詹姆斯韋伯空間望遠鏡已完成部署。那么，地球外最大的天文臺下一步將何去何從？

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• 這個新一代天文臺正日漸接近觀測點，并進入主鏡和儀器測試準備期。

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美國宇航局(NASA)詹姆斯·韋伯空間望遠鏡(James Webb Space Telescope)完全展開的藝術(shù)插圖。在天文臺完成部署之后，在它開始研究宇宙之前，還有更多的工作要做。(圖片來源:ESA)

詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的配置工作才剛剛開始。

1月8日本周六，這座新的天文臺——迄今為止最大的空間望遠鏡，成功開啟最后一個主鏡片，這個被NASA稱為有史以來最復雜的太空部署之一的任務塵埃落定。下一步，韋伯工作組將致力于使望遠鏡對準目標，同時啟動天文臺的關(guān)鍵部件投入實際工作。

預計韋伯空間望遠鏡將于1月23日到達“插入位置”，然后點燃引擎使其滑行到距離地球約93萬英里(150萬公里)的“停車位”——第二拉格朗日點。如果能順利到達理想位置，由于與太陽、地球和月球呈完美的直線排列，它將得以用最小能耗實現(xiàn)長期駐留。

相關(guān)知識：理想狀態(tài)下，兩個同軌道物體以相同的周期旋轉(zhuǎn)，兩個天體的萬有引力在拉格朗日點平衡，使得第三個物體與前兩個物體相對靜止。

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但地面控制團隊要做的不只是模擬練習，許多復雜的調(diào)試工作尚待完成，美國宇航局特別指出，在接下來的幾周內(nèi)，校準鏡頭、準備儀器是需要重點關(guān)注的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2022年1月8日，美國宇航局詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的工程團隊在馬里蘭州巴爾蒂文的空間望遠鏡科學研究所慶祝主鏡開啟 (圖片來源:美國宇航局/比爾·英格爾斯)

1月8日本周六，美國宇航局戈達德太空飛行中心的韋伯項目副經(jīng)理約翰·杜寧在馬里蘭州巴爾的摩空間望遠鏡科學研究所——韋伯控制中心的新聞發(fā)布會上告訴記者，在發(fā)動機點火的準備期，團隊成員會在接下來的15天里，同步將18個鏡片對齊到“基本上是一面鏡子”。

杜寧還補充說：“工作組計劃下周左右開始啟動韋伯空間望遠鏡的相關(guān)儀器。當韋伯進入第二拉格朗日點后，內(nèi)部溫度會達到極端低值，屆時工程師們會全面啟動各種儀器?！?/p>

第二拉格朗日點是韋伯執(zhí)行深空探測的理想位置。由于遠離太陽且配備遮光罩，韋伯將在熱追蹤紅外觀測所必須的黑暗環(huán)境中工作。紅外線波長能夠讓望遠鏡穿透塵埃，觀察年輕的系外行星，或遙遠星系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以了解宇宙的形成和演化。

美國宇航局稱，韋伯裝有4個科學儀器——1個近紅外相機、1個近紅外光譜儀、1個中紅外成像光譜儀、1個組合精細制導傳感器和光譜儀，使其在可見光、近紅外和中紅外(0.6至28.5微米)區(qū)均能進行觀測。

“每個儀器都有一套獨特的運行規(guī)則”，德寧說，“一旦內(nèi)部達到一定溫度，再來(校準)它們以確保一致性將成為挑戰(zhàn)?！?/p>

戈達德韋伯光學望遠鏡元件經(jīng)理李·范伯格在新聞發(fā)布會上解釋說，主鏡調(diào)整將于1月11日展開。由于發(fā)射時的巨大壓力，主鏡被暫時折疊，因而需要10到12天的時間“將所有的鏡片向前推進大約半英寸，以便進行精細的光學校準”。

基礎校準期預計持續(xù)3個月，從而為發(fā)射“第一束光”做好準備，屆時望遠鏡將拍攝第一張測試圖像，這也是校準工作的其中一步。美國宇航局提示，由于望遠鏡尚未完全對齊，第一批圖像大概率會糊掉，而完成精準配置要靠更多成像效果確認和儀器測試工作。

該圖片展示的是詹姆斯·韋伯空間望遠鏡在第二拉格朗日點附近的運行軌道 (圖片來源:美國國家航空航天局)

德寧說，“望遠鏡的整個校準過程大概需要120天，所以校準完成日期初步定在4月24日左右，這取決于整個調(diào)試過程的實際進展情況?！?/p>

德寧還補充，將會與各儀器控制團隊同步完成望遠鏡的整體調(diào)試工作，這些合作團隊會“開啟不同的儀器和……然后使用這些儀器校準望遠鏡，從而進一步完善望遠鏡的各項功能”。

關(guān)于空間望遠鏡拍攝模糊圖像一事，歷史上有些敏感。1990年，哈勃空間望遠鏡發(fā)射事件轟動一時，但由于工程故障，回傳圖像模糊得像望遠鏡患了近視，不得不再進行后續(xù)矯正工作。哈勃在近地軌道運行，宇航員可以通過航天飛機對其進行維修升級；而韋伯望遠鏡的遠地運行使之無望，只能通過遠程操作進行精確校準。

NASA戈達德太空飛行中心的韋伯項目科學家簡·里格比告訴記者：“我們從毫米級別開始縮小鏡面，正在努力把它們縮到比冠狀病毒更小的尺寸，到幾十納米。”

“這是一個非常耗時的過程。大家都知道我們拍攝的第一張照片……這臺望遠鏡還沒有準備好被開箱即用。第一張照片會很丑，會很模糊。 我們將擁有18 張這樣的遍布天空的小圖像，我們必須將其驅(qū)動到一臺望遠鏡中。

“我喜歡這樣想：我們現(xiàn)在擁有的 18 面鏡子各個都像小女主角一樣，都在做自己的事情，唱自己的曲子，不管她們都在用什么調(diào)子，”里格比繼續(xù)說，“我們必須讓他們像合唱一樣工作，這是一件有條不紊且費力的事?！?/p>

調(diào)試結(jié)束時，里格比說，該團隊計劃推出一組“令人驚嘆的圖像”，一展望遠鏡的能力。 這批圖像尚未向媒體發(fā)布，但里格比表示，它們的目標將是“展示四種科學儀器，并真正讓每個人大吃一驚”。

官方人員在新聞發(fā)布會上透露，第一批圖像將包括恒星（檢查精確對準）和大麥哲倫星云（評估望遠鏡呈現(xiàn)光度陰影或固有亮度的能力）等。

約需歷時六個月的測試后，將是一個由“早期發(fā)布科學計劃”組成的為期五個月的初步科學運營期，期間工作內(nèi)容包括從行星形成到恒星物理學的六個大類。

BY：Elizabeth Howell?

FY：Astronomical volunteer team

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