本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
在天文学家看来，过去的几十年是天文学的黄金时代，这已是老生常谈。大约从 50 年前开始，天文学就发现自己处于一系列真正惊人的发现的连胜之中。但美好的时光是否即将结束？没有哪个黄金时代是永恒的，我们有理由担心天文学正在结束其漫长的奇迹之旅。
我为什么担心？我们早期的成功来自于透过肉眼看不见的广阔波长范围的新窗口进行观察。第一批射电望远镜、X 射线望远镜、紫外线望远镜和红外望远镜都很小，但我们通过它们看到的一切都是新鲜而神秘的。下一代望远镜的能力取得了巨大飞跃，导致了中子星、黑洞、大爆炸遗留的辐射、暗物质、暗能量、暗能量、系外行星的发现……等等，不胜枚举。
但这种更强大的能力是有代价的——确切地说，是因为每一代新望远镜的价格都比上一代高出好几倍。今天，一台望远镜现在几乎可以占用 NASA 十年“大型天文学”的预算。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）现在计划于明年发射，耗资约 80 亿美元，堪称佼佼者。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保关于当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
我们黄金时代的辉煌之处在于，我们可以同时访问整个电磁波谱。从两个中子星合并中发现引力波就是一个完美的例子：地面探测器发现了时空中的这些涟漪，但使用伽马射线、X 射线和可见光望远镜进行的后续观测使我们对事件的展开有了更全面的了解。理想情况下，我们需要几个灵敏度相当的“旗舰”望远镜，与 JWST 并驾齐驱，并且它们需要同时飞行。
然而，这样的旗舰望远镜的设计寿命只有大约五年（尽管通常可以延长到 10 年）。当对红外敏感的 JWST 飞行时，它将比它的前身哈勃和斯皮策太空望远镜强大 10 到 100 倍。但是，如果新旗舰望远镜的成本与 JWST 一样高，那么即使发射一台也需要十年时间。到那时，JWST 本身可能也将接近寿命的尽头。因此，韦伯望远镜的每一次发现都需要十年以上的时间才能跟进。到那时，我们已经忘记了我们最初想知道的是什么。天文学的进步将慢如蜗牛。
我们如何应对这场危机将至关重要。危险在于我们继续照常营业，简单地接受我们这个激动人心的领域的衰落。但我们不必这样做。有两种积极的方式来应对。
首先，不要屈服于“大到不能倒”的复杂心态。未来十年天文学的优先事项将于 2020 年确定。如果遵循先例，一个由委员会编写的“十年调查”或权威报告将对最重要的科学问题和回答这些问题的顶级望远镜进行排名。我们倾向于抓住最重要的望远镜，不惜一切代价追求它。在这种制度下，JWST 的价格标签从几十亿美元膨胀到 80 亿美元，排挤了几乎所有其他项目。原因是什么，还需要争论很长时间。当然，其中一个原因是取消 JWST 会让天文学计划变得非常薄弱。在没有替代方案的情况下，应对技术问题的唯一方法就是投入更多资金。
为了摆脱这个陷阱，“Astro2020”调查的新计划应该要求多个新任务。至少有六个关于更便宜的望远镜的想法，每个都比其前身有了显着改进。它们包括从可以探测中子星合并的伽马射线望远镜；到用于探测星际空间等的 X 射线和紫外线望远镜；再到用于了解恒星和行星如何形成的远红外望远镜。整个集合在十年内是可以负担得起的。
不利的一面是，非常理想但过于昂贵的旗舰必须推迟到应对危机的第二个积极措施开始实施：利用商业航天的新发展。SpaceX 发射卫星的成本是传统成本的三分之一，而且可能很快就会低至五分之一。这本身就是一笔可观的节省。但这也减轻了工程师不断通过使用最轻的组件来削减望远镜本身质量的压力。如果没有这种限制，成本可能会降低三分之二。成本降低使得旗舰发射率翻倍成为可能。随着这场商业革命的继续，可能会出现更高的旗舰任务发射率。
如果我们采纳这两种应对措施，我们就可以让天文学的美好时光继续下去。