智東西(公眾號:zhidxcom)
作者 | 楊暢
編輯 | 心緣

智東西12月(yue)26日凌晨報道,在經歷了近25年的探索和多次推遲后,北(bei)京(jing)時間(jian)12月(yue)25日20點(dian)20分,哈勃望(wang)(wang)遠鏡(jing)“繼(ji)任者”美(mei)國(guo)國(guo)家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韋布空間(jian)望(wang)(wang)遠鏡(jing)終于點(dian)火發射,正(zheng)式開啟自己的太(tai)空之(zhi)旅。

在未來的(de)(de)幾個月,這(zhe)個人(ren)類歷史上最大、耗(hao)資近100億美元的(de)(de)太(tai)空天(tian)文臺(tai)將飛到地球和太(tai)陽之(zhi)間的(de)(de)引力(li)平衡點,展開折(zhe)疊的(de)(de)天(tian)線(xian)、遮(zhe)陽板、鏡片,對宇宙起源進行探索。

詹姆斯·韋布空(kong)間望遠(yuan)鏡(James Webb Space Telescope,縮寫(xie)為JWST,簡(jian)稱:韋布空(kong)間望遠(yuan)鏡)原計劃于2007年(nian)發射(she),它的“前輩”哈勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡于1990年(nian)成功發射(she),曾在2019年(nian)傳回了迄今最完整的7500張星空(kong)照(zhao)片拼(pin)接而成的宇宙(zhou)圖(tu)譜。

作(zuo)為一(yi)個資深“鴿王”,韋(wei)布空(kong)間望(wang)遠鏡的(de)發射(she)時間是(shi)一(yi)拖再(zai)拖,從2007年,一(yi)直拖到(dao)(dao)現在。相比(bi)哈勃空(kong)間望(wang)遠鏡不(bu)過600公里的(de)離地高度(du),“新官上任(ren)”的(de)韋(wei)布空(kong)間望(wang)遠鏡將飛行到(dao)(dao)距地球約(yue)150萬公里的(de)位(wei)置,這大約(yue)是(shi)地球到(dao)(dao)月(yue)球距離的(de)4倍,其靈(ling)敏度(du)是(shi)哈勃的(de)100倍,預(yu)計將觀(guan)測到(dao)(dao)136億年前(qian)宇宙誕生的(de)第一(yi)批(pi)星系所發出的(de)光。

注(zhu):根據天(tian)文(wen)學(xue)名詞審定委員確定的望遠(yuan)鏡(jing)中文(wen)名稱,本文(wen)將James Webb Space Telescope譯(yi)為詹姆(mu)斯(si)·韋布(bu)空間望遠(yuan)鏡(jing)。

一、飛離地球,韋布望遠鏡將奔向150萬公里外的星空

北京時(shi)間12月25日20點03分(fen),多次(ci)推遲發(fa)射的韋布空間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡終于進入發(fa)射前最(zui)后準(zhun)備(bei)階段。這(zhe)一(yi)太空望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡項目集(ji)結了(le)NASA、歐(ou)洲航天(tian)局(ju)和加拿大航天(tian)局(ju)三大航天(tian)局(ju)的技術(shu)力量(liang)。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲裝載(zai)韋布空(kong)間望遠鏡的阿麗亞娜5號火(huo)(huo)箭已經準備(bei)就緒,技術(shu)人員密切關注火(huo)(huo)箭的各(ge)種情(qing)況

在位于南美洲(zhou)的(de)(de)法屬圭亞那(nei)的(de)(de)歐洲(zhou)太空港(gang),技術人員密切關(guan)注著韋布空間(jian)望遠(yuan)鏡的(de)(de)各(ge)種儀器(qi)和參(can)數,等待(dai)著發射指令(ling)的(de)(de)到來。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲韋(wei)布(bu)空間望(wang)遠(yuan)鏡被安裝(zhuang)在阿麗(li)亞(ya)娜5號火箭上(來源(yuan):歐洲航天(tian)局)

本(ben)次發射使用的是(shi)法國(guo)大型火(huo)箭企業(ye)阿麗亞娜航天公司(ArianeGroup)的阿麗亞娜5號(Ariane 5)火(huo)箭,通過(guo)火(huo)箭適(shi)配器,韋(wei)布空間望遠(yuan)鏡被安(an)裝(zhuang)在(zai)阿麗亞娜5號火(huo)箭的上級面。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

