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哈勃太空望遠鏡仍在執行，但其繼任者已在待命。“詹姆斯·韋伯”太空望遠鏡 (JWST) 將是迄今為止送入太空的最大天文臺，也是有史以來建造的最複雜的儀器之一。在 2011 年之前，該專案嚴重超出預算並落後於計劃，但現在已重回正軌，並進入了充滿事件的一年，進行組裝和測試，為 2018 年的發射做準備。
JWST 的所有四個主要科學儀器均已建成，並已運往位於馬里蘭州格林belt的 NASA 戈達德太空飛行中心，以組合成一個單元，稱為整合科學儀器模組 (ISIM)。上個月，該望遠鏡通過了最終設計里程碑——關鍵設計評審——天文臺的設計、建造和測試的所有計劃都在該評審中獲得批准。“望遠鏡質量的百分之九十七已經建成或正在運送途中，”NASA 總部位於華盛頓特區的 JWST 副專案主管 Eric Smith 在 1 月份戈達德的新聞釋出會上說。“現在[我們]已經有了科學儀器，我們將開始製造望遠鏡。”
哈勃望遠鏡在可見光下觀測到的物體，“詹姆斯·韋伯”旨在在紅外線下觀測——遠古、極其遙遠的恆星和星系在紅外線下閃耀。由於宇宙正在膨脹，物體離地球越遠，它後退的速度就越快。反過來，由於一種稱為多普勒效應的現象，它的光會顯得更紅，這種效應會導致其波長拉伸，或向光譜的紅色端移動。因此，“詹姆斯·韋伯”應該能夠瞥見非常遙遠的宇宙奇觀，它們幾乎與宇宙本身一樣古老。“這一切都是關於：我們是如何來到這裡的？”JWST 高階專案科學家約翰·馬瑟說。“我們的原子最初來自哪裡？我們每個人都是由爆發的恆星組成的。恆星是如何誕生的？”
這些宏大的問題迫使 NASA 承擔宏大的工程挑戰。天文臺必須在低於 50 開爾文（零下 370 華氏度，或零下 223 攝氏度）的極低溫度下執行，以避免來自熱輻射形式的紅外線汙染。這種輻射來自地球以及太陽和月球，所有這些都必須透過一個稱為多層遮陽罩的巨型遮陽板從望遠鏡的視野中阻擋。“詹姆斯·韋伯”將在一個稱為拉格朗日點 2 (L2) 的穩定點繞軌道執行，該點距離地球一百萬英里，比哈勃或大多數其他衛星遠得多，以使這三個天體始終在其後方。望遠鏡的外殼必須由一種新型複合石墨材料製成，這種材料能夠承受從地球移動到 L2 時將經歷的極端溫度變化。
除了是紅色的之外，“詹姆斯·韋伯”的目標景象將非常微弱，因此需要巨大的光學器件，其集光面積是哈勃主鏡的七倍。JWST 的鏡面寬 6.5 米，由 18 個六邊形分段組成，這些分段可以像摺疊桌的葉片一樣摺疊起來，以適應火箭錐體內部進行發射。然後，鏡面必須在發射後展開並開啟成正確的配置，以便每個分段鎖定到位——這絕非易事。網球場大小的遮陽罩也將在發射時緊緊收起，並且必須在進入軌道後展開。“我們設計了一種不折疊就無法裝入火箭的東西，”NASA 主要承包商諾斯羅普·格魯曼航空航天系統公司 JWST 專案負責人斯科特·威洛比說。“這使其變得複雜。”
似乎在 2000 年代初期，人們低估了某些複雜性，當時預計望遠鏡的成本低於 20 億美元，並在 2010 年左右發射。在預算超支和進度延誤導致厭倦的立法者在 2011 年威脅要取消該專案後，NASA 提出了一個新計劃，即在 2018 年以 87 億美元發射 JWST。從那時起，該專案一直在按計劃進行，並在其（四倍）預算內。“JWST 在下一個問題出現之前一切順利，鑑於他們正在努力做的事情，下一個問題即將出現，”佛羅里達大學中央分校的太空政策專家羅傑·漢德伯格說。“前沿仍然是前沿。”“詹姆斯·韋伯”的預算現在每年約佔 NASA 天體物理學撥款的一半，因此有了“吞噬天文學的望遠鏡”之類的綽號。“資金問題是我們作為一個國家必須問自己的問題，”JWST 副專案科學家 Amber Straughn 1 月份在戈達德說。“這值得嗎？我認為韋伯的價值將遠遠超過其成本。”
儘管“詹姆斯·韋伯”已經克服了許多最大的設計和建造障礙，但在發射前的未來四年裡，將對每個元件進行嚴格的測試，以確保它們能夠承受發射的嚴酷考驗以及太空的寒冷和真空。未來幾年還將看到天文臺的各個獨立元件最終組合在一起並協同工作。“這不是最後衝刺，但也許我們已經滿壘了，”威洛比說。“現在正處於一個階段，對我來說，這是我最喜歡的專案部分，因為它是真實的。每天當你醒來時，你都在研究硬體。”