哈勃望遠鏡的接班人是？

天文學家們是一幫最閑不住的人！1989年大名鼎鼎的哈勃望遠鏡僅有1年就要走馬上任之際，他們竟然就開始坐在一起，籌劃哈勃望遠鏡的接班人啦。哦，可憐的哈勃。

二十多年過去了，退休年齡一再被延長的哈勃望遠鏡又鬱悶了，其多次提出要一頭扎向美麗的太平洋，結束常年不分晝夜「咔咔咔」給宇宙不停按快門的職業生涯，無奈，全被駁回。而這還是因為他的接班人——詹姆斯·韋伯望遠鏡。

【他比前任強一百倍】

韋伯望遠鏡目前最亮的頭銜就是「哈勃望遠鏡的接班人」，可以想像，要是連這個頭銜都沒了，誰知道它是哪根蔥？然，一旦踏上舞台，韋伯望遠鏡就會像躲避瘟神一樣躲避這個早期的頭銜。因為，他的能力和水平將超出哈勃100倍。就像上任後的獅子不會說：嗯，我是喵星人的接班人。

哈勃的工齡實在是太長了，歷經5次大修，且它的某些部件老舊得像古董，如仍在使用英特爾486處理器。因此美國宇航局NASA迫切需要新一代的天文望遠鏡，這便是韋伯望遠鏡。

諾貝爾物理獎獲得者約翰·馬瑟，是韋伯望遠鏡項目的資深科學家，他已為其付出了近20年的心血。用他的話說：「『哈勃』是將未知事物展現於人類面前，挑起了我們的求知慾；而關於這些事物的答案，我們要靠韋伯望遠鏡去探索。」

哇哦，這有點類似於是說，你拍了很多UFO照片，我卻能告訴你這些不明物體到底是什麼！

【去拍拍宇宙的嬰兒照】

我們雖不能回到過去，但絕對能看到過去。且不難！實際上我們目之所及，都是過去的事兒。你此刻看到初升的紅太陽，那其實是八分鐘前的太陽。你看到正眨巴著眼的北極星，那也不是此刻的北極星，是它400年前的樣子。

我們看得越遠，就越能看到更遙遠的過去。若說哈勃能看到宇宙的童年期，那麼現在，天文學家們更雄心勃勃，打算窮盡世間技術，以便讓韋伯望遠鏡去看看宇宙的嬰兒期，一窺早期宇宙以及第一批星系形成時期的秘密。理論物理學家愛維·勒布說：」我們曾經丟失了這本相冊中的幾頁，而這些是了解第一縷光、第一批星系如何形成的最令人激動的幾頁。」

理論認為，在大爆炸的光輝褪去之後，宇宙進入了一個長期的」黑暗時代」。最終，低溫物質聚集坍縮形成了第一代恆星，出現了第一縷光。

「這是一個新的機遇。」諾貝爾獎獲得者John.C.Mather說道，」這是一塊從未被翻動過的石塊，誰也不知道它下面藏著什麼。沒人知道大爆炸後所照亮的第一個物體是什麼樣，而這是我們早就應該弄清楚的。」

要看到如此遙遠的地方，或者說要看到如此遙遠的過去，絕非易事。

眾所周知，作為電磁波一種的可見光，若被壓縮，顏色就會變紫；若被拉伸，就會變紅，再拉伸，就會變成不可見的紅外。

因為大爆炸，各星系都在互相高速遠離，這種遠離會把可見光拉伸，於是，早期宇宙殘留的光傳到現在，已被拉伸了很多很多，為此，韋伯望遠鏡將要配備世界上靈敏度最高的紅外線感測器、光譜器等。

