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造價100億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發射在即
2021-12-16 10:02:44 來源:網易科技 編輯:

12月15日消息,造價100億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(The James Webb Space Telescope)將于12月24日發射升空,全世界的天文學家對此都非常關注。畢竟韋伯太空望遠鏡要在距離地球150萬公里的軌道上運行。如果部署過程中出現問題,沒有航天器或人工能前去干預。

來自亞利桑那大學的瑪西婭·里克(Marcia Rieke)說:“你為此工作了多年時間,一切都將云開霧散。”

里克承認,收看韋伯太空望遠鏡的發射時,會祈禱上天能保佑望遠鏡成功發射。20年來,里克一直致力于為韋伯太空望遠鏡設計和制造超靈敏的紅外相機。作為哈勃太空望遠鏡的更強大繼任者,天文學家預計韋伯太空望遠鏡將揭開早期宇宙的黑暗屏障,讓人們得以揭開系外行星的神秘面紗。

經過100億美元的投資和多年時間的延誤后,韋伯太空望遠鏡最終計劃從位于法屬圭亞那的歐洲發射場升空,前往距離地球150萬公里第二拉格朗日點,并繞太陽運行。

對天文學家們進行的調查顯示,他們對在過去25年里開發、建造和測試韋伯太空望遠鏡的團隊心存感激,但也為望遠鏡的順利部署捏了一把汗。

“我幾乎肯定會觀看這次發射,全程都會很緊張,”新罕布什爾大學物理學教授昌達·普雷斯科特-韋恩斯坦(Chanda Prescod-Weinstein)說。

雖然搭載韋伯太空望遠鏡的阿麗亞娜5號火箭發射失敗概率很小,但還是有很多會讓天文學家們焦慮和擔憂的地方。進入預定軌道后,韋伯太空望遠鏡仍有很長的路要走。

在接下來的一個月里,望遠鏡將執行一系列操作,展開巨大的金色鏡子,在這個過程中工程師估計有344個潛在的“單點故障”。隨后望遠鏡會部署五層防曬薄膜,為的是讓望遠鏡及儀器在黑暗寒冷的環境中正常運行。工程師和天文學家稱這段時間是6個月的高焦慮期,因為如果出現問題,沒有任何人或機器人能去干預或救援。

但如果所有這些操作都成功了,天文學家通過韋伯太空望遠鏡觀察到的東西可能會改變一切。他們希望能通過望遠鏡觀察到宇宙誕生1億年左右的第一批恒星和星系。

耶魯大學天體物理學家普里亞姆瓦達·那塔拉印(Priyamvada Natarajan)說,“考慮到廣泛的科學回報預期和探索潛力,整個天文學界都參與了這場游戲”。“我們都投入了大量腦力和情感。”

但是望遠鏡的漫長開發過程歷經坎坷,成本超支和可能發生事故的巨大代價讓人們更加擔憂韋伯太空望遠鏡能否順利部署。

圖示:去年,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡正在諾斯羅普·格魯曼公司位于加州雷東多海灘的工廠進行測試。

邁克爾·特納(Michael Turner)是洛杉磯卡弗里基金會的宇宙學家,也是美國物理學會的前任主席。他認為自己在火箭發射過程中會“既興奮又害怕”。

“天文學和天體物理學的下一個十年是以韋伯太空望遠鏡的成功為基礎的,”特納說。

英國劍橋大學天文學家馬丁·里斯(Martin Rees)對這一觀點表示贊同。“韋伯太空望遠鏡的任何失敗對美國國家航空航天局(NASA)來說都是災難性的,”他在一封電子郵件中寫道。“但如果失敗涉及到展開故障或鏡面破碎等機械過程,這將是令人尷尬的公關災難。因為這是每個人都能理解的看似’簡單’的東西的失敗。”

那塔拉印計劃使用韋伯太空望遠鏡來尋找超大質量黑洞的起源。他說,“我試著保持冷靜,不去想象災難性的結果。”

帕薩迪納卡內基天文臺的艾倫·德雷斯勒(Alan Dressler) 25年前曾是建立韋伯太空望遠鏡項目的委員會主席。當被問及他有多緊張時,德雷斯勒說,“當你知道有人要做大手術時,你會坐下來討論’如果手術失敗了怎么辦?’”他補充說,他的同事“知道這里沒有確定性,對我們任何一個人來說,反復想都沒有好處。”

加州大學圣克魯茲分校天文學家加思·伊林沃思(Garth Illingworth)從一開始就參與韋伯太空望遠鏡項目。他說,自己對這次發射持樂觀態度。但有人認為伊林沃思屬于“一瓶不響,半瓶晃蕩”那種人。

“部署是復雜的,但我的觀點是,所有人該做的都已經做了!”伊林沃思說,即使在望遠鏡的部署中出現了意外,他“也不認為就是任務的終止。”

加州大學洛杉磯分校的安德里亞·蓋茲(Andrea Ghez)因對銀河系中心黑洞的觀察獲得了2020年諾貝爾獎,她“相信真正聰明的人已經非常努力把事情做對了”,從而讓自己保持理智。

亞利桑那州圖森市天文學家托德·勞爾(Tod Lauer)也支持這一觀點。他說,無論即將到來的發射最終結果如何,自己對那些建造韋伯望遠鏡的工程師和技術人員都心存感激。

勞爾說:“你很快就會尊重在太空中做任何事情的團隊性質,意識到我們對科學家和工程師的依賴,你甚至可能永遠都不知道如何把事情做好。”“沒有人希望它失敗,我還沒有遇到過不認真對待自己角色的人。”

他補充說,天文學家必須相信他們在火箭和航天器工程方面的同行。

勞爾說,“從未上過工程學課、躲在筆記本電腦后面觀看發射的天文學家不會明白,那些人如何讓價值100億美元的航天器沿著精確軌道飛行。”“你只會對這些人感到欽佩和同情。”

一些天文學家說,如果真出了什么問題,他們會保持清醒認識,畢竟那只是設備,而不是人。

“如果有什么不好的事情發生,我會很傷心,”普雷斯科特-韋恩斯坦說。“至少沒有人命懸一線。”

負責望遠鏡紅外成像設備的里克說,如果一切按計劃進行,會有很多值得期待的地方。“當攝像機打開時,我們將舉行一場慶?;顒?,”她說。(辰辰)

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