哈勃的繼任者詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡再次推遲發(fā)射

藝術(shù)家概念圖：詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡通過歐空局部署在太空中

詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡再次推遲發(fā)射

更新日期：2021年11月22日。美國(guó)宇航局今天發(fā)表聲明說，詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射日期再次被推遲。發(fā)射原定于2021年12月18日進(jìn)行。美國(guó)宇航局表示，這次發(fā)射不會(huì)早于12月22日。聲明全文如下：

詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射準(zhǔn)備日期移到不早于12月22日，以便在最近準(zhǔn)備發(fā)射期間出現(xiàn)了事故之后對(duì)天文臺(tái)做額外的測(cè)試。

這場(chǎng)事故于法屬圭亞那庫魯進(jìn)行衛(wèi)星準(zhǔn)備設(shè)備操作時(shí)發(fā)生，由阿麗亞娜空間站全面負(fù)責(zé)。技術(shù)人員們當(dāng)時(shí)正在準(zhǔn)備將韋伯望遠(yuǎn)鏡與火箭發(fā)射的適配器連接，而這個(gè)適配器是用來將天文臺(tái)與阿麗亞娜5號(hào)火箭的上層合并的。突然，一個(gè)確保將韋伯望遠(yuǎn)鏡與火箭發(fā)射適配器緊密相連的夾圈出乎意料地松動(dòng)了，這使得整個(gè)天文臺(tái)開始震動(dòng)。

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美國(guó)宇航局領(lǐng)導(dǎo)的異常審查委員會(huì)立即召開會(huì)議對(duì)這次事故進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行了額外的測(cè)試，以確保望遠(yuǎn)鏡的各部件沒有受到意外的損壞。美國(guó)宇航局及其任務(wù)合作伙伴將在本周末完成測(cè)試后提供最新信息。

韋伯此前計(jì)劃于12月18日在圭亞那庫魯航空中心由阿麗亞娜-5運(yùn)載火箭發(fā)射升空。

原來的計(jì)劃——日期為2021年10月12日——開始于以下內(nèi)容：

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡于2021年10月12日安全抵達(dá)法屬圭亞那的帕里亞卡博港，計(jì)劃在12月18日搭載歐洲航天港發(fā)射的阿麗亞娜5號(hào)火箭升空。韋伯望遠(yuǎn)鏡被裝在一個(gè)大約100英尺（30米）的特殊的集裝箱中。它從加利福尼亞州乘坐MN Colibri號(hào)通過巴拿馬運(yùn)河到達(dá)法屬圭亞那。為確保航道暢通，專門疏浚了河床較淺的庫魯河，讓船只能跟隨漲潮安全的抵達(dá)港口。 ? ? ? ? ? ? ? ? 圖片來源于ESA

韋伯望遠(yuǎn)鏡即將發(fā)射

歐空局在2021年10月12日說，“詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡——哈勃望遠(yuǎn)鏡的繼任者——已經(jīng)安全抵達(dá)法屬圭亞那的帕里亞卡博港。目前發(fā)射日期穩(wěn)定在12月18日，真讓人興奮！”

歐空局表示，“目前正和美國(guó)宇航局緊密合作，準(zhǔn)備這個(gè)被稱為一代一次的任務(wù)——在法屬圭亞那的歐洲航空港利用阿麗亞娜5號(hào)火箭發(fā)射韋伯號(hào)。發(fā)射處理團(tuán)隊(duì)為韋伯號(hào)的飛行做準(zhǔn)備和配置，包括裝運(yùn)后檢查和小心地將燃料注入航天器推進(jìn)器艙。然后工程團(tuán)隊(duì)將韋伯號(hào)與運(yùn)載火箭（由歐空局提供的阿麗亞娜5號(hào)火箭）配對(duì)，在將它發(fā)射前兩天推出至發(fā)射平臺(tái)之前做一次“彩排”。

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歐空局說，“很少有空間科學(xué)任務(wù)像詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（Webb）那樣被熱切期待。作為繼哈勃之后的下一個(gè)偉大的空間科學(xué)觀測(cè)站，韋伯被設(shè)計(jì)用來解決關(guān)于宇宙的未解之謎，并進(jìn)一步了解我們的起源：從恒星和行星的形成到早期宇宙中第一個(gè)星系的誕生。”

“每次發(fā)射都需要精心的計(jì)劃和準(zhǔn)備。對(duì)韋伯來說，這一過程大約始于15年前。它抵達(dá)帕里亞卡博港是阿麗亞娜5號(hào)發(fā)射活動(dòng)的一個(gè)重要里程碑。”

