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哈勃太空望远镜仍在运行，但其继任者已在待命。“詹姆斯·韦伯”太空望远镜 (JWST) 将是迄今为止送入太空的最大天文台，也是有史以来建造的最复杂的仪器之一。在 2011 年之前，该项目严重超出预算并落后于计划，但现在已重回正轨，并进入了充满事件的一年，进行组装和测试，为 2018 年的发射做准备。
JWST 的所有四个主要科学仪器均已建成，并已运往位于马里兰州格林belt的 NASA 戈达德太空飞行中心，以组合成一个单元，称为集成科学仪器模块 (ISIM)。上个月，该望远镜通过了最终设计里程碑——关键设计评审——天文台的设计、建造和测试的所有计划都在该评审中获得批准。“望远镜质量的百分之九十七已经建成或正在运送途中，”NASA 总部位于华盛顿特区的 JWST 副项目主管 Eric Smith 在 1 月份戈达德的新闻发布会上说。“现在[我们]已经有了科学仪器，我们将开始制造望远镜。”
哈勃望远镜在可见光下观测到的物体，“詹姆斯·韦伯”旨在在红外线下观测——远古、极其遥远的恒星和星系在红外线下闪耀。由于宇宙正在膨胀，物体离地球越远，它后退的速度就越快。反过来，由于一种称为多普勒效应的现象，它的光会显得更红，这种效应会导致其波长拉伸，或向光谱的红色端移动。因此，“詹姆斯·韦伯”应该能够瞥见非常遥远的宇宙奇观，它们几乎与宇宙本身一样古老。“这一切都是关于：我们是如何来到这里的？”JWST 高级项目科学家约翰·马瑟说。“我们的原子最初来自哪里？我们每个人都是由爆发的恒星组成的。恒星是如何诞生的？”
这些宏大的问题迫使 NASA 承担宏大的工程挑战。天文台必须在低于 50 开尔文（零下 370 华氏度，或零下 223 摄氏度）的极低温度下运行，以避免来自热辐射形式的红外线污染。这种辐射来自地球以及太阳和月球，所有这些都必须通过一个称为多层遮阳罩的巨型遮阳板从望远镜的视野中阻挡。“詹姆斯·韦伯”将在一个称为拉格朗日点 2 (L2) 的稳定点绕轨道运行，该点距离地球一百万英里，比哈勃或大多数其他卫星远得多，以使这三个天体始终在其后方。望远镜的外壳必须由一种新型复合石墨材料制成，这种材料能够承受从地球移动到 L2 时将经历的极端温度变化。
除了是红色的之外，“詹姆斯·韦伯”的目标景象将非常微弱，因此需要巨大的光学器件，其集光面积是哈勃主镜的七倍。JWST 的镜面宽 6.5 米，由 18 个六边形分段组成，这些分段可以像折叠桌的叶片一样折叠起来，以适应火箭锥体内部进行发射。然后，镜面必须在发射后展开并打开成正确的配置，以便每个分段锁定到位——这绝非易事。网球场大小的遮阳罩也将在发射时紧紧收起，并且必须在进入轨道后展开。“我们设计了一种不折叠就无法装入火箭的东西，”NASA 主要承包商诺斯罗普·格鲁曼航空航天系统公司 JWST 项目负责人斯科特·威洛比说。“这使其变得复杂。”
似乎在 2000 年代初期，人们低估了某些复杂性，当时预计望远镜的成本低于 20 亿美元，并在 2010 年左右发射。在预算超支和进度延误导致厌倦的立法者在 2011 年威胁要取消该项目后，NASA 提出了一个新计划，即在 2018 年以 87 亿美元发射 JWST。从那时起，该项目一直在按计划进行，并在其（四倍）预算内。“JWST 在下一个问题出现之前一切顺利，鉴于他们正在努力做的事情，下一个问题即将出现，”佛罗里达大学中央分校的太空政策专家罗杰·汉德伯格说。“前沿仍然是前沿。”“詹姆斯·韦伯”的预算现在每年约占 NASA 天体物理学拨款的一半，因此有了“吞噬天文学的望远镜”之类的绰号。“资金问题是我们作为一个国家必须问自己的问题，”JWST 副项目科学家 Amber Straughn 1 月份在戈达德说。“这值得吗？我认为韦伯的价值将远远超过其成本。”
尽管“詹姆斯·韦伯”已经克服了许多最大的设计和建造障碍，但在发射前的未来四年里，将对每个组件进行严格的测试，以确保它们能够承受发射的严酷考验以及太空的寒冷和真空。未来几年还将看到天文台的各个独立元件最终组合在一起并协同工作。“这不是最后冲刺，但也许我们已经满垒了，”威洛比说。“现在正处于一个阶段，对我来说，这是我最喜欢的项目部分，因为它是真实的。每天当你醒来时，你都在研究硬件。”