詹姆斯·韋伯太空望遠鏡預計耗資87億美元 2018年發射 _太空望遠鏡

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡主鏡的前6個部件正在NASA馬歇爾太空飛行中心接受低溫測試。
【詹姆斯·韋伯太空望遠鏡預計耗資87億美元 2018年發射】（）據中國科學報（苗妮）：哈勃太空望遠鏡仍在運行中，但是它的繼任者已經伺機而動了。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）將成為送至太空的史上最大天文臺，而且是人類史上最復雜的設備之一。該項目在2011年出現嚴重預算超支和進度落后的狀況，目前已回歸正軌，即將進入組裝和測試的不平凡的一年，從而為其2018年的發射作準備。
JWST的所有4個主要科學儀器已經建造完成，并已運至位于馬里蘭州的美國宇航局（NASA）戈達德太空飛行中心，它們將合并為一個設備：綜合科學儀器組件。上個月，該望遠鏡通過其最終的設計里程碑，即關鍵設計評審，其所有的天文臺設計、建造和測試計劃都得到批準。“這臺望遠鏡質量的97%已經建造完成或者處于建造中。”位于華盛頓NASA總部的JWST項目副主管Eric Smith在1月份戈達德媒體約請會上如是說，“目前我們已經得到了這些科學儀器，那么我們即將開始建造望遠鏡。”
與哈勃望遠鏡觀測可見光波段不同，詹姆斯·韋伯的建造是為了觀測紅外線的長波波段，古老的、極其遙遠的恒星和星系就是以這種形式閃爍的。由于宇宙在不斷膨脹，星體距離地球越遠，其光線退去的速度越快。由于多普勒頻移現象引起光的波長延伸，或者向光譜的紅端移動，這些光線會變得更紅。于是，詹姆斯·韋伯就可以觀測到這些遙遠的、與宇宙本身一樣古老的奇觀。“所有的問題都是關于：我們如何實現？”JWST高級項目科學家John Mather說道，“以及我們的原子最初來自何處？每一個人都是因為恒星爆炸才產生的。那么恒星又是如何產生的？”
這些大問題迫使NASA開始承擔起宏大的工程挑戰。天文臺必須在50K（-223℃）的極冷溫度下運行，以避免紅外線以熱輻射的形式污染。這些輻射來自地球、太陽或者月亮，所有這些都必須被巨大的多層遮光板阻擋在望遠鏡的視野之外。為了保證這3顆天體總是位于其背后，詹姆斯·韋伯將會圍繞穩定的拉格朗日點（L2）運行，L2距地球100萬英里，比哈勃或者其他衛星的距離都要遠。望遠鏡的遮蓋物必須由一種新型的復合石墨材料建造，該材料可以承受望遠鏡從地球到達L2的路途中所經歷的極端溫度變化。
詹姆斯·韋伯的觀測目標光線十分微弱，這就需要巨大的光學器件，其收光區域是哈勃望遠鏡主鏡的7倍。JWST的觀測鏡將寬5米，由18個六角形部分組成，這些部分可以像活動翻板桌一樣折疊起來，從而裝入發射火箭的椎體箭身中。觀測鏡在升空后必須展開，并開放到正確的位置，這樣每個部件才能固定在適當位置，這并不簡單。和網球場一樣大的遮光板也必須在發射時處于折疊狀態，在落入軌道后再打開。“我們之前設計的設備并不適合裝入火箭。”來自NASA主要合作者諾斯羅普·格魯門公司的Scott Willoughby稱，“這就使事情變得很復雜。” 在21世紀初，其中一些復雜性似乎被低估了。當時，該望遠鏡計劃花費低于20億美元，并在2010年左右發射。2011年，由于預算超支以及發射滯后，議員們威脅要取消該項目。NASA重新制定計劃，預計在2018年發射JWST，耗資87億美元。此后，該項目一直在預算內按期進行。“JWST逐步進入正軌，但是下一個問題隨時可能發生。”中佛羅里達大學的太空政策專家Roger Handberg稱。詹姆斯·韋伯的預算目前占據NASA天體物理學每年資金的一半，它因此獲得了一個綽號：“吃掉天文學的望遠鏡” 。“我們必須考慮資金問題。”JWST副項目科學家Amber Straughn于1月在戈達德如是說，“它是否值得？我認為，韋伯望遠鏡非常值得。”
盡管詹姆斯·韋伯已經清除了很多巨大的設計與建造障礙，不過在發射之前的未來4年里，其每個組件都將接受嚴格測試，以確保它們可以承受發射后的劇烈震動以及嚴寒和真空。明年，該天文臺的每個部分將會最終組合在一起并開始運行。“目前的階段是這個項目中我最喜歡的，因為面對的都是真實的物件。每天早上我起床后，就開始硬件工作。”Willoughby說道。