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“韋伯號(hào)從加利福尼亞州乘坐Mn Colibri號(hào)從巴拿馬運(yùn)河航行至法屬圭亞那。為確保航道暢通，專門對(duì)淺灘庫魯河進(jìn)行了疏浚，船舶隨漲潮安全到達(dá)港口。”

該太空望遠(yuǎn)鏡最近在位于加利福尼亞州的諾斯羅普·格魯曼公司進(jìn)行了測(cè)試。發(fā)射后，大型空間觀測(cè)站將前往拉格朗日點(diǎn)2，即L2，一個(gè)距離我們星球930000英里（150萬公里）的引力穩(wěn)定點(diǎn)。

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韋伯號(hào)將搭乘阿麗亞娜5號(hào)火箭飛往軌道。歐洲航天局正在提供發(fā)射服務(wù)。這一時(shí)間線說明了將近70天的韋伯號(hào)發(fā)布活動(dòng)。它包括一個(gè)由100多名專家組成的團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)在歐洲航天港工作。美國(guó)宇航局高度參與，與歐空局密切合作進(jìn)行發(fā)射。

來自太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的韋伯號(hào)發(fā)射和部署的模擬視頻。

發(fā)射地在地球赤道附近

2021年夏季，美國(guó)宇航局宣布，八月底該望遠(yuǎn)鏡（詹姆斯?韋伯望遠(yuǎn)鏡）將被運(yùn)送到發(fā)射地“按時(shí)間表來看幾乎沒有余留的時(shí)間”。緊湊的時(shí)間表使韋伯望遠(yuǎn)鏡要在10月31日之前就做好發(fā)射準(zhǔn)備。九月份宣布，新的發(fā)射時(shí)期定為2021年12月18日。

發(fā)射之后，韋伯號(hào)需要飛行一個(gè)月的時(shí)間到第二達(dá)拉格朗日L2點(diǎn)。在旅行到那里的路上，從發(fā)射后幾天開始，它開始慢慢地展示出它最大的特征——一個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)大小的遮陽板。遮陽板的設(shè)計(jì)目的是將太陽熱量降低一百萬倍以上，達(dá)到-364華攝氏度（-220攝氏度）。韋伯號(hào)的鏡片和儀器必須要保持低溫，如果被太陽加熱的話，它們將會(huì)釋放出紅外射線。韋伯號(hào)要測(cè)量的是來自宇宙深處的微弱紅外信號(hào)。歐空局對(duì)冷卻的每個(gè)步驟發(fā)表了評(píng)論：

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...能夠從地面專業(yè)地控制，交出韋伯號(hào)的發(fā)射完全控制權(quán)，避免部署過程中任何不可預(yù)見的問題出現(xiàn)。

歐空局說，任務(wù)團(tuán)隊(duì)通過加熱器控制儀器和結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力，從而可以解決冷卻問題，這需要幾周的時(shí)間。同時(shí)，歐空局說：

...副鏡三腳架將展開，主鏡將展開，韋伯號(hào)的儀器將緩慢通電，推進(jìn)器點(diǎn)火將把天文臺(tái)插入到軌道的軌道。

在進(jìn)入軌道后，等望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)冷卻并保持在一個(gè)穩(wěn)定的寒冷的工作溫度，任務(wù)團(tuán)隊(duì)將花費(fèi)幾個(gè)月的時(shí)間校準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)和科學(xué)儀器，接下來韋伯號(hào)將開始利用它那炫目的鍍金鏡面在紅外光下研究宇宙。

韋伯號(hào)將在離地球150萬公里的第二拉格朗日點(diǎn)（L2）繞太陽飛行。注意圖片沒有按比例繪制。圖片來源：美國(guó)宇航局。

何為巨大的、宏偉的和金色的？

韋伯號(hào)最重要的和可識(shí)別的特征是21英尺（6.5米）寬的主鏡。反射望遠(yuǎn)鏡的主鏡決定了它能收集到多少光線，也就決定了它能看到宇宙多深。韋伯號(hào)的主鏡寬度接近哈勃號(hào)的三倍。

你也許聽人們談?wù)撨^韋伯號(hào)的金色鏡面。該鏡面其實(shí)是多面鏡，它由18塊獨(dú)立的六邊形部分組成，由非常堅(jiān)固、超輕的鈹組成，將在發(fā)射之后展開。望遠(yuǎn)鏡的每個(gè)鏡面部分涂敷了一薄層（顯微鏡下可見）的黃金，黃金涂覆層使鏡面部分最理想地反射紅外線，這也是望遠(yuǎn)鏡將觀察的主要光波長(zhǎng)。

