访欧航局高级顾问Mark：相信韦伯望远镜可以按时发射

　　新浪科技讯 北京时间11月4日消息，今天，2018腾讯WE大会在北京展览馆举行。基普?索恩（Kip Thorne）、丽莎?兰道尔、蒲慕明等全球顶尖科学家出席会议并发表演讲。在大会举行前夕，欧洲航天局科学与探索高级顾问Mark McCaughrean接受了记者的采访。

　　目前，韦伯望远镜的发射日期一再推迟，离预定的发射日期2021年还有3年的时间，现在韦伯空间望远镜的建设进行到什么样的阶段呢？Mark McCaughrean表示，詹姆斯?韦伯太空望远镜非常独特，以前从来没有过这样的太空望远镜。20年前，他们开始设计的时候，很多技术尚没发明出来，所以他们需要对这些技术进行新的发明。但有的技术相对简单，有的相对困难一点。这也是为什么在过去这么多年，韦伯望远镜为什么推迟了很多次发射时间。


现场演讲图

　　目前韦伯望远镜面临最大问题的是，如何把各个部件组合在一起，并使遮阳板和望远镜配合良好。Mark McCaughrean相信，2021年韦伯望远镜可以按时发射，但他同时也告诉记者，也许还会出现问题，如果提前一年发射后，出现很多问题的话，这样就得不偿失了，所以他认为在发射前要把所以的问题解决好。

　　据Mark McCaughrean介绍，在韦伯望远镜计划中，有一部分资金是用来进行科普教育的，他自己也参与了很多科普工作，在之前欧空局的罗塞塔号彗星探测计划中，他的团队就制作了一些科普动画片，对儿童进行科普教育。（赵河雨）

　　以下是Mark McCaughrean的演讲全文：

　　谢谢大家！我非常荣幸也非常高兴能够来到北京，向大家介绍一下最雄心勃勃、最复杂的科学项目，也就是詹姆斯?韦伯太空望远镜。这是美国太空署、欧洲航天局以及加拿大航天局的合作项目，已经有20多年的开发历史了。

　　今天，我想向大家介绍，我们为什么要建造这样一个天文台，我们希望通过它做哪些科学研究，以及目前的进展。

　　首先，我们从开头讲起，几十万年来，人类一直观测外太空，我们看到夜空当中会有很多的光亮，我们知道这就是银河系。它有2000亿个恒星，而我们只是其中一个非常微小的部分，同时你也可以在（屏幕）左上方看到我们周边的星系，也就是我们银河星系之外的一些星系。现在我们知道，哪怕是银河星系也只是众多的宇宙星系中的一个。

　　要想更好的了解这一点，我们建造了这个非常棒的工具。这实际上只是四个非常大的机器之一，这是在欧洲的，我们建造一个这么大的望远镜，是希望能够对远太空进行更多的探索，这也是配合其他一些小望远镜进行的研究。

　　一般我们会把这些望远镜放在高山上，比如说这个是在夏威夷海拔4公里高的山上，天气和气侯都是非常适宜的。

　　另外，告诉大家一个小故事，我就是在山峰上结婚的，可以说当时是非常了不起、非常棒的时刻。

　　它的位置是在太平洋地区，有时候会有多云天气，以至于我们的望远镜无法打开，就没有办法研究宇宙，即便是在比较晴朗的晚上，我们从地面上看到的天空也不是很完美。

　　比如，你可以看到照片中间的银河系，但同时你也会看到云下一些城市的情况。地平线上的一些绿色，它会对观测到的清晰度产生影响，但实际上这是高空当中的氧气；（图的左边）你还会看到这边的红光，它实际上是火山爆发产生的一些影响；还有大气的波动，会对我们地面的望远镜产生影响。这个是从地面拍摄的月球照片，你能看到，因为大气的波动，使得月球周边产生了波动，导致照片不会非常的清楚，清晰度不够。从理论上来讲，没有办法让望远镜工作的非常好。

　　最近几年，这种情况我们有所改善，尤其是通过激光系统来提供一些天空中有一定高度的人造恒星来进行研究，这样的做法是非常有效的，但是它不是完美的。

　　所以说，天文研究最好的办法还是在太空中观测。在1990年4月，欧洲航空局推出了哈勃空间望远镜，大家可以在照片当中看到，哈勃太空望远镜现在在太空当中已经有20多年了，给我们带来了很多科学的数据，帮助我们更好的了解到宇宙的运转。

　　哈勃距离我们地球的表面只有400多公里，宇航员也可以去，而且他们必须得去。在哈勃望远镜发射之后，宇航员要过去对它的主镜进行维修，还可以去放置一些新的部件和科学仪器。

　　目前，哈勃望远镜还是很不错的，虽然几周之前出现了一些小问题，但是现在已经恢复。这是哈勃望远镜拍的数千张照片里的一张，是在柯瑞娜周边拍摄的，大家可以看到有云、尘，而这些云、尘等可以形成一些新的恒星。新的恒星只有上百万年的历史，可能听起来很老，但是和我们太阳相比，就像是拿人类三天的婴儿和步入中年的成年人进行比较。

