西媒韦伯太空望远镜升空准备就绪

　　西班牙《趣味》月刊发表10月号文章详细介绍了詹姆斯·韦伯太空望远镜，称它未来是彻底改变人类对宇宙看法的＂眼睛＂，全文摘编如下：
　　在哈勃太空望远镜于1990年4月24日发射31年后，一切已经准备就绪，现在可以将其继任者——詹姆斯·韦伯太空望远镜——送入太空了。如果一切顺利，它将于12月中下旬从法属圭亚那发射升空。该望远镜被称为这个十年中人类观察宇宙的理想平台。它由美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局 （CSA）共同研发，比哈勃太空望远镜大六倍，但重量只有后者的一半，约为6500公斤，而且性能将是哈勃太空望远镜的一百倍。
　　拥有百倍＂哈勃＂性能
　　＂哈勃太空望远镜在很多方面彻底改变了我们对太空的了解。＂詹姆斯·韦伯太空望远镜的科学项目副主任卡尔蒂克·谢特向《趣味》月刊介绍说。他补充说：＂例如，它提供了很多关于星系如何形成和演化的信息，但它的局限性在于它主要还是一个光学望远镜，虽然它有几部红外相机，但它们的灵敏度不够高。此外，仅仅使用光学仪器，不可能比较精确地研究70亿或80亿年之前的宇宙。为此，人们需要使用高灵敏度的红外设备，而在这方面，詹姆斯·韦伯太空望远镜将发挥重要作用。我们将能够看到很早以前的东西，从70亿年到130亿年之前，几乎在‘大爆炸’的同期。＂
　　詹姆斯·韦伯太空望远镜有四个主要目标，涵盖了科学界关注的广泛问题。该项目的科研负责人约翰·马瑟对《趣味》月刊说：＂一开始，它将尝试观测‘大爆炸’后出现的第一批天体，例如星系、黑洞和超新星；其次，它将观测星系是如何随着时间推移而成长的，那可能是经过了许多小型天体的聚拢和融合；第三，它将观测恒星和行星系统是如何在气体尘埃云内部形成的；最后，它将观测其他恒星周围的行星以及我们身处的太阳系本身，以了解这些天体系统随着时间推移是如何成长和变化的，并帮助了解地球是如何具备存在生命的条件的。＂
　　詹姆斯·韦伯太空望远镜计划将于今年12月18日在法属圭亚那的库鲁航天中心由欧洲航天局的阿丽亚娜5型火箭送入近地空间。这一发射日期是一系列推迟之后的最新决定，是由NASA在不久前刚刚确定的。这台新的太空望远镜将拥有一项最大的优势，而这一优势将使其成为人类历史上的一个科技和工程技术里程碑。利用其所携带的5种工具中的4种，它将能够专门在红外光谱下进行观测，并且拥有极高的灵敏度。因此，它将有能力看得更远、更清晰。这将使我们能够以前所未有的便利性观测和研究宇宙。
　　面临三项巨大挑战
　　另一方面，詹姆斯·韦伯太空望远镜项目也意味着3项巨大挑战。第一项挑战：鉴于它的体积，该望远镜将被集成在阿丽亚娜5型火箭上进行发射，这样一来，一旦进入外层空间，它就能够很快完成部署，并获得最终形态，就像是一个＂变形金刚＂。第二项挑战：它将从距离地球150万公里的一处黑暗和寂静的环境对宇宙进行观测，而不会像哈勃太空望远镜那样在地球轨道上运行。后者距离地球仅有570公里。第三项挑战：由于将在这样的环境下工作，它将在接近绝对零度的温度条件下进行观测，其携带的一台设备将创造工作温度的最低纪录——零下267摄氏度。此外，一旦发射进入太空，詹姆斯·韦伯太空望远镜将无法再进行维修。哈勃太空望远镜曾经接受过5次维修，最后一次是在2009年。这就意味着，在阿丽亚娜5型火箭从法属圭亚那升空后，该望远镜的命运就已经注定，没有任何退路了。
