在南美洲北部的法屬圭亞那坐落著歐洲空間局(ESA)的發(fā)射中心,一枚“阿麗亞娜”5ECA型火箭正在那里等待指令飛上藍(lán)天。它的載荷是比先前所建造的最大的空間天文臺(tái)還要更為巨大的美國(guó)宇航局(NASA)的詹姆斯?韋布空間望遠(yuǎn)鏡(JWST)。一旦發(fā)射,詹姆斯?韋布空間望遠(yuǎn)鏡將會(huì)以地面天文臺(tái)無(wú)法企及的詳盡程度來(lái)探測(cè)遙遠(yuǎn)的星系、恒星托兒所以及太陽(yáng)系外行星的大氣。把網(wǎng)球場(chǎng)大小的JWST塞入火箭的整流罩與其說(shuō)是個(gè)工程難題倒不如說(shuō)是在“折紙”。但JWST的信條就和它精湛的設(shè)計(jì)一樣直接:向世人展示哈勃空間望遠(yuǎn)鏡(HST)所不能的實(shí)力。
[圖片說(shuō)明]:NASA的技術(shù)人員正在為JWST的6塊鏡面做低溫測(cè)試的準(zhǔn)備。版權(quán):NASA/MSFC。
雖然點(diǎn)火升空的這一幕將發(fā)生在幾年之后,但JWST的真實(shí)性對(duì)于NASA的三個(gè)航天中心來(lái)說(shuō)卻正在變得日益顯著。2009年,技術(shù)人員拆除了NASA約翰遜航天中心巨大的熱真空檢測(cè)室里用來(lái)模擬太陽(yáng)的燈――從“阿波羅”計(jì)劃開始它們就一直被安裝在這里。2010年1月,NASA馬歇爾航天中心的工程師開始測(cè)試JWST主鏡的6塊拼接鏡面。在NASA領(lǐng)導(dǎo)JWST和HST計(jì)劃的戈達(dá)德航天中心,其龐大的潔凈室20年來(lái)第一次沒(méi)有了與HST有關(guān)的測(cè)試和支撐設(shè)備。
到2009年底,NASA已經(jīng)完成了JWST的18塊拼接鏡面,所有的飛行儀器也基本完成。雖然還有大量的工作要做,但JWST的主體已經(jīng)成形。
從威爾遜山到JWST
對(duì)于地面天文臺(tái)而言,其望遠(yuǎn)鏡口徑從HST主鏡的大?。?.4米)到JWST主鏡的大?。?.5米)用了將近60年。前者是美國(guó)威爾遜山上著名的2.5米望遠(yuǎn)鏡,埃德溫?哈勃(Edwin Hubble)在20世紀(jì)20年代就是用這架望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹;后者則是蘇聯(lián)于1975年建成的6米望遠(yuǎn)鏡。如果一切都按計(jì)劃進(jìn)行,JWST將僅用40%的時(shí)間在太空中完成這一飛躍。
JWST是NASA、ESA以及加拿大空間局之間的國(guó)際合作項(xiàng)目,它會(huì)探索一系列的天文學(xué)問(wèn)題。和HST不同,JWST會(huì)圍繞日地系統(tǒng)的第二拉格朗日點(diǎn)(L2)運(yùn)動(dòng),在那里太陽(yáng)和地球的引力相等。L2位于日地連線地球一端的外側(cè),距離地球151萬(wàn)千米。
在這個(gè)位置上,宇航員是無(wú)法對(duì)其進(jìn)行維修的,因此JWST必須一戰(zhàn)成功。為此,NASA發(fā)展出了新的技術(shù)和測(cè)試程序來(lái)確保每一個(gè)部件、每一次組裝、搭載儀器以及望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)都能在極端空間環(huán)境中正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[圖片說(shuō)明]:技術(shù)人員在對(duì)6塊JWST的鏡面進(jìn)行檢查,之后它們將被送到NASA的馬歇爾航天中心進(jìn)行兩次低溫測(cè)試。版權(quán):NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Given。
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