韦伯太空望远镜为了探寻人类的起源而准备发射

作者：Dennis Overbye

出处：The New York Times

翻译：Rissa Liu

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在历史上，一个物种能够同时获得技术，胆量和工具，从而推进对其起源的调查的情况是非常少见的。天文学家说，人类正处于这样一个时刻。

根据他们在过去几十年里告诉自己(以及我们其他人)的故事，第一批恒星闪烁的时候，宇宙大约有1亿年的历史。

它们剧烈燃烧，在壮观的超新星爆炸中迅速死亡，驱散了138亿年前被称为大爆炸的原始烟火遗留下来的灰暗气体雾。从这些火花中产生了我们在宇宙中所关心的一切——漫长而持续的宇宙进化链，它产生了从星系和行星到微生物和我们人类的一切。

但这个故事是完全正确的吗？

解决这个问题和更多其它问题的工具都在手边。詹姆斯韦伯太空望远镜像一只蝴蝶被包裹在由技术、雄心、金属和电线组成的茧中坐落在在法属圭亚那的一个航天发射场。它是有史以来发射到太空的最大、最强大、耗资100亿美元、最昂贵的望远镜，而它的工作是大胆地回顾最初的恒星和星系。

“我们正在寻找大爆炸的最初产物，”位于马里兰州绿带的戈达德太空飞行中心的约翰·马瑟(John Mather)说，他是该望远镜的首席科学家。或者，正如他喜欢问的那样:“我们是如何从大爆炸到达这里的?”

如果一切顺利——太空行业总是具有不确定的前景——望远镜将会被加载到一个阿丽亚娜5型火箭上，并在平安夜发射升空。它将在12月24号开启一段百万英里的旅程，前往月球之外的一个地方。那里的引力混合在一起，创造了一个围绕太阳的稳定轨道。

在接下来的29天中，蛹将在一系列人类在太空有史以来尝试过的最复杂的运动中展开，变成一个有344个“单点故障”的太空望远镜。工程师和天文学家称之为“六个月的高度焦虑”。

首先，天线会伸出来对准地球，实现通信。然后，一个网球场大小的防晒霜脚手架会打开，然后是防晒霜本身，它是由五层叫做Kapton的塑料薄片制成的。最后，18个镀金的六边形铍将被固定起来，形成一个6.5米(21英尺)宽的分段镜子。到那时，望远镜将到达它的目的地，一个叫做L2的点，漂浮在它的遮阳板上，瞄准永恒。

接下来，天文学家将花六个月的时间调整、测试和校准人类在宇宙的新眼睛。

詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)是美国国家航空航天局(NASA)、加拿大航天局(Canadian Space agency)和欧洲航天局(European Space agency)的合作项目。它的官方任务是探索一个哈勃和之前所有望远镜都无法到达的宇宙领域。

加州帕萨迪纳卡耐基天文台的艾伦·德雷斯勒(Alan Dressler)说:“我们来到这里都是因为这些恒星和星系。”

这项任务要求韦伯望远镜要适应一种不同于我们的眼睛或哈勃望远镜所能看到的光。由于宇宙的膨胀，那些最早的恒星和星系正以如此之快的速度逃离地球，以至于它们发出的光的波长被转换成更长的、更红的波长，就像救护车飞驰而过时警笛的声音被转换成更低的频率一样。130亿年前从一个新生星系发出的蓝光，在今天到达我们的时候，已经被拉伸成不可见的红外波长——热辐射。为了探测到这些微弱的辐射，望远镜必须处于非常寒冷的环境——绝对零度以上不到45摄氏度——这样它自身的热量就不会抵消被探测到的热量。因此有了遮阳板，它将使望远镜在永久的、寒冷的黑暗中遮阳。甚至在1990年哈勃太空望远镜发射之前，天文学家们就在争论下一步该做什么。德雷斯勒博士是一个委员会的负责人，该委员会提议建造一个强大到足以看到宇宙中第一批恒星和星系的下一代太空望远镜(Next Generation Space Telescope)。它的直径至少需要4米(哈勃望远镜的镜面直径只有2.4米)，并且对红外辐射高度敏感，这将花费10亿美元。

美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的负责人丹·戈尔丁(Dan Goldin)担心，4米的望远镜不够敏锐，无法探测到第一批恒星。1996年，他走进美国天文学会(American Astronomical Society)的一次会议，指责德雷斯勒和他的委员会过于谨慎。他说，新的望远镜将有8米宽，这在功率、成本和开发时间方面都是一个巨大的飞跃。

望远镜的体积增加了一倍，已经不能再装上任何现有的火箭了。这意味着望远镜的反射镜必须是可折叠的，而且必须在太空中自行组装。NASA最终安装了一个6.5米宽的镜子——几乎是哈勃望远镜的三倍大，集光能力是它的七倍。但开发和建设它的所有挑战仍然存在。

如果这面可折叠的望远镜按计划运行，这一任务将预示着一种新的发射方式，即发射巨大的望远镜，因为它太大了，无法装入火箭。就在上个月，美国国家科学院(National Academy of Sciences)的一个小组建议美国国家航空航天局(NASA)开发一个直径8米以上的巨型太空望远镜，（未完）以寻找宜居行星。

资料来源：https://www.nytimes.com/2021/12/20/science/webb-telescope-astronomy.html