北京(jing)時(shi)間20點(dian)20分,阿(a)麗亞娜5號火(huo)箭(jian)開始點(dian)火(huo)發射,火(huo)箭(jian)以近乎垂直(zhi)的狀態(tai)迅速爬升(sheng)。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

大(da)約2分(fen)鐘后(hou),火箭助推(tui)器和(he)阿麗亞娜5號火箭分(fen)離,助推(tui)器墜入大(da)西洋,火箭繼續(xu)飛升。

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緊(jin)接(jie)著,飛出大氣層的(de)阿(a)麗(li)亞娜5號火箭(jian)打(da)開并分離保護(hu)韋布望(wang)遠鏡等載荷的(de)整流罩。

地面團隊在發射后大約(yue)五分鐘開始接收從韋布空間望遠鏡發來的(de)遙測數(shu)據(ju)。

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大約北京時間20點28分(fen),一級火(huo)箭開(kai)始(shi)進行分(fen)離,上面級運(yun)載火(huo)箭攜帶(dai)著韋布空(kong)間望(wang)遠鏡奔向離地球更遙遠的太空(kong)。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

在調整(zheng)到合適(shi)姿態后(hou),發射后(hou)約27分鐘時,韋布空(kong)間望遠鏡開(kai)始與上面級運載火(huo)箭進行(xing)分離。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

大約在北京時間20點50分(fen),韋布空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)上的(de)太陽能(neng)電池陣列開始(shi)自(zi)動部署,韋布空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)終于取得了第一階段的(de)成功,不過(guo)未來,它還會迎來諸多挑(tiao)戰(zhan)。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

發射12小時后,韋布(bu)空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡會進行第(di)一次(ci)軌跡(ji)修(xiu)(xiu)正機動,大概北京(jing)時間(jian)12月28日8點20分時,韋布(bu)空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡會進行第(di)二次(ci)軌跡(ji)修(xiu)(xiu)正。技術人員將持續跟(gen)蹤(zong)韋布(bu)空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡的運(yun)行狀態。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲韋布望(wang)遠鏡發(fa)射(she)前和(he)前30分鐘發(fa)射(she)過程(來源:歐洲航天局)

在接下來的(de)近(jin)一個月里,韋(wei)布(bu)(bu)(bu)空(kong)間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)會逐漸展開并調(diao)整(zheng)狀態,在太空(kong)中進(jin)行一系列(lie)比(bi)試(shi)驗(yan)時任何測試(shi)都更為復雜的(de)運動,據技術人(ren)員(yuan)估算,韋(wei)布(bu)(bu)(bu)空(kong)間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)至少有344個潛在的(de)故障(zhang)點位,遠(yuan)(yuan)離任何宇(yu)航員(yuan)或機器(qi)人(ren)的(de)幫助,韋(wei)布(bu)(bu)(bu)空(kong)間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)未來充(chong)滿未知。

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▲韋布(bu)空間望遠鏡預計(ji)會飛到L2點,然后開始繞日運行(來(lai)源(yuan):歐洲航天(tian)局)

最終,韋布空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)將(jiang)(jiang)飛(fei)過(guo)月球(qiu)軌(gui)道,達(da)到其目(mu)的(de)(de)地:第二拉(la)格朗日(ri)(ri)點(L2)。該(gai)軌(gui)道距離地球(qiu)約150萬(wan)公里,在(zai)那里各種星體引力相互作用,韋布空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)將(jiang)(jiang)在(zai)該(gai)軌(gui)道上穩定繞日(ri)(ri)運行(xing)。接(jie)下來(lai),天文學家(jia)將(jiang)(jiang)花費6個月的(de)(de)時(shi)間調整、測試和(he)校準韋布空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)這只用來(lai)看宇宙的(de)(de)新“眼睛”。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

韋布空間望遠(yuan)鏡展開(kai)和(he)姿態調整的第一步是(shi)彈出天(tian)線,并將天(tian)線瞄準地球(qiu),從而實現韋布空間望遠(yuan)鏡和(he)地球(qiu)的通(tong)信。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

然(ran)后,韋(wei)布空間望遠鏡會打(da)開網球場大小的遮陽(yang)板支架,接下來(lai)打(da)開的是(shi)由五層稱(cheng)為Kapton的輕(qing)質(zhi)塑料薄(bo)片(pian)制成的遮陽(yang)板,讓韋(wei)布空間望遠鏡逐(zhu)漸(jian)降(jiang)溫。

