哈勃望远镜有继任者了 科学家2021年送它去太空

　　哈勃太空望远镜自 1990 年升空后观测到了无数珍贵的太空景象，可以算是天文史上最重要的仪器之一。但28年的工作也让它“身体” 逐渐吃不消，上个月就因为一台陀螺仪出现故障而险些终止工作。

　　欧洲航天局（ESA）、美国宇航局（NASA）以及加拿大航天局（CSA）早在 20 年前就为它选好了继任者。11 月 4 日，到北京参加腾讯 WE 大会的欧洲航天局科学与探索高级顾问马克?麦考里恩（Mark McCaughrean）还亲口确认了计划，“2021 年，我们打算向太空发射这个复杂的望远镜”。
　　

欧洲航天局科学与探索高级顾问马克?麦考里恩（Mark McCaughrean）
　　这个继任者名为 “詹姆斯?韦伯太空望远镜”（James Webb Space Telescope），以 NASA 第二任局长詹姆斯?韦伯的名字命名，因为这位局长在 1961 年 ― 1968 年担任局长期间领导了阿波罗计划等一系列重要的太空探测项目。

　　只要成功升空， 詹姆斯?韦伯望远镜就会超越鼎鼎大名的哈勃，成为史上最强的望远镜。

　　哈勃望远镜差不多有 12 吨重，主镜直径是 2.4 米，在接近室温（20℃ 左右）的情况下才能运转。詹姆斯?韦伯望远镜则完全不一样，它的主镜更大，由18个镜片组成，口径达 6.5 米，是哈勃的 3 倍左右，主镜之外还配有一个次镜（反光镜）。

　　此外，它的运行温度必须降到 -223 ℃ 才能正常运行，因此它必须携带一个非常大的遮阳板来保持镜片和仪器的低温状态。巨大的遮阳板像一个网球场，有 20 米长，由 5 层非常薄的薄膜组成，马克?麦考里恩形容它们 “就如发丝一般”。

　　“如果你收集了光，你必须要把光发回来，不然就没有用。” 马克?麦考里恩说。因此，他们又为詹姆斯?韦伯望远镜装载了 4 个复杂的科学仪器，有镜头、探测器等，目的就是为了拍摄一些照片并放在一个频谱中，以及可以组织搜集附近恒星产生的光。

　　即使装置如此繁琐，詹姆斯?韦伯望远镜的质量也只有 6 吨左右，差不多是哈勃的一半。
　　

詹姆斯?韦伯望远镜的顶部结构。图片来自 Wikipedia
　　这么复杂的望远镜，自然不能只是重复哈勃的工作。詹姆斯?韦伯望远镜能看到更古老的宇宙，比如早期宇宙形成的第一批星系，追寻恒星的起源，甚至还能试着寻找外星文明存在的迹象。

　　宇宙中存在许多温度较低的星球，比如红矮星，而恰巧恒星中红矮星占到的比例非常高，离太阳最近的 65 颗恒星中有 50 颗是红矮星。 他们自身温度就很低，宇宙的大环境使得其温度更低，所以这些星星几乎不会发出可见光，只能通过红外线观测的手段探察。

　　这些星星所在之处还存有很多尘，会阻碍观测，因此只有进入净红外区才可以观察到。这些哈勃望远镜是看不到的，但对本身就是红外线太空望远镜的詹姆斯?韦伯望远镜来说，这是本职工作。

　　此外，那些照片中的星系越小，离我们就越远，就要花更长的时间让光穿梭到地球之上。那些微乎其微的星星或许来自几百亿年前，随着宇宙不断拓展，星系的可见度也会愈发的低。因此要想探索宇宙诞生时期的星系，红外望远镜就不可或缺。

　　既然是史上最强，开销也不少，升空也不是那么容易，都是因为项目太复杂。

　　几个航天局原计划开销 5 亿美元并于 2007 年将望远镜发射升空，但由于多种原因，项目严重超支，最新预估总耗费高达 96.6 亿美元，发射时间也向后推迟。先是变为 2011 年发射，接着又改到 2014 年、2018 年和 2019 年。今年 6 月，NASA 公布的消息称，望远镜将于 2021 年 3 月发射。

　　这个望远镜的位置与哈勃 537 到 541 公里高的近圆形近地轨道不同，它被放置于日地系统中的拉格朗日点 L2，距离地球 150 万公里围绕着地球，和地球一样同步和太阳旋转。它在拉格朗日点会转得非常慢，这时光线会被遮阳板完全挡住，可做更久的观察。

　　但由于距离过远，它自然也不能像哈勃一般会有人能定期去维修，因此必须要在发射前确保万无一失，这也是詹姆斯?韦伯望远镜反复增加预算和延期的原因。
　　

拉格朗日点。图片来自 Wikipedia
　　“今年的时候，我们出现了一些问题。” 马克?麦考里恩说，“我们把遮阳板和望远镜放在测试箱中测试，发现一些原本起固定作用的螺帽掉下来了。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。”

　　至于望远镜会不会真的在 2021 年按计划顺利升空，马克?麦考里恩还是比较笃定， “可能还会出现问题，当然我希望不要。但如果真出现了新问题，我们也只能去解决。”

　　题图来自 Pixabay