编者注：本文发表于九月。此后，美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射再次被推迟。目前计划最早于 12 月 24 日发射。
本月早些时候，美国宇航局宣布，在经历了多年的延误之后，詹姆斯·韦伯太空望远镜将于 12 月 18 日最终离开地球，执行一场彻底变革天体物理学和宇宙学的任务。
但在价值 100 亿美元的天文台开始工作之前，它必须经历一次艰巨的通勤，包括海上航行、火箭发射以及 150 万公里的飞行才能到达目的地：拉格朗日点 2，简称 L2。L2 远在月球轨道之外（且超出任何近期救援任务的范围），是地球和太阳的引力拉力平衡，为望远镜创造完美长期停泊点的区域。当韦伯离开我们的地球和月球时，它还必须展开关键组件，这些组件被折叠起来以装入火箭内部。这个高度紧张的过程涉及大约 178 个释放机构，每个机构都必须完美运行，望远镜才能完成大约 40 次主要部署。
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空间望远镜科学研究所 (STSci) 副主任南希·莱文森说：“这是我们做过的最复杂的科学任务。” “有很多事情必须顺利进行。”
毫无疑问，韦伯是迄今为止建造的最先进的太空望远镜。该航天器的红外凝视将穿透宇宙尘埃云，揭示恒星育婴室和正在形成中的胚胎原行星的隐藏细节。它还将收集最早的恒星和星系在大爆炸后形成时发出的微弱光子——这些光子最初以可见光的形式发射，但后来由于宇宙的膨胀而被拉伸或“红移”。
美国宇航局韦伯项目主管格雷格·罗宾逊说：“它将帮助我们解开宇宙的一些奥秘。” “我想说它将改写物理学教科书。”
但这假设一切都按计划进行。
陆地和海洋运输
韦伯的旅程将从加利福尼亚州雷东多海滩的诺斯罗普·格鲁曼工厂开始，该工厂完成了其建造和最终测试。在那里，目前处于折叠状态的航天器将被放入一个名为“空中、公路和海上超级空间望远镜运输器”或“超级 STTARS”的专用运输容器中。定制的旅行舱将保护韦伯免受湿度、振动和温度波动的影响。
本月晚些时候，当韦伯被安置在其高科技茧中时，将被运送到该市的港口并放置在一艘船上。STScI 韦伯任务办公室主任马西莫·斯蒂亚韦利表示，确切的出发日期一直保密，以阻止海盗行为。
有关望远镜安全护送的细节尚未公开。即便如此，斯蒂亚韦利表示，由于为海上旅行采取了许多未公开但非常真实的安保措施，他并不担心海盗会窃取珍贵的货物。他说，如果发生公海抢劫企图，“我会担心海盗[的安全]。”
望远镜在离开海岸后，仍装在超级 STTARS 中，将向南航行，沿着海岸线穿过巴拿马运河。韦伯可能会在 10 月初的某个时候进入加勒比海——也就是飓风季节期间。
斯蒂亚韦利说，沿着航天器的运输路线已经确定了安全港口。并且将密切监测天气状况，以确保它不会意外地发现自己陷入风暴中而变得脆弱。
在海上航行约两周后，望远镜将抵达法属圭亚那库鲁港和欧洲航天局 (ESA) 发射场。在那里，韦伯将进行发射准备工作，包括加注燃料、执行最终电子检查，当然，还要将航天器安装到其天体坐骑上：欧空局的阿丽亚娜 5 号火箭。
仍处于折叠状态的 6,500 公斤望远镜将被固定在火箭顶部的整流罩内。一旦就位，韦伯就可以升空了。
发射升空
假设其到达发射台的路径没有进一步延误，12 月 18 日清晨，韦伯将以略微向东的轨迹飞向大西洋发射升空。罗宾逊说，阿丽亚娜 5 号火箭被认为是可靠的主力火箭，望远镜本身也通过了旨在模拟发射压力的测试，因此人们对进入轨道的旅程将顺利进行充满信心。
天文研究大学协会副总裁海蒂·哈梅尔说：“最大的松一口气之一将是成功发射。” “正如我们在业内所说，这确实是火箭科学。我们正在将这个极其珍贵的资源放在火箭顶部并点燃引信，可以这么说。”
韦伯的绽放
当韦伯到达距地面约 10,400 公里处时，它将与阿丽亚娜 5 号的第二级分离，标志着发射结束。然而，韦伯旅程中最令人紧张的部分才刚刚开始：前往 L2 的 150 万公里巡航，在此期间，折叠的望远镜将缓慢开始展开。
哈梅尔说：“那时，令人焦虑的时刻就开始了。” “我们不在那里。我们无法进行调整，所以事情必须顺利进行。”
就在与火箭分离后不久，韦伯的太阳能电池阵列将展开，开始为航天器供电。斯蒂亚韦利说，虽然太阳能电池阵列的展开是一个相对简单的程序，但其成功对于为所有后续操作供电至关重要。
图片来源：布莱恩·克里斯蒂设计
发射后约 12 小时，航天器的推进器将首次点火以校正其轨道。斯蒂亚韦利说，轨道校正必须高效，以节省望远镜的燃料并最大限度地延长其寿命。对成功轨道校正的确认要到事后很久才能到达，尽管如果需要，可以对韦伯的飞行轨迹进行后续调整。
随着望远镜接近太空的第三天，韦伯将开始部署其最复杂和最突出的仪器之一：遮阳板。如果顺利展开，一叠五张巨大的风筝形聚酰亚胺薄膜将阻挡阳光和热量到达望远镜的红外传感器，这些传感器必须保持在极低的低温下才能正常工作。
哈梅尔说，遮阳板对于保持望远镜充分冷却至关重要，这样它才能感知宇宙黎明的红外光芒。“部署必须顺利进行，”她补充道。
但是，要打开遮阳板，大约 150 个释放机构必须在三天内正确点火。复杂的部署涉及大约 7,000 个零件，包括 400 个滑轮、8 个电机和 140 个释放驱动器。遮阳板的部署是实现科学家们对天文台最疯狂梦想的关键。但对于航空航天工程师来说，该程序的复杂性和大量单点故障是噩梦的根源。
哈梅尔说：“这是一项艰巨的任务：将这五层极薄的薄膜（每一层都有一个网球场那么大）全部拉伸开并彼此分离。” 即使遮阳板顺利展开，焦虑也不会消退。飞行六天后，位于三根长臂末端的望远镜副镜将降低到位。哈梅尔说，尽管副镜的名字是副镜，但它是韦伯成功的关键组成部分。如果其他部署不能完美进行，可能会有变通办法。“但如果副镜未能成功部署，我们就没有望远镜了，”她说。“我们什么都没有。”
第七天，韦伯的 6.5 米主镜（由 18 个铍制、镀金六边形镜片组成）将开始展开。首先，两个“翼”将像折叠桌的部件一样摆出并锁定到位。然后，微小的驱动器将推动或拉动每个镜片，使其达到微米级的精确对准，从而产生主镜的独特焦点。部署和对准主镜将涉及 132 个驱动器和电机，每个驱动器和电机都必须正常工作。
最后，在发射一个月后，韦伯应该到达 L2，结束有史以来最大胆的太空飞行之一，并让世界各地的天文学家集体松一口气。
哈梅尔说：“我们为此练习了很多年。” “这就像一场管弦音乐会，数百人演奏不同的乐器。每个人都必须练习自己的部分，并且所有乐器都必须准备就绪。然后我们演奏音乐。”