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最后,18個鍍有(you)金(jin)的鈹(pi)材料制成(cheng)的六角形鏡片會重新進行組(zu)合,形成(cheng)一個6.5米寬的分(fen)段鏡子。

韋布(bu)空間望遠(yuan)鏡(jing)任務預計會(hui)持續5到10年,NASA預計該望遠(yuan)鏡(jing)會(hui)在2022年夏天拍攝(she)出(chu)第一張科學照片。

二、一個網球場大小的望遠鏡,捕捉136億年前星象

詹(zhan)姆斯(si)(si)·韋布空間望遠鏡(jing)名字來源于NASA第二(er)任(ren)局長詹(zhan)姆斯(si)(si)·韋布,他曾領導美國阿波羅登月計劃。

韋布空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)占地面積足足有一個網球(qiu)場那(nei)么大,發(fa)射質量約6200公斤,包括天(tian)基部分(天(tian)文臺)、在軌耗材和(he)運載(zai)火箭(jian)適(shi)配(pei)器。

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▲韋(wei)布(bu)空間望遠鏡(來源:歐洲航(hang)天局)

天基部分(天文(wen)臺(tai))是韋布空間望遠鏡的(de)功能主體部分,由光學望遠鏡元件、綜合(he)科(ke)學儀器模塊(kuai)、遮陽板和航(hang)天器支持系統組成(cheng)。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲韋布空間望(wang)遠鏡(jing)結構(gou)示(shi)意圖(來源:歐(ou)洲航天局)

光(guang)學(xue)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)元件由多級鏡(jing)(jing)(jing)(jing)片(pian)構成,包括18個獨立六邊形鍍有黃金的超輕鈹材料制成的主鏡(jing)(jing)(jing)(jing)、多個直徑0.74米(mi)的圓形次鏡(jing)(jing)(jing)(jing),以及包含在尾部的光(guang)學(xue)子系統(tong)中三級反射鏡(jing)(jing)(jing)(jing)和精(jing)細轉向(xiang)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲技術人員正在(zai)安裝中(zhong)紅外儀器和近紅外相(xiang)機(ji)(來(lai)源(yuan):NASA)

綜合(he)科學儀(yi)器模塊由近(jin)紅(hong)外光(guang)譜儀(yi)(NIRSPEC)、中紅(hong)外儀(yi)器(MIRI)、近(jin)紅(hong)外相機(NIRCam)、近(jin)紅(hong)外成像(xiang)儀(yi)和無縫隙光(guang)譜儀(yi)(NIRISS)等組成,幫助韋(wei)布空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡進行分析和成像(xiang)。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲韋布空(kong)間望遠鏡技(ji)術人員在升級、調試(shi)近(jin)紅外光(guang)譜儀(yi)近(jin)紅外成(cheng)像(xiang)儀(yi)和無縫隙光(guang)譜儀(yi)模塊(來源:NASA)

這些(xie)設備(bei)是韋布空間望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)核(he)心元(yuan)件之一(yi),可(ke)以探測到(dao)更(geng)多的(de)(de)(de)光。由于宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)(de)膨脹,那些(xie)宇(yu)宙(zhou)中誕生最早的(de)(de)(de)恒(heng)星和星系(xi)(xi)正在(zai)以非常快的(de)(de)(de)速度(du)遠離(li)地球,這些(xie)恒(heng)星和星系(xi)(xi)發出的(de)(de)(de)光也就(jiu)轉換到(dao)更(geng)長(chang)、更(geng)紅(hong)的(de)(de)(de)波長(chang)上(shang)。130億年前(qian)從一(yi)個“嬰(ying)兒”星系(xi)(xi)發出的(de)(de)(de)藍光,在(zai)如今(jin)到(dao)達我們(men)地球人類面前(qian)時,已經擴展成不可(ke)見的(de)(de)(de)紅(hong)外波長(chang),也就(jiu)是熱輻(fu)射。

為了(le)探測這些微(wei)弱(ruo)的(de)輻(fu)射(she),韋布空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)的(de)溫度必須非(fei)常低,大概是(shi)比絕對零度高不到45攝(she)氏度,這樣韋布空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)的(de)熱(re)量就不會干擾被(bei)探測到的(de)熱(re)量,也正是(shi)因(yin)為這個原(yuan)因(yin),遮(zhe)(zhe)陽(yang)板將(jiang)在永久寒(han)冷的(de)黑暗中遮(zhe)(zhe)蔽著(zhu)韋布空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)。

