为了找到「下一个地球」，NASA 准备花 110 亿美元打造哈勃望远镜 2.0( 二 ) 在漂浮于我们头顶的8000多个人

修建第二个「哈勃」并非易事

文章图片
▲康普顿伽玛射线望远镜
在1990-2003年之间， NASA成功研制并发射了4颗大型空间望远镜，分别是哈勃空间望远镜、康普顿伽玛射线望远镜（于2000年坠毁）、钱德拉X射线望远镜和斯皮策空间望远镜，这又被称为大型轨道天文台计划。

文章图片
▲钱德拉X射线望远镜
大型轨道天文台计划将天文学研究推进了一个时代，因为红外线、X射线和伽马射线很难穿透地球的大气层，因此只能通过位于太空的空间望远镜进行观察，每台望远镜都为各自的领域做出了重要的贡献。
1996年， NASA和欧洲航天局（ESA）以及加拿大航天局（CSA）开始合作开发下一代空间望远镜，并以NASA第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名，预算为5亿美元，计划在2007年投入使用。

文章图片
然而，詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的建造难度之大远远超出了NASA的预料，由于项目存在很多工程延误和成本超支， JWST在2005年进行了重大的重新设计，发射时间一拖再拖，直到2021年JWST终于有可能发射。

文章图片
原定于2021年10月31日发射的JWST因为阿丽亚娜5号运载火箭的问题，将发射日期推迟到了2021年12月18日，如无意外， 1个月后这个历时24年的重大项目将会迎来历史性的突破。
JWST常被外界视为是哈勃望远镜的继任者，但两者的工作其实并不完全相同。 JWST的主要任务是观测大爆炸理论的残余红外线，也就是观测宇宙初期的状态，因此它的形态和工作环境都和哈勃望远镜有很大的不同。

文章图片
首先是高度，相比于哈勃望远镜600公里的轨道高度， JWST要远得多，距离地球最近时（近拱点）也要374000公里，最远时（远拱点）可达1500000万公里。

文章图片
这是因为JWST的镜片必须保持在低于50K（?220°C）的环境下工作，为了维持低温， JWST设计了5层能够抵挡约300°C的遮光罩，以遮挡太阳和地球反射的光线。
从外观来看， JWST几乎就由这巨大的镜片和遮光罩组成，其主镜的直径达到8米，镜面面积是哈勃望远镜的5倍以上，而遮阳罩的面积则相当于一个网球场。

文章图片
要让如此庞大的结构在太空中准确和安全地释放、展开，是一个巨大的难题。 NASA的工程师MikeMenzel在新闻发布会提到， JWST的太阳盾展开将会是最为复杂的一次部署任务，有超过300种失败的可能。
据统计， JWST预估最耗费高达96.6亿美金，远超计划的预算。不少天文学家担心，由于JWST长期拖延并且严重超预算，新的望远镜建设可能很难得到再资金支持。

文章图片
但从另一个角度来看，问题百出的JWST也留下了不少宝贵的开发经验。
在Astro2020报告中就总结了不少了JWST的开发教训，提出了4个更为细致的任务概念，新望远镜的开发计划要比当初的JWST更为完善。
如果计划开展顺利，人类对于宇宙的认知将会再度迎来一次飞跃。宇宙是否存在外星生命？这个问题的答案很可能在这个世纪内揭晓。