【與地球並駕齊驅】

為避開大氣層的干擾，哈勃望遠鏡跑到570千米的太空運行。而韋伯望遠鏡，它才不屑於只與大氣層躲貓貓呢，它將走得更遠。月球距地球雖有38萬千米，但它依然還是地球的衛星。而韋伯望遠鏡，它將在距地球150萬千米的地方上班，它成了太陽的衛星而非地球的。捨近求遠的目的是因為這個地方有點特殊，叫第二拉格朗日點，那是個神奇的地方，很多精彩的科幻小說常把其當場景。

很容易就能發現，八大行星中，離太陽越遠的行星，繞太陽轉一圈需要的時間就越長，如海王星繞太陽一周需要164.8年。那麼有沒有這樣的特殊情況：一個在地球周邊的小物體，因其繞日軌道比地球稍長，故其繞日周期比地球也稍長，但因為在地球附近，所以地球對其始終有一個引力，這個引力不大不小，恰好拉了它一把，以致其能跟隨地球同步繞太陽公轉？有的，這便是第二拉格朗日點。

在這個地方，望遠鏡、地球和太陽基本上三點成一線，相對位置始終保持不變，且望遠鏡可以一直保持背向太陽和地球的方位，易於保護和校準，更重要的是，因其受到其它星體的引力干擾最小，不必來回地調整方位，這意味著可以節省大量的燃料。即，少量的燃料就可以讓望遠鏡在第二拉格朗日點長期駐留。

【針尖上做道場】

在深空撐一把大遮陽傘

紅外夜視儀，是根據夜間物體發出熱量的不同，從而進行探視的。而韋伯望遠鏡主打紅外探測，要想看到遙遠過去的宇宙圖像，必須嚴格避免周圍熱源的干擾。正如你很難在大白天看到螢火蟲和星星一樣。

紅外線望遠鏡對熱極為敏感，所以韋伯望遠鏡必須搭建一個遮陽傘，以遮蔽來自太陽、地球，甚至月球的熱量。根據設計，這把遮陽傘將有一個網球場那麼大，且有五層。如此做的目的是必須讓望遠鏡及其所搭載的儀器冷卻到它們零下233℃的工作溫度。在如此低的溫度下要讓所有儀器工作正常絕非易事，但這遠非此工程中最難的事。

傳奇般的鏡片

反射式望遠鏡，當然是反射的光越多，性能越強大。哈勃望遠鏡的鏡片直徑2.4米，這是那個時代的技術極限。而韋伯望遠鏡的鏡片原計劃是8米，後因經費問題，減到6.5米。就算這樣，哈勃在它面前依然還是相形見拙。

要把直徑6.5米的鏡片塞入火箭並運到深空是一件無法完成的事。所以，設計人員把大鏡片分成18塊子鏡片，摺疊起來，塞入火箭，到達目的地後再像變形金剛一樣展開。18個子鏡面組成一個統一的主鏡面，這需要它們的排列精度誤差小於人類頭髮直徑的萬分之一，說它是在針尖上做道場一點也不為過。韋伯望遠鏡若全被伸展開，將有一架波音737客機那樣大小，萬一什麼地方卡殼而展不開或者展開的誤差太大呢？那，這將是一場災難。想像一下，那可是150萬千米的深空，你很難載人去幫它一把。嫦娥二號衛星從月球出發到第二拉格朗日點，途中還飛行了77天。所以，這是一次只許成功，不許失敗的大工程，也可以說是大賭博，賭資高達80億美元。

鏡片的磨製

計劃的早期，天文學家曾打算用超低膨脹玻璃。但當把試驗鏡片冷卻到零下233℃時，玻璃發生的彎曲足以使望遠鏡完全失效。最後，鏡片的材料選擇了鈹。

然而，「要製作沒有殘餘應力的鈹金屬鏡片是極為困難的，」光學工程師Bob Brown說，「切割金屬的表面會使剩餘的金屬部分有向上彎曲的趨勢。」

另外，拋光六邊形的鏡片也非易事，直到距離邊緣5毫米處都是要拋光的，如此高難度的拋光是第一次。若未經拋光邊緣的寬度增加一倍（10毫米），那將使望遠鏡的反射光量減少1.5%，對於如此浩大的這個工程來說，絕對是一個重大的損失。