22×12米的(de)(de)五層(ceng)遮(zhe)陽(yang)板將(jiang)韋(wei)布空(kong)間望遠(yuan)鏡的(de)(de)天(tian)基部分隔成2部分,一部分是航天(tian)器所在朝陽(yang)側(ce)(ce),一部分是需要超低溫(wen)度(du)的(de)(de)防日(ri)曬側(ce)(ce)。遮(zhe)陽(yang)板將(jiang)韋(wei)布空(kong)間望遠(yuan)鏡和儀(yi)(yi)器永久(jiu)保持在陰涼側(ce)(ce),使其溫(wen)度(du)降(jiang)至-233攝氏度(du)。中紅外儀(yi)(yi)器將(jiang)通過使用創新的(de)(de)冷卻系(xi)統,將(jiang)其溫(wen)度(du)降(jiang)至-266攝氏度(du)。

除了觀測(ce)太陽(yang)系、為科研人(ren)員提(ti)供新見解之外,據美國(guo)國(guo)家航天局(NASA)稱,韋布空(kong)間望遠鏡的視(shi)野將超越(yue)哈勃空(kong)間望遠鏡所能(neng)看到的范(fan)圍,并可(ke)以捕捉(zhuo)到136億(yi)多年前出現的一些第一批恒星(xing)和星(xing)系的圖像。

三、觀測能力是哈勃的100倍,還能看不可見光

哈勃(bo)空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)是人類(lei)歷(li)史(shi)上(shang)最重要的(de)天文(wen)太(tai)空(kong)望(wang)遠鏡(jing)之一,而韋(wei)布空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)的(de)太(tai)空(kong)觀測靈敏度是哈勃(bo)空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)的(de)100倍。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲哈勃(bo)空間望遠鏡(來源:NASA)

據韋布空間望遠鏡項目跨學科科學家的羅吉爾·溫德霍斯特介紹,從1990年(nian)發射,到現在(zai)哈(ha)勃空間望遠鏡拍攝了超過(guo)150萬張照片,幫助人類確定宇宙的年(nian)齡有138億年(nian),并(bing)擴展了科研人員對行星如何形(xing)成(cheng)的理解。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲哈(ha)勃空間望遠鏡近期(qi)拍(pai)攝的照片(來源:NASA)

但哈勃空(kong)間望遠鏡(jing)的設計初衷是(shi)(shi)捕(bu)捉(zhuo)可(ke)見(jian)(jian)光,不(bu)過可(ke)見(jian)(jian)光僅是(shi)(shi)恒星和其他天體發出(chu)光譜(pu)的一(yi)小部分,相比(bi)之(zhi)下,韋布空(kong)間望遠鏡(jing)可(ke)以(yi)捕(bu)獲(huo)一(yi)系列人眼(yan)看不(bu)到的紅外線。

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▲韋(wei)布空(kong)間望遠鏡和哈勃空(kong)間望遠鏡觀測的(de)光線波長范圍(來源(yuan):NASA)

人眼可看到的(de)光的(de)波長范(fan)圍(wei)是380-700nm,哈勃空間望遠鏡可觀測(ce)到90-2500nm范(fan)圍(wei)內的(de)光(紫外線到近(jin)紅外光),而韋布(bu)空間望遠鏡能看到波長范(fan)圍(wei)在(zai)600-28500nm的(de)光線(可見(jian)光到中紅外光),覆(fu)蓋(gai)范(fan)圍(wei)更大。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲可見光和(he)紅(hong)外(wai)視覺拍攝的(de)恒星圖片存在(zai)差異,紅(hong)外(wai)照片能看到(dao)更多細節(來(lai)源:NASA)

NASA曾經(jing)在(zai)2004年(nian)發布(bu)了哈勃空間望遠鏡拍攝的超深場照片(pian)(Hubble’s Ultra Deep Field),震驚了全世界,該(gai)照片(pian)顯示了130億年(nian)前或(huo)者說宇宙開始后10億年(nian)內誕生的星系。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲哈勃空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)拍攝的超深場(chang)照片(來(lai)源:NASA)