　　另外，还有一个要进入太空的原因，那就是地球的大气层并不总是透明的，有一些可见波长能穿到地面，所以我们可以用肉眼看到一些恒星。

　　但还有一些其他的波长，比如说高能量的波长，像γ射线、x射线等等，因为大气层是非常模糊的，所以说我们需要通过卫星才能够看得到。

　　还有一些长波长的，像红外光，因为大气层的模糊，我们必须要进入到太空才能看到。

　　还有一些无线电波，也会受到影响。我们对通过詹姆斯?韦伯望远镜，看到地面上无法肉眼观察的波长尤其感兴趣，为什么要关注这个区域呢？

　　我们来看一下光的频谱，大概是3000度的温度，大家可以看到这里有很多的光都是可见的，比如可以看到彩虹，还有一些紫外光，以及其他的一些光。

　　这个星叫“红矮星”（表面温度很低的一种星球），如果我们把温度降低，对温度进行调整，一开始你看到一个600度（绿色的这块），这实际上就是我们现在室温温度，你可以看到这里的可见光非常少，温度再降低30K，这实际上是-240多度的温度，也就是一些新的恒星产生的温度，在这个地方根本是没有任何可见光的。然后还有宇宙背景，它实际上温度是更低的，所以你可以看到这基本上都是成波的光。

　　所以，我们想研究那些温度比较低的星形成的这种区域，也就是说我们需要观测红外线，天文学家们也拍了很多的照片，这个是哈勃望远镜所拍到的照片，现在我们想要再看一下这个星辰之外的星星形成情况，就需要进入到红外层，有两个原因：

　　一是，物体的温度更低。二是，在这个地方的尘非常多，它会阻碍我们观测，所以我们就需要进入到净红外的区域，突然之间你会看到有很多星星的形成，但是哈勃望远镜是看不到的，这也是为什么我们想建立这样詹姆斯韦伯空间望远镜的目的。还有一个原因，和这张照片有关，这是由哈勃望远镜拍摄到的知名照片，叫做深太空。

　　实际上，它是你在太空当中拍照片，然后去测量星系，这里所看到的就是星系，其中越大的离我们越近，离我们越远的看起来就越小。如果说离我们越远就意味着要花更长的时间，让光穿越到我们的地球之上，我们要进一步的去看一下38亿年前星系诞生的情况。

　　因为，宇宙在不断地拓展，这些恒星都是早期形成的恒星，它们所产生的光会发生红移，红移为3度的时候，相当于你要看110亿或者是120亿年前的光，当这个光出现红移，可见光就更少。

　　当红移为10度的时候，差不多是宇宙诞生之后的几亿年，也就是星系形成的时候，这时的可见光是很少的。

　　实际的情况可能更糟糕，因为宇宙的不断拓展，可见的程度也会越低。为了研究这些星体，我们需要建造一个红外望远镜。

　　我们来介绍一下哈勃空间望远镜，它在太空当中已经28年了，你可以看到在上面有一个人。

　　这是一个由Discovery发射的比较大的望远镜，差不多有12吨重，主镜直径是2.4米，在接近室温（摄氏20度左右）的情况下才能运转。詹姆斯?韦伯太空望远镜则完全不一样，它的主镜更大，是由18个镜片组成的一个主镜，这个主镜的口径是6.5米，但是重量差不多只有哈勃望远镜的一半，6吨左右。

　　它能在低于室温的情况下运行，远低于哈勃望远镜的运行温度。哈勃望远镜的运行温度像我们所处的室温一样，为了避免出现问题，你必须要保证它的运行温度比较低。所以，詹姆斯?韦伯太空望远镜的温度必须要降到-223度的水平。我们要通过一个非常大遮阳板来做到这一点，它可以遮住太阳所带来的热度。

　　我们再具体的看一下韦伯望远镜，大家可以看到，首先是一个非常大的，由18个镜片组成的主镜，以及一个次镜（反光镜）。

　　另外，在望远镜的后部也有一个部分是放科学仪器的，这些科学仪器都是在美国、欧洲、加拿大生产的，在外面还需要用一个遮阳板来进行遮阳。在温暖的一边，是电子元件、传输数据的无线设备。

　　首先，让我们开始想一想，在20多年前怎么建造望远镜。要很多新技术、新发明，才能够使这个望远镜成为可能。比如说，这里有一些测试镜，我们把测试镜放在测试箱里，通过调整温度，从室温调整逐步调整到更低的温度时，它还能够正常的运转。

　　大家可以看看望远镜的组装，这是我们在NASA拍摄的照片。你能看到这是一个非常大的望远镜。如果你收集了光，你必须要把光发回来，不然就没有用，所以我们建造了4个科学仪器，都非常复杂，有镜头、探测器等等，目的就是为了拍摄一些照片，并把它放在一个频谱中，甚至还可以组织搜集附近的恒星所产生的光。

