球320公里左右的中国空间站轨道上，基本上是贴地飞行了。
望远镜的镜头口径将达到2米，略小于哈勃望远镜的2.4米，配备31个9k×9k CCD、8个4k×6k CMOS GS、8个2k×2k CMOS WFS，25亿+2亿像素，观测波长范围255~1000纳米，g波段模拟像质0.13~0.15角秒，轨道高度393千米时对地极限分辨率0.132米，有效视场1.1平方度，带有7个滤光片，具有光谱能力。在角分辨率、光轴长期指向稳定性等方面，该望远镜的性能仍不及哈勃望远镜。
技术积累需要一步一个脚印，指望我们从一无所有的水平直接跳跃到制造世界最先进望远镜的水平，这本身就是一种违背科学规律的说法，咱们国家制定“巡天”望远镜计划时，必然做了多种考量，任何的诋毁或吹捧都改变不了中国航天的稳健步伐。
你认为中国能制造出韦伯望远镜吗？你认为最大的难度是什么？欢迎留言区讨论！
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答案是——能，以中国目前的科学技术是可以造出像詹姆斯韦伯那样的空间天文望远镜的，当然了，这是从宏观角度上得到结论。欢迎关注兵器知识谱，今天我们来科普关于空间天文望远镜的知识。
詹姆斯韦伯空间天文望远镜从1996年立项到前日发射升空，一共历时25年，总共花费资金97亿美元，将在距离地球150万公里的L2拉格朗日点轨道运行，对宇宙空间进行观测。
与以前的哈勃望远镜相比，詹姆斯韦伯空间天文望远镜的特点主要有以下三点：第一、运行距离遥远；第二、采用红外线探测、第三、探测距离更远。
我们先来说第一点——运行距离遥远。詹姆斯韦伯空间天文望远镜的运行轨道为L2拉格朗日点，所谓拉格朗日点又称为平动点，简单理解就是两个天体的连线上，且靠近较小天体的一侧。
也就是地球与太阳连成一线，靠近地球的那一侧，我们可以用“三点一线”来理解，在这个点上地球引力的影响是非常小的，航天器就像同步卫星一样在这个点上跟着地球转圈圈，确保自己始终背对着太阳。
L2拉格朗日点距离实在是太遥远了，与地球的距离达到了150万公里，所以想要造出像詹姆斯韦伯那样的空间天文望远镜，先决条件就是拥有将航天器运送到距离地球150万公里的L2拉格朗日点的能力。
下图为太阳系中的几个拉格朗日点，红色箭头指示的就是詹姆斯韦伯空间天文望远镜即将到达的目的地——L2拉格朗日点，它将在这里进行环绕运行。
第二点——采用红外线探测。人类第一个深空探测天文望远镜是哈勃望远镜，它采用了白光探测原理，简单来说就是将一部巨大的天文望远镜送入太空近地轨道进行观测。
而詹姆斯韦伯空间天文望远镜则是采用了红外线成像技术，这就好比特种兵枪械上使用的白光瞄准镜与红外线瞄准镜的区别，白光瞄准镜只能对可见光进行观测，而红外线瞄准镜则可以观测所有处在绝对零度以上温度的物体（＞-273.15℃）。
这就是詹姆斯韦伯空间天文望远镜需要一面由18块镀金铍反射镜组成主镜阵矩的原因，这是能造出像詹姆斯韦伯那样的空间天文望远镜的基础条件，即具备制造大型高端红外线探测仪的能力。
第三点——探测距离更远。詹姆斯韦伯空间天文望远镜的核心任务是探索宇宙大爆炸的奥秘，即生命起源，如果有人理解为寻找宇宙新生命或者外星人，那也不算错。
如何才能达到探索宇宙大爆炸奥秘的目的呢？答案就是要看得更远，因为宇宙大爆炸的发生是以光线的形式呈现的，如果能够看得更远，那么这些光线就会被探测到，比如说135亿光年以外的光线。
下图为玉兔二号的红外相机所拍摄的月球表面图片，我国的航天红外成像技术已经达到世界领先水平，制造大型阵列红外相机不存在技术限制。
因此更远的探测距离是能造出詹姆斯韦伯空间天文望远镜的技术基础，詹姆斯韦伯空间天文望远镜集合了人类目前最先进、最前沿的电子、光学、化学、遥感等高科技于一身，代表着人类空间探测的最高技术水平。
那么问题就来了：同样做为一个航天大国，中国目前的科学技术能不能造出像詹姆斯韦伯那样的空间天文望远镜呢？
如果从以上三个特点来看，从理论上来讲，中国是具备这样的能力的，依据也是上述讲到的三大特点。
第一，深空遥测技术，我国的“嫦娥二号”卫星在2011年6月初结束探月任务后就向L2拉格朗日点进发，经过77天的飞行，于同年8月25日准确进入L2拉格朗日环绕轨道。
这说明我国已经具备将航天器运送至运行距离遥远的L2拉格朗日环绕轨道的能力，也就是说中国目前已经具备制造詹姆斯韦伯空间天文望远镜的先决条件。
下图为嫦娥二号卫星的飞行轨迹解析，2011年就已经飞到L2拉格朗日点，目前已经飞到距离地球7000万公里以外的深空。
第二、大型高端红外线探测器技术，纵观整个地球，也只有我国能在这项领域上与美国叫板，比如说月球探测、火星探测等等，因此像这样的硬件条件我国同样是具备的。
第三、远距离红外探测技术，我国在X红外焦平面阵列技术、量子阱和超晶格红外探测器阵列技术以及红外焦平面阵列关键制造技术，甚至是量子阱和超晶格红外探测器阵列的研究是出于世界领先水平的，就探测技术而言，我国是拥有这个能力的。
这就是我们说中国目前具备制造像詹姆斯韦伯那样的空间天文望远镜的能力的依据。
但问题在于这只是理论上的“可以”，而客观上的“可以”则有待将来验证，毕竟我国目前的空间天文望远镜技术尚停留在对“巡天”天文望远镜的水平上。
“巡天”天文望远镜类似于哈勃天文望远镜，技术上是超过哈勃的，但是重量、口径等基础规格却低于哈勃，并且还要等到2024年才能发射声控。
这就意味着我国的空间天文望远镜水平还未问世就已经落后美国整整一代了，所以我们这里所说的“可以”实质上是宏观角度上的“可以”，而现实是在可预见的未来，我国很难造出像詹姆斯韦伯那样的空间天文望远镜。
下图为被称之为“中国版哈勃望远镜”的“巡天”空间天文望远镜想象图，我国实际上的空间天文望远镜水平只达到了或者说还未达到哈勃望远镜的水平，像詹姆斯韦伯空间天文望远镜那样的深空探测器还有很远的差距需要去追赶。