哈勃(bo)空間望遠鏡拍攝的(de)(de)(de)這張照片顯示了10000個(ge)(ge)光芒微弱(ruo)的(de)(de)(de)星(xing)(xing)系,還包括一(yi)個(ge)(ge)幾(ji)乎肉眼(yan)看(kan)不見的(de)(de)(de)紅色斑點(dian),這個(ge)(ge)紅色斑點(dian)其實是哈勃(bo)空間望遠鏡捕獲到(dao)的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)遙遠星(xing)(xing)系發出(chu)的(de)(de)(de)光形成(cheng)的(de)(de)(de)影像,這些星(xing)(xing)系的(de)(de)(de)歷史可以追溯到(dao)宇宙大(da)爆炸后的(de)(de)(de)4.1億年(nian)到(dao)134億年(nian)前,溫德霍斯特曾這樣形容哈勃(bo)空間望遠鏡發現星(xing)(xing)系的(de)(de)(de)能(neng)力,就像是在地球(qiu)用(yong)肉眼(yan)看(kan)月球(qiu)上的(de)(de)(de)螢(ying)火蟲(chong)。

韋布空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡的(de)能(neng)力更(geng)強,通過結合其裝備的(de)紅外探測器和大型鏡片,韋布空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡能(neng)夠(gou)更(geng)詳(xiang)細地追蹤(zong)那個哈勃空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡拍到的(de)紅色斑(ban)點(dian)(dian)以(yi)及(ji)天空(kong)(kong)中的(de)許(xu)多(duo)其他(ta)“斑(ban)點(dian)(dian)”。

通(tong)過(guo)韋(wei)(wei)布(bu)空間望(wang)遠鏡,人類能夠發現新的(de)恒星和行星,因為韋(wei)(wei)布(bu)空間望(wang)遠鏡可以感應到(dao)紅外線(xian),而紅外線(xian)是(shi)可以穿透(tou)氣體和塵(chen)埃云(yun)的(de),被氣體和塵(chen)埃云(yun)遮住的(de)星體有可能被發現。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲韋布空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡和哈勃空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡的尺寸比較(來源:NASA)

望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)片(pian)(pian)越大,它可(ke)以(yi)收集的(de)(de)(de)(de)光線越多(duo),捕獲的(de)(de)(de)(de)圖像就越清晰,韋(wei)布空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)鍍金鏡(jing)(jing)片(pian)(pian)寬(kuan)度為6.5米(mi),是(shi)哈勃空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)鏡(jing)(jing)片(pian)(pian)寬(kuan)度的(de)(de)(de)(de)3倍,這意味(wei)著韋(wei)布空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)可(ke)以(yi)捕獲非常詳細的(de)(de)(de)(de)圖像,例(li)如拍到24英里之外一(yi)美分硬(ying)幣上亞伯拉罕(han)·林肯的(de)(de)(de)(de)臉。

此外,韋(wei)布(bu)(bu)空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)要探測(ce)宇(yu)宙(zhou)星系發出的紅外線,而(er)任何絕(jue)對零(ling)度以上的物體都會發出紅外線,為(wei)了避免(mian)離太(tai)陽和(he)地(di)球(qiu)過近影響宇(yu)宙(zhou)觀測(ce),韋(wei)布(bu)(bu)空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)的運行(xing)軌道離地(di)球(qiu)更(geng)遠,不(bu)像哈勃空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)是在(zai)離地(di)球(qiu)非常近的軌道上運行(xing)的。

四、探索25年堪稱“鴿王”,耗費100億美元

早(zao)在1990年哈勃(bo)空間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)發射之前,天文學(xue)家就在爭論接下來發射的空間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)是什么樣的。

在(zai)1993年,NASA要求美國一個天文學家委員會來確(que)定(ding)這些內容。

該委員會提議建造一(yi)臺強大到足以看到宇(yu)宙中(zhong)第一(yi)批恒星和(he)星系的下(xia)一(yi)代空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)(jing),望(wang)遠鏡(jing)(jing)的直徑(jing)至少要4米(哈勃空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)(jing)鏡(jing)(jing)片直徑(jing)是2.4米),對紅外輻射高度敏(min)感,并(bing)且需要10億美元的建設(she)費用。