拋光後還需經過重重檢測，為了檢測鏡片的表面平滑度，實驗室是完全封閉的，連溫度和空氣流動都在嚴格的控制之下。技術人員使用衍射圖、紅外線激光器以及其他工具測量鏡片表面幾十萬個點的高度。一塊子鏡片可能要在拋光設備和測量實驗室間往返幾十次後，才能使它的形狀和平滑度達到NASA的要求。

給鏡片鍍一層金

純鈹在近紅外波段的反射性並非最理想的，因此每塊分鏡面都必須鍍上大約3.4克的黃金。

從2010年6月開始，NASA的工程師們開始為每一塊子鏡片進行塗層處理工作，鏡片表面的黃金塗層厚度是120納米，而120納米比一個人的頭髮還要細200倍。負責這項工作的伊恩史蒂文森說：在對韋伯望遠鏡黃金塗層處理時，我們面臨著許多技術挑戰，這些塗料並不是簡單製作而成，而是量子塗料，有著非常複雜的製作工序。

科學家將黃金塗料加熱到1371攝氏度，使黃金塗料由固態變成液態，並蒸發到鈹制鏡片上，完成塗層。

直到2011年9月，NASA才完成這18塊子鏡片的黃金塗層工作。同年12月，完成了所有鏡片的冷凍試驗。

遠程控制鏡面

哈勃升空後曾經存在一處光學缺陷，為了這個缺陷，宇航員在哈勃發射3年後乘坐太空梭去為它安裝了一個光學校正鏡，這才挽救了它。而韋伯望遠鏡不可能有如此奢侈的補救機會。

望遠鏡發射升空後，某種熱梯度的影響會使望遠鏡發生輕微變形；還有，在觀測過程中，需將鏡面對準不同的方向，這時候也會產生極微小的溫度變化，而這個變化也會帶來鏡面輕微的變形。

為確保韋伯望遠鏡升空後能精確聚焦，科學家們設法在每個子鏡片後面都裝有7個微型電機，每個電機可以通過推、拉使子鏡面的位置產生略超過10納米的改變。如此，只要從地球發送微波信號到150萬千米的地方激活子鏡面背後的7個微型電機，就可以單獨調整每一塊子鏡面相對於其他子鏡面的曲率和方位，以補償這些變形。

【那麼，何時發射】

「別提了，說出來全是眼淚！」韋伯望遠鏡說，「本來哈勃老哥2010年退休。可誰知，他大修一次後，我就被推遲到2013年上任。實際上哈勃他總共大修五次啦！」

「更傷心的是，因財政預算緊張、項目超支等問題，2011年7月，美國眾議院投票決定：在2012年的預算案中，終止為我撥款。你說我傷不傷心？」

「還好。」韋伯忍不住又說，」天文學家們積極行動起來，紛紛呼籲國會恢復對我的支持。作為妥協，2011年9月，NASA制定了一個2018年發射的新計劃，這才換來了國會對我的重新支持。唉，好個傷心的2018！不說了，我的眼睛又濕潤了。」

對此，美國宇航局NASA有話說：「嗨，韋伯老弟，哈勃雖然被大修了五次，但你知道嗎？它離地球只有570千米，乘坐太空梭去維修它雖代價高昂但也是一件可行的事。而你……要是壞了！」NASA的眼睛也濕潤了，「真的，我們除了抱在一起痛哭一場外，真的沒有其它補救措施。所以，請理解，我們為了你絕對的高可靠性，而在時間上做出的犧牲。」

哈，對以上問題，天文學家們才不管呢，因為他們是一群不知疲倦的人——在韋伯望遠鏡還沒升空的今天，據說他們又開始計劃韋伯的接班人了，佩服。

經此一次，NASA應該懂得這個道理了吧：你要不給天文學家們找點事做，他們就會給你找事做！

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