【文/ 观察者网专栏作者 陈蓝】

今天,在经历十四年的不断延迟后,耗资100亿美元、有“鸽王”之称的詹姆士·韦伯太空望远镜终于成功发射升空。接下来,它将执行一系列高难度动作,展开天线、电池板、五层遮光罩、折叠式主镜和副镜。如果一切顺利,它将在30天后抵达150万公里外的目的地——日地第二拉格朗日点(以下简称日地L2点),然后开始在轨测试。明年六月,它才会正式工作。

陈蓝:太空望远镜——韦伯华丽启程,中国加入第一梯队

图1:阿里安5型火箭发射韦伯太空望远镜(credit:NASA)

陈蓝:太空望远镜——韦伯华丽启程,中国加入第一梯队

图2:发射前的韦伯太空望远镜(credit:NASA)

韦伯太空望远镜有望成为天文史上一个新的里程碑。它6.5米口径的巨大主镜将用来收集来自最遥远宇宙的红外光线,拍摄令人震撼的深空照片,为我们解答宇宙起源、暗物质和暗能量的秘密。

毫无疑问,它是卓越的技术成就,也是1990年哈勃太空望远镜发射以来最受关注的太空望远镜。它不仅是口径最大的太空望远镜,也将成为有史以来看得最远的望远镜——能看到136亿光年外、诞生仅2亿年的早期宇宙景象。

它极高精度的大口径折叠式铍制镀金主镜、网球场大小但单层厚度仅为0.025-0.05毫米的五层展开式遮光罩、保证主镜和红外仪器在零下220度工作的深度制冷系统和工作温差达450度的温控系统,在历史上都没有先例可循。它也将是人类发射到月球轨道以外最重的航天器(6.5吨)。它的延迟和这些巨大的技术挑战不无关系。媒体对此已经有大量报道,这里就不展开了。

我们不妨趁这个机会回顾一下太空望远镜的历史,然后遥想一下未来。对大家都关心的我国太空望远镜的状况,我也会做一番比较和展望。

将天文望远镜发射到没有大气干扰的太空中,最早是美国天文学家斯皮策于1946年提出的想法。但直到1968年12月,第一架真正意义上的光学太空望远镜“轨道天文台二号”(本文所述“光学太空望远镜”仅包括紫外、可见、红外光波段。伽马和X射线望远镜的结构和成像方式差异较大,缺乏可比性)才成功升空。

轨道天文台二号由NASA研制,主镜是一台采用斯瓦西成像系统的30.5厘米口径紫外波段望远镜。在四年多的工作期间(至1973年1月),它拍摄了大概1200个目标的紫外照片,包括行星、彗星、恒星、星团和星系等。它也采用了当时最先进的无线图像传输技术。它的多个后续任务都很成功,促使了哈勃望远镜的立项。