1995年(nian),這(zhe)個委員會主席德雷斯勒就(jiu)這(zhe)些建議向時任NASA局(ju)長(chang)的丹·戈爾丁作了簡(jian)報。

丹(dan)·戈爾丁擔心4米寬的望遠(yuan)鏡(jing)的敏銳度不足(zu)以探測到第一(yi)批恒星,1996年,他(ta)參見美國天文(wen)學(xue)(xue)會(hui)(hui)(hui)的一(yi)次會(hui)(hui)(hui)議時,說德(de)雷斯(si)勒和他(ta)的天文(wen)學(xue)(xue)委員會(hui)(hui)(hui)過于謹慎,丹(dan)提到新的望遠(yuan)鏡(jing)將會(hui)(hui)(hui)有8米寬,在(zai)功率、成(cheng)本和開發(fa)時間上(shang)都會(hui)(hui)(hui)有一(yi)個(ge)巨大的飛躍。望遠(yuan)鏡(jing)的尺(chi)寸增加(jia)了一(yi)倍,無(wu)法安裝(zhuang)在(zai)任何現有的火箭上(shang),這意(yi)味著(zhu)望遠(yuan)鏡(jing)的鏡(jing)片必須是可折疊的,并且還必須能在(zai)太空中(zhong)自行組裝(zhuang)。

韋布(bu)空間望遠(yuan)鏡在(zai)1996年正式啟動,并開始(shi)了(le)漫(man)長的(de)建造和測試過程。最終(zhong)NASA定(ding)下(xia)來(lai)韋布(bu)空間望遠(yuan)鏡的(de)寬度(du)是6.5米,幾乎是哈(ha)勃(bo)空間望遠(yuan)鏡的(de)三(san)倍,收集光線的(de)能力(li)也提升(sheng)了(le),是哈(ha)勃(bo)空間望遠(yuan)鏡的(de)7倍。

但是開發和(he)建(jian)造韋布(bu)空間望遠鏡還充(chong)滿著各種挑戰。

最開(kai)始,韋布(bu)空間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的預算是5億(yi)美元,后來,預計耗(hao)資50億(yi)美元,但(dan)最終,到(dao)目前,韋布(bu)空間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)耗(hao)時25年(nian)(nian),花費將近100億(yi)美元,才終于通(tong)過檢測(ce),成(cheng)功發射,比(bi)最初計劃(hua)的2007年(nian)(nian),晚了(le)14年(nian)(nian)。

其中設計(ji)可折疊的(de)望(wang)遠鏡(jing)鏡(jing)片和遮陽(yang)板尤為(wei)困難,2018年時(shi),遮陽(yang)板在展開過程測試中被撕(si)破,韋(wei)布空間望(wang)遠鏡(jing)項目再次(ci)受挫。

耗資100億、鴿了14年,哈勃望遠鏡的“繼任者”終于上崗

▲韋(wei)布空間望遠鏡乘運輸(shu)船到達法屬(shu)圭(gui)亞那歐洲(zhou)太空港(來源:加拿大航天局(ju))

終于(yu)在2021年,韋布空間望遠鏡準備就緒,2021年10月時,韋布空間望遠鏡乘運輸船到達本次發射(she)地(di)法(fa)屬(shu)圭亞那歐洲太空港,不(bu)過當技術人員準備將其和火(huo)箭適配(pei)器連(lian)接時,一個夾子意外松(song)開(kai),整個裝置(zhi)劇烈震(zhen)動(dong),為了檢測是否有影響,發射(she)日期再次推遲(chi)。

當(dang)地(di)時間2021年12月(yue)14日,NASA再次聲明稱,韋布空(kong)(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)存在望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)和運載火箭(jian)系統通信問題,使韋布空(kong)(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)發射再次被(bei)推遲。不(bu)過(guo),在技術人員的(de)努力下,問題順利(li)解決,12月(yue)25日,韋布空(kong)(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)正(zheng)式飛向太空(kong)(kong),開始它(ta)的(de)觀測(ce)之(zhi)旅(lv)。

結語:太空觀測新時代大幕拉開

從韋布空間望遠鏡(jing)的(de)建造(zao)歷程(cheng)來看(kan),太空望遠鏡(jing)的(de)建設除了需(xu)要大量資金(jin)支持外(wai),技術門檻也(ye)非常多。

觀(guan)測宇宙星系(xi),太空望(wang)遠(yuan)鏡是不可或(huo)缺的(de)重要設備。不止(zhi)美(mei)國、歐洲,中國也在(zai)建造(zao)自己(ji)的(de)宇宙之眼(yan),未來,中國計(ji)劃發射巡天空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡,發現更(geng)多未知天體。

隨著韋布空間望遠鏡(jing)以及未來更多(duo)的太(tai)空望遠鏡(jing)發射成功,將會(hui)有更多(duo)以前拍攝(she)不到的宇(yu)宙圖景被一一解開。

參考(kao)信(xin)源:NASA、歐空局(ju)、華爾街(jie)日報(bao)、紐約時(shi)報(bao)等