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韋伯望遠(yuǎn)鏡已走過漫長(zhǎng)道路

韋伯望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展始于1996年，當(dāng)時(shí)有5億美元預(yù)算。最初，空間科學(xué)家與工程師們計(jì)劃于2007年發(fā)射它。但此項(xiàng)目被長(zhǎng)期延誤且花費(fèi)超支。韋伯項(xiàng)目在05年經(jīng)歷了一次主要項(xiàng)目的重設(shè)。此后，他們計(jì)劃于2020年3月發(fā)射，但新冠疫情突如其來，帶來主要障礙。

即便如此，韋伯的團(tuán)隊(duì)如今已取得重大進(jìn)步。Nasa稱當(dāng)前的項(xiàng)目資金有8.8億美元，能保證韋伯計(jì)劃的完成。在2020年12月，韋伯的遮陽板順利完成了它的最后一次測(cè)試，它需在太空中完成的一次完全展開。nasa 稱當(dāng)前項(xiàng)目資金有8.8億美元，能夠使韋伯計(jì)劃完成。2020年12月，詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡順利完成了它的最后一次遮陽罩測(cè)試，包括它將在太空中完成的一次完全展開。

韋伯此前作為下一代太空望遠(yuǎn)鏡而為人所知，科學(xué)家在2002年9月將其重命名為韋伯，韋伯是前任受人尊敬的NASA局長(zhǎng)。

NASA ，歐洲航天局和加拿大航天局都參與了韋伯項(xiàng)目。NASA 位于格林貝爾特航空中心主管發(fā)展工作，而諾思羅普格魯曼公司是項(xiàng)目主要的工業(yè)伙伴。

由于它為哈勃望遠(yuǎn)鏡服務(wù)，巴的摩爾的空間望遠(yuǎn)鏡研究所將在韋伯發(fā)射后對(duì)它進(jìn)行管理。

韋伯有21英尺直徑的望遠(yuǎn)鏡主鏡，而哈勃的直徑為8英尺。請(qǐng)注意比例。圖片來自NASA .

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

如人們所料，韋伯的能力超出了哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的能力。美國(guó)宇航局如是說，韋伯可謂青出于藍(lán)而勝于藍(lán)。這兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡將在一段時(shí)間內(nèi)并肩合作，雙向作業(yè)。

與哈勃相比，韋伯將觀測(cè)到更遠(yuǎn)的電磁波譜紅外區(qū)域。它將比哈勃更深入太空，因此它將更深入地觀察過去。它能夠探測(cè)恒星和恒星系統(tǒng)形成的恒星塵埃云內(nèi)部。該項(xiàng)目的通信專家撒迪厄斯 · 塞薩里（Thaddeus Cesari）寫道：

除了發(fā)射后的突破性科學(xué)，韋伯還要求改進(jìn)用于驗(yàn)證在太空中生活涉及的大型、復(fù)雜航天器及基礎(chǔ)設(shè)施和階段性的測(cè)試……總結(jié)了以前的空間望遠(yuǎn)鏡開發(fā)中吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，韋伯——未來的太空望遠(yuǎn)鏡將建立在共享的資源、知識(shí)平臺(tái)上。

數(shù)千名科學(xué)家、工程師和技術(shù)人員為韋伯的構(gòu)建、測(cè)試和集成做出了貢獻(xiàn)?？偣灿?58家公司、機(jī)構(gòu)和大學(xué)參與其中：分別有142家來自美國(guó)，104家來自12個(gè)歐洲國(guó)家，12家來自加拿大。

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我們?nèi)绾慰吹教罩械奈矬w取決于望遠(yuǎn)鏡接收到的電磁波譜的波長(zhǎng)。這是船底座星云的對(duì)比，船底座星云是一種氣體和塵埃云，在可見光（左）和紅外（右）下觀察。紅外圖像顯示了在光學(xué)光線下隱藏在塵埃后面的恒星。通過NASA/ESA/哈勃20周年紀(jì)念團(tuán)隊(duì)拍攝的圖片。藝術(shù)家對(duì)韋伯（左）和哈勃（右）望遠(yuǎn)鏡總體尺寸對(duì)比的概念。圖像來源于GSFC/NASA

概要：詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡是世界上最復(fù)雜的紅外線望遠(yuǎn)鏡。它目前已抵達(dá)法屬圭亞那地區(qū)，將在年底12月18日從歐洲宇航中心搭載阿麗安娜5號(hào)火箭發(fā)射。

BY：Editors of EarthSky

FY：Astronomical volunteer team

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