　　詹姆斯·韦伯太空望远镜的口径达6.5米，而哈勃太空望远镜的口径仅为2.4米。詹姆斯·韦伯太空望远镜的建造对参与该项目的数百名科学家和工程师意味着空前巨大的挑战。他们花费了15年时间才打造出这台新望远镜。6.5米的口径意味着双重挑战：如此规模的望远镜不可能由单体部件构成，但同时又不能太重。为此，该望远镜的主镜由18个由铍制成的六角形镜片组成，这些镜片合在一起形成了直径6.5米的主镜。铍是一种更加坚固、可靠和耐用的材料。进入太空后，这18个小镜片将进行重新组合，并最大限度构成一个整体，使所有镜片都能发挥作用。如果这一功能无法实现，詹姆斯·韦伯太空望远镜很有可能将成为在茫茫太空中游荡的一个＂瞎子＂。
　　镜片的重新组合将在发射30天后进行。将它们整合在一起并进行调试以便完整成像的工作将需要耗时近两个月。
　　将詹姆斯·韦伯太空望远镜与火箭集成在一起发射的模式是导致该任务一再推迟的主要原因之一。但是，导致推迟的原因还包括其他一些问题，如政治争论和新冠肺炎疫情的暴发等。在政治争论方面，该项目一直难以获得美国国会的整体支持。当该项目最初在上世纪90年代酝酿之时，预计的发射时间为2007年。但是，由于需要将望远镜送至距离地球150万公里处构成的技术挑战，以及82亿美元的巨大投入，再加上发射后无法进行维修的限制，致使该任务的可行性一再受到怀疑。
　　携带五种先进设备
　　詹姆斯·韦伯太空望远镜不仅需要在遥远的太空完成部署（这项工作将在发射后的几周内完成），而且还要在低于零下230摄氏度的温度条件下工作至少10年。有鉴于此，在其研制过程中，所使用的材料不仅要完全适应地球的测试温度，还要满足预定观测环境的低温要求。它的观测位置的选定也大有学问。该望远镜将被发射到＂拉格朗日2＂（L2）点，那里是太阳和地球之间的引力平衡点，然后背对太阳对宇宙进行持续观测，以帮助科学家解开有关宇宙的一系列谜团。
　　马瑟说：＂发射后，我们将立即与该望远镜建立联系，但是，完成所有的观测准备需要耗费6个月的时间。这意味着，第一批科学数据最早将在2022年5月公布。它将首先观测一些我们已知的恒星，但这将在聚焦和调试的过程中完成。在那之后，我们准备了一系列科研项目，这些项目将在望远镜开始工作的头5个月内陆续展开。＂由于观测位置距离地球如此遥远，来自其他天体（如太阳、地球和月球等）的光和热非常少，而这种条件对进行高质量的远距离观测至关重要。
　　正如上文提到的，詹姆斯·韦伯太空望远镜将携带5种先进设备，其中之一是引导该望远镜并使其进入观测位置的装置。另外4种与观测宇宙和拍照有关。所有与观测有关的设备几乎都将在红外光谱内工作。但NASA的科学家指出，该望远镜也＂拥有一定在可见光谱内工作的能力＂。
　　宇宙在不断扩张，其中的天体和物质在运行时会发出红外光，如果想要捕捉到这些红外光，就需要观测到宇宙很远很远的地方，而目前我们只具备在可见光谱范围内进行观测的能力。为了让詹姆斯·韦伯太空望远镜将捕捉红外光的能力发挥到最大限度，就必须尽可能使它少受光和热辐射的干扰。在这一方面，主要的干扰来自太阳、地球和月球。为了保护望远镜免受这些天体的干扰，科学家们设计出了一种巨大的＂遮阳伞＂结构，这堪称人类工程史上的又一个里程碑。在完成部署后，这个＂遮阳伞＂的大小与一个网球场差不多。＂遮阳伞＂面朝太阳的方向，拥有4层隔热结构，能够使远端的观测设备保持低温工作状态。