耗資百億美元的韋布望遠(yuǎn)鏡在太空完全展開(kāi)距離正式探測(cè)宇宙深處僅有一步之遙

近日，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的主鏡已在太空中全部展開(kāi)，接下來(lái)只要再經(jīng)過(guò)約半個(gè)月的飛行，就能抵達(dá)它的目的地軌道。

據(jù)了解，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡最終將圍繞太陽(yáng)-地球系統(tǒng)的第二拉格朗日點(diǎn)（L2）運(yùn)動(dòng)。

相比哈勃望遠(yuǎn)鏡（距地約500公里），詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡距離地球較遠(yuǎn)，大概有150萬(wàn)公里。其若出現(xiàn)問(wèn)題，人類目前根本無(wú)法對(duì)之進(jìn)行維修，所以詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的每一次操作都至關(guān)重要，不得有絲毫差錯(cuò)，對(duì)它或者對(duì)人類來(lái)說(shuō)，機(jī)會(huì)只有一次。

在發(fā)射前，參與詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡建設(shè)的英國(guó)科學(xué)家吉莉安·賴特教授曾說(shuō)道：“詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡是如此之大，在火箭中它必須折疊，這意味著其必須能夠在太空順利展開(kāi)。這將是一件令人焦慮的事情?！?/p>

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡是于北京時(shí)間2021年12月25日20點(diǎn)20分，由阿麗亞娜5型運(yùn)載火箭在法屬圭亞那歐洲太空港發(fā)射升空。

發(fā)射前，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡主鏡的左右兩翼經(jīng)過(guò)了折疊處理。當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月7日，升空后的詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡主鏡左翼先完成展開(kāi)部署，第二天右翼完成部署。

在詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡順利展開(kāi)后，美國(guó)國(guó)家航空航天局局長(zhǎng)比爾·尼爾森表示，“此刻，我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)工程里程碑！雖然詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的旅程尚未完成，但我們至少可以稍微松口氣了?！?/p>

此次主鏡的全部展開(kāi)，表示“宇宙之眼”詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的核心“眼球”已完成部署。

總的來(lái)說(shuō)，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡部署階段的工作非常復(fù)雜，需要178個(gè)釋放機(jī)制部署50多個(gè)部件。“僅遮陽(yáng)板結(jié)構(gòu)就有140個(gè)釋放機(jī)構(gòu)、70個(gè)鉸鏈組件、400個(gè)滑輪、90根電纜和8個(gè)部署電機(jī)，而且每一項(xiàng)都必須正常工作?！泵绹?guó)國(guó)家航空航天局表示。

不過(guò)，值得注意的是，當(dāng)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡到達(dá)預(yù)定軌道后，還不能直接開(kāi)始工作，仍要進(jìn)行約五個(gè)月時(shí)間的調(diào)試，包括四個(gè)科學(xué)儀器和主鏡的檢查和校準(zhǔn)，方能正式開(kāi)展宇宙觀測(cè)。

比如，科研人員需要對(duì)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡的18個(gè)六邊形主鏡段進(jìn)行位置和曲率調(diào)整，以使其起到單個(gè)鏡子的作用。只有這樣，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡才能準(zhǔn)確地聚焦到它的目標(biāo)天體上。

這里再簡(jiǎn)單介紹下詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡自身的相關(guān)情況和它所肩負(fù)的科學(xué)使命。

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡以美國(guó)國(guó)家航空航天局前局長(zhǎng)詹姆斯·韋布的名字命名，是美國(guó)國(guó)家航空航天局和其合作伙伴歐洲航天局、加拿大航天局領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際項(xiàng)目。其最初計(jì)劃2007年發(fā)射，后經(jīng)歷過(guò)十多次延期，預(yù)算也由開(kāi)始的5億美元逐漸上升到近100億美元，是目前世界上最大的太空望遠(yuǎn)鏡。

它的口徑達(dá)6.5米，主鏡由鍍金超輕量鈹鏡片構(gòu)成，共18塊，還有一個(gè)“網(wǎng)球場(chǎng)般大小的五層遮陽(yáng)板”。

在L2點(diǎn)，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡與太陽(yáng)、地球處在一條直線上，遮陽(yáng)板能夠阻擋陽(yáng)光和熱量，以避免輻射干擾。

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡主要是在紅外線波段進(jìn)行工作，這不同于“哈勃望遠(yuǎn)鏡工作的可見(jiàn)光和紫外線波段”。紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)，而波長(zhǎng)越長(zhǎng)，靈敏度越高，所以詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡更有希望探測(cè)到宇宙中不為人知的一面。

憑借超高精度紅外觀測(cè)能力，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡將探索宇宙發(fā)展的每個(gè)階段，并有望觀測(cè)到第一批星系和恒星是如何成長(zhǎng)和演化的。這有助于幫助我們了解135億年前早期宇宙的形成，加深人類對(duì)宇宙深處古老星系的理解。

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡還可以探索外星生命存在的證據(jù)，并分析地外行星的大氣成分，從而發(fā)現(xiàn)與地球相似的行星。

說(shuō)到這里，可能有人想問(wèn)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡和中國(guó)研制的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST孰優(yōu)孰劣？

其實(shí)，詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡和FAST是兩種不同類型的望遠(yuǎn)鏡，它們各有優(yōu)勢(shì)，能夠觀測(cè)到不同的宇宙景象。FAST主要工作在射電波段，在地面觀測(cè)就能取到較好效果，不用部署在太空。

不過(guò)，據(jù)了解，在探測(cè)外星生命方面，F(xiàn)AST也許更有優(yōu)勢(shì)，其能夠搜索外星通信信號(hào)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)外星文明。

繼續(xù)說(shuō)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡。不久后，其還將進(jìn)行第三次中途修正燃燒，以將自身精確放置在預(yù)訂軌道上。

最后，由于詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡需要不斷調(diào)整軌道，而我們又不能對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充燃料和維修，所以它的壽命可能只有5年～10年。

也許當(dāng)詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡“退役”后，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡仍在地球軌道繼續(xù)工作。

不管如何，期待今年夏天能收到詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡拍攝的第一批圖像。