卞毓麟

春暖花開，國際天文界和航天界在熱議：韋布空間望遠鏡今秋真要上天了！

韋布空間望遠鏡（James Webb Space Telescope，下簡稱“韋布”）的研制工作發(fā)端于20世紀(jì)90年代，初稱“下一代空間望遠鏡”，2002年又以詹姆斯·韋布冠名。韋布是美國宇航局（NASA）的第二任局長，在1961—1968年的任期內(nèi)，卓有成效地領(lǐng)導(dǎo)推進了阿波羅計劃和其他一些重大空間探測項目的實施。

“韋布”是NASA、歐洲空間局（ESA）和加拿大空間局（CSA）的合作項目，素有哈勃空間望遠鏡（下簡稱“哈勃”）繼承者之稱?！肮钡闹麋R口徑是2.4米，“韋布”則是6.5米，故其靈敏度約為“哈勃”的7倍。“哈勃”以接收天體的可見光為主，“韋布”則基本上是一架空間紅外望遠鏡。“哈勃”的空間軌道高度約600千米，“韋布”則將定居于日地系統(tǒng)的第二拉格朗日點（L2）——在日地連線上與太陽相反一側(cè)、距離地球約150萬千米處……青出于藍，“韋布”將完成“哈勃”力所不逮的許多任務(wù)，使人類認(rèn)識宇宙的立足點更上一個新臺階。

研制空間望遠鏡從來不會一帆風(fēng)順。1975年，科普巨匠阿西莫夫（Isaac Asimov）已在《洞察宇宙的眼睛——望遠鏡的歷史》一書中向公眾介紹：NASA打算研制一架大型空間望遠鏡。其實際進程則是：1981年美國為此組建空間望遠鏡科學(xué)研究所（STScI），1983年此鏡以“哈勃”冠名，1985年研制“哈勃”近乎竣工。然而，1986年挑戰(zhàn)者號航天飛機失事，發(fā)射哈勃的計劃幾近流產(chǎn)。幸好結(jié)局順利，1990年4月發(fā)現(xiàn)號航天飛機攜帶“哈勃”順利升空。

“韋布”的經(jīng)歷更奇特：1997年項目經(jīng)費預(yù)算5億美元，預(yù)期2007年發(fā)射上天；2002年經(jīng)費預(yù)算增至25億美元，預(yù)期發(fā)射時間推遲到2010年；2006年預(yù)算達到45億美元，發(fā)射更推遲至2014年；2010年預(yù)算達65億美元，預(yù)期2015—2016年發(fā)射；2013年預(yù)算增至88億美元，預(yù)期2018年發(fā)射；2018年預(yù)算超出88億美元，預(yù)期2020年發(fā)射。在經(jīng)歷各種意外事故、預(yù)算危機、國會險些取消項目之后，“韋布”終于箭在弦上，將于2021年10月上天了。

無數(shù)的技術(shù)細節(jié)都必須嚴(yán)格檢驗——稱為苛求也毫不為過。例如，2017年7月開始對“韋布”的“光學(xué)望遠鏡和集成科學(xué)設(shè)備”（OTIS）模塊進行一系列低溫學(xué)真空測試，歷時長達近百天。為了能探測到非常暗弱的遙遠天體發(fā)出的紅外線，整個“韋布”必須維持在40K（約-233℃）的極低溫度，而且它的中紅外設(shè)備（MIRI）還特別需要一個低溫降溫器，使其溫度降至7K（-266℃）。這些檢測在NASA約翰遜空間中心的真空室A中進行，該真空室的穹窿形密封大門直徑就達12米，重達40噸！

各種科學(xué)設(shè)備組裝在一起的“韋布”，還要在加利福尼亞州的諾斯洛普·格魯門公司再與飛船部分（即組裝在一起的太陽帆和船艙）相整合，進行更多方面的最終測試?，F(xiàn)在此事也已順利完成。

不言而喻，“韋布”的研制團隊會充分吸取“哈勃”的種種經(jīng)驗教訓(xùn)。例如，人們記憶猶新，“哈勃”起初竟然成像質(zhì)量不佳，后經(jīng)宇航員上天維修，加配一個矯正透鏡才諸事大吉。這樣的悲劇，絕對不能在“韋布”身上重演，航天員不可能親臨遠離地球150萬千米的日地系統(tǒng)L2點去維修。杜絕此類隱患，“韋布”已有許多預(yù)案和舉措。

在到達日地系統(tǒng)L2點之后，“韋布”還要進行一系列調(diào)試才能正式開展工作。天文學(xué)家可真急不可待了：無論是探索太陽系行星及其衛(wèi)星，或是探索系外行星，乃至追溯宇宙的早期演化史，“韋布”都大有用武之地。人們可以想象它也許能看到什么樣的新現(xiàn)象，但是更令人驚喜的必定是你完全想不到的種種新發(fā)現(xiàn)，且讓我們拭目以待吧！