　　这些科学仪器会把它们放在一起，这是一个近红外摄像机的科学仪器，把部件放在这个地方，经过几个月之后，科学家会对这些科学仪器进行测试，保证他们在低温的情况之下能够运转良好。

　　我们会把科学仪器和望远镜进行结合和测试，你可以看一下，这是工作人员正在把仪器往下放。

　　整个望远镜放到了詹姆斯的太空中心，这是一个非常大的实验仓，这里之前还测试过60年代的阿波罗项目。现在实验舱进行了升级，可以对詹姆斯?韦伯太空望远镜进行测试。

　　你也可以看到一些非常重要的信息，这个望远镜太大了，要把它发射到太空中，就必须把它折叠起来。要折叠成非常小的尺寸，发射到太空后再展开，这个我一会儿再向大家介绍。

　　在这个照片当中大家看到的就是遮阳板，也是比较重要的一个部件。它非常大，就像是一个网球场，有20米长，由5层组成，每一层都是非常薄的薄膜，就好像是头发一样的宽度。

　　这5层要一起，把所有的阳光都遮住，保证另外一边的望远镜能够保持低温，就是把遮阳板折叠在一起。

　　今年的时候，我们出现了一些问题，因为遮阳板放的方式，我们把遮阳板和望远镜放在测试箱当中进行测试，发现一些原本起固定作用的螺帽掉下来了。

　　但幸运的是，这个事情发生在地面而不是在太空，现在我们正在进行维修，所以导致了发射的时间进一步的推迟，好在我们现在找到了问题，并且正在解决这个问题。

　　大家首先看一下效果图，我们可以看到，在下面有一些人，这是一个非常大的望远镜，刚才我也讲过，它太大了，导致它不能直接的发射出去，所以我们要把它进行打包，放在集装箱当中，经过在美国的整合，最后再把它运到法属圭亚那（南非的东部），这也是欧洲空间局（ESA）在那的太空中心，我们会通过运载火箭将它发射升空。运载的火箭是一个非常成功的火箭，它曾经执行过500多个使命，我们相信不会有问题，同时也非常期待在2021年的发射。

　　接下来我们再看下一步要做什么，望远镜折叠成这样子的形状，它距离地球150万公里的地方，发射之后可能需要15天的时间进行展开，我们要把它运送到天空当中，遮阳板也会慢慢的展开。

　　当然实际上花的时间比照片当中要长很多，我们会对遮阳板进行拉伸，其他的一些部件要安装好，保证平衡。再把次镜和主镜放好，侧翼要展开。

　　它放的地点是L2，也就是拉格朗日点，距离我们地球是150万公里，然后它会围绕着地球，和地球一样同步和太阳旋转，遮阳板面对太阳在一边，遮阳板另外一边的望远镜将会保持冷的温度，你可以看到这个是它在放在拉格朗日点，它会在拉格朗日点进行非常慢的运转，通过这个遮阳板可以把所有的太阳光进行隔离。

　　接下来我总结一下，这个詹姆斯韦伯太空望远镜它是研究我们自己的太阳系当中的一些恒星或者是其它的一些行星。关于太阳系的形成还有很多要了解，以及太阳系在这40多亿年的过程当中的一些演进我们还需要研究，在太阳系之外我们还会去研究一些恒星的形成，一些新的行星的形成。

　　而所有的这些都是在比较长的红外线的区域，所以我们需要有詹姆斯韦伯望远镜，因为以前的设备是不行的，另外还有一些恒星或者是行星，是远在我们的太阳系之外的，比如说我们称之为系外星球。

　　也就是说，有一些行星会绕过他们的母星，在这个过程当中会阻碍太阳的一部分的光，然后通过这个光的阻碍，我们可以来了解一下这个行星的光谱，了解一下这个行星的大气层，看看是否有可能在这里会有生命，所以我们也会去关注很多所谓的系外行星。

　　另外，还有像这样子的会有上千个恒星的地方我们也会去探测。另外我们也会探测一下银河系的形成和演进，这是一个仿真，看一下银河系慢慢地融合，变成了一个非常大的组织。然后我们还会进一步朝越来越深的太空进行探测。

　　刚才大家看到的是詹姆斯韦伯空远镜，其实每一个星系都有几千亿的恒星，也会有行星，有可能在某一些行星上会有生命。詹姆斯韦伯望远镜会帮助我们去了解关于我们宇宙的很多神秘之处，包括这些恒星的起源，还有我们星系起源的地方，我们自己银河系的一些神秘之处。

　　最后我想用一个小短片向大家介绍一下，大家都很担心2021年是否能够发射，2021年我们打算把这个非常复杂的望远镜发射在太空当中。

　　而且，在几个星期之前我们进行了一个叫做“比皮科伦坡”项目，这个是和日本合作，是一个水星探测的项目，我觉得作为一个科学家最后还是来放一个短片，就是关于这个水星探测器发射的短片，大家看一下。

　　谢谢！