NASA打造哈伯繼任者，新一代空間望遠鏡6年後上崗

按照1比1比例打造的JWST的模型，主鏡片由18節可折疊的分鏡片組成。

升空已近17年的“哈勃”望遠鏡為太空探索立下了赫赫戰功，但近年來其故障頻頻，令科學界更加關注它的繼任者、“詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡”（JWST）的建造進程。美國航空航天局（NASA）5月10日公開展示了JWST的模型，並稱JWST將在2013年取代“哈勃”望遠鏡，繼續執行巡天觀星的任務。

10項新技術通過審核

據美國媒體報道，NASA和JWST的承制商諾斯羅普-格魯曼公司在華盛頓國家廣場的史密森尼博物館外舉行了露天新聞發布會。記者們參觀了按照1比1比例打造的JWST的模型，它的長寬高分別為24米、12米、12米，體積約為“哈勃”望遠鏡的3倍。

JWST是以“阿波羅”時代的NASA局長的名字命名的，除了NASA，歐洲、加拿大的航太主管部門也參與了這一項目。JWST的設計與“哈勃”望遠鏡相比有了很大提高，六邊型主鏡片的直徑約為6.5米，“哈勃”只有2.4米，如此巨大的鏡片使得它能夠探測到亮度很低的天體，而“哈勃”所能探測到的天體亮度是它的400倍。

不過，沒有哪個運載火箭寬到可以容納如此大的鏡片，因此JWST的主鏡片是由18節可折疊的分鏡片組成的，這也成為它最具風險性的設計。在發射升空後，鏡片才會全部打開。此外，一個面積如網球場的矩形5層遮陽板也將被展開，用來為鏡片和其他航天器元部件遮擋來自太陽的熱量。

諾斯羅普-格魯曼公司的項目主管馬丁‧莫漢表示﹕“為了實現設定的所有規劃並在2013年發射，我們正不斷革新。NASA已經核准了為望遠鏡開發的10項新技術。距離發射還有6年多，技術研發已經完成，剩下的就是工程工作了。”

NASA戈達德太空飛行中心的主管愛德華‧韋勒表示，在過去20個月裡，JWST項目已經實現了技術、成本和進度指標。根據預算，JWST開發、發射和升空後10年運行階段的總預算為45億美元。而服役近17年的“哈勃”望遠鏡目前已花費70億至80億美元。

巡天遙看宇宙起點

雖然JWST被稱作“哈勃”的繼任者，但實際上它們的功能有很大差別。“哈勃”望遠鏡可觀測的光波的範圍很大，從紫外線到可見光到紅外線，而JWST盡管也能夠觀測一部分可見光波段，但主要還是集中在紅外線波段。JWST將攜帶三臺儀器﹕一臺近紅外攝像機、一臺近紅外光譜攝制儀以及一臺組合式中紅外攝像機與光譜攝制儀。

JWST的這種設計是由它肩負的科學任務決定的，包括收集“大爆炸”後宇宙早期的數據、考察銀河系和太陽系的形成、尋找太陽系以外恆星周圍行星上的生命跡象等。這些目標需要觀測那些遙遠的、光線已經移到紅外線範圍之內的物體。

NASA官員表示，盡管“哈勃”望遠鏡已經能回望到“大爆炸”後10億年，但JWST能看得更遠，甚至能看到宇宙的起源和結構。而黑洞和暗物質這些“哈勃”無力解開的謎團或許也能通過JWST找到答案。

JWST的觀測任務也決定了它的軌道位置與“哈勃”望遠鏡不同。“哈勃”距離地球約575公裡，如果JWST在這個軌道上運行，那麼將受到地球自身的強烈紅外輻射的幹擾，無法觀測到來自遙遠物體的微弱信號。歐洲的阿裡亞納5型（Ariane V）運載火箭將把JWST送入距離地球150萬公裡的位置，在這裡，它的遮陽板既可以遮擋住太陽光也可以擋住地球的紅外輻射。

不過，遙遠的距離也意味著JWST無法進行維修，這就要求望遠鏡的任何一部分都不能過早地失靈，而它的設計壽命只有10年。

“哈勃”能否挺過6年

在新一代空間望遠鏡JWST發射前還有6年時間，“哈勃”能站好最後一班崗嗎﹖在過去近17年的時間裡，NASA共對“哈勃”太空望遠鏡進行過四次維修服務。2006年10月，NASA局長邁克爾•葛裏芬宣佈，將於2008年春季至秋季間派遣宇航員乘航太飛機前往太空，為哈勃太空望遠鏡實施第五次也是最後一次維修，以保證它工作到2013年。

不過在今年1月，“哈勃”的高級巡天照相儀（ACS）出現故障，喪失了2/3的觀測能力。NASA已經表示，他們不太可能會在明年的維修中顧及到ACS，因為宇航員需要更換一個已經壞掉的陀螺儀和成像光譜儀，對舊電池和穩定裝置進行升級，安裝廣角照相機和宇宙起源光譜儀，維修日程已經排得很滿。

科學家擔心，如果“哈勃”不能堅持到JWST上崗，太空觀測將出現“斷層”。美國天文學家埃德溫•哈勃在上世紀20年代發現了星系整體退行現象，從而改變了人們對宇宙的認識，並奠定了大爆炸宇宙論的基石。“哈勃”太空望遠鏡就以哈勃命名，自1990年升空以來，它開啟了天文學的一個黃金時代。

近處，它曾拍攝到極為清晰的火星景象、木星極光和土星極光，觀