在南美洲北部的法属圭亚那坐落着欧洲空间局(ESA)的发射中心,一枚“阿丽亚娜”5ECA型火箭正在那里等待指令飞上蓝天。它的载荷是比先前所建造的最大的空间天文台还要更为巨大的美国宇航局(NASA)的詹姆斯?韦布空间望远镜(JWST)。一旦发射,詹姆斯?韦布空间望远镜将会以地面天文台无法企及的详尽程度来探测遥远的星系、恒星托儿所以及太阳系外行星的大气。把网球场大小的JWST塞入火箭的整流罩与其说是个工程难题倒不如说是在“折纸”。但JWST的信条就和它精湛的设计一样直接:向世人展示哈勃空间望远镜(HST)所不能的实力。
[图片说明]:NASA的技术人员正在为JWST的6块镜面做低温测试的准备。版权:NASA/MSFC。
虽然点火升空的这一幕将发生在几年之后,但JWST的真实性对于NASA的三个航天中心来说却正在变得日益显著。2009年,技术人员拆除了NASA约翰逊航天中心巨大的热真空检测室里用来模拟太阳的灯――从“阿波罗”计划开始它们就一直被安装在这里。2010年1月,NASA马歇尔航天中心的工程师开始测试JWST主镜的6块拼接镜面。在NASA领导JWST和HST计划的戈达德航天中心,其庞大的洁净室20年来第一次没有了与HST有关的测试和支撑设备。
到2009年底,NASA已经完成了JWST的18块拼接镜面,所有的飞行仪器也基本完成。虽然还有大量的工作要做,但JWST的主体已经成形。
从威尔逊山到JWST
对于地面天文台而言,其望远镜口径从HST主镜的大小(2.4米)到JWST主镜的大小(6.5米)用了将近60年。前者是美国威尔逊山上著名的2.5米望远镜,埃德温?哈勃(Edwin Hubble)在20世纪20年代就是用这架望远镜发现了宇宙膨胀;后者则是苏联于1975年建成的6米望远镜。如果一切都按计划进行,JWST将仅用40%的时间在太空中完成这一飞跃。
JWST是NASA、ESA以及加拿大空间局之间的国际合作项目,它会探索一系列的天文学问题。和HST不同,JWST会围绕日地系统的第二拉格朗日点(L2)运动,在那里太阳和地球的引力相等。L2位于日地连线地球一端的外侧,距离地球151万千米。
在这个位置上,宇航员是无法对其进行维修的,因此JWST必须一战成功。为此,NASA发展出了新的技术和测试程序来确保每一个部件、每一次组装、搭载仪器以及望远镜结构都能在极端空间环境中正常运转。
[图片说明]:技术人员在对6块JWST的镜面进行检查,之后它们将被送到NASA的马歇尔航天中心进行两次低温测试。版权:NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Given。
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