[科普中国]-韦伯望远镜:与地球并驾齐驱-

天文学家们是一帮最闲不住的人！1989年，在大名鼎鼎的哈勃望远镜仅有1年就要走马上任之际，天文学家们竟然又坐在一起，筹划起哈勃望远镜的接班人啦。哈勃望远镜若是个人，会有多郁闷？
二十多年过去了，退休年龄一再被延长的哈勃望远镜又郁闷了，其多次提出要一头扎向美丽的太平洋，结束常年不分昼夜“咔咔咔”给宇宙不停按快门的职业生涯，无奈，全被驳回。而这还是因为他的接班人——詹姆斯·韦伯望远镜。
它比前任强一百倍

图为哈勃与韦伯望远镜主镜面大小比较。

韦伯望远镜目前最亮的头衔就是“哈勃望远镜的接班人”，可以想象，要是连这个头衔都没了，谁知道它是哪根葱？然，一旦踏上舞台，韦伯望远镜就会像躲避瘟神一样躲避这个早期的头衔。因为，他的能力和水平将超出哈勃100倍。就像上任后的狮子不会说：喵，我是喵星人的接班人。
哈勃的工龄实在是太长了，历经5次大修，且它的某些部件老旧得像古董，如仍在使用英特尔486处理器。因此美国宇航局NASA迫切需要新一代的天文望远镜，这便是韦伯望远镜。

图为2009年航天飞机对哈勃进行维修的的情景，艺术图。

诺贝尔物理奖获得者约翰·马瑟，是韦伯望远镜项目的资深科学家，他已为其付出了近20年的心血。用他的话说：“‘哈勃’是将未知事物展现于人类面前，挑起了我们的求知欲；而关于这些事物的答案，我们要靠韦伯望远镜去探索。”
嘿，这有点类似于是说，哈勃你拍了很多UFO照片，我却能告诉你这些不明物体到底是什么！

图为韦伯望远镜的主镜面，材料为铍，最后还要覆盖一层黄金。

它能干嘛？去拍拍宇宙的婴儿照
我们虽不能回到过去，但绝对能看到过去。而且不难！实际上我们目之所及，都是过去的事儿。你此刻看到初升的红太阳，那其实是八分钟前的太阳。你看到正眨巴着眼的北极星，那也不是此刻的北极星，是它400年前的样子。
我们看得越远，就越能看到更遥远的过去。若说哈勃能看到宇宙的童年期，那么现在，天文学家们更雄心勃勃，打算穷尽世间技术，以便让韦伯望远镜去看看宇宙的婴儿期，一窥早期宇宙以及第一批星系形成时期的秘密。理论物理学家爱维·勒布说：”我们曾经丢失了这本相册中的几页，而这些是了解第一缕光、第一批星系如何形成的最令人激动的几页。”
理论认为，在大爆炸的光辉褪去之后，宇宙进入了一个长期的”黑暗时代”。最终，低温物质聚集坍缩形成了第一代恒星，出现了第一缕光。
“这是一个新的机遇。”诺贝尔奖获得者John.C.Mather说道，”这是一块从未被翻动过的石块，谁也不知道它下面藏着什么。没人知道大爆炸后所照亮的第一个物体是什么样，而这是我们早就应该弄清楚的。”
要看到如此遥远的地方，或者说要看到如此遥远的过去，绝非易事。
众所周知，可见光作为电磁波的一种，它若被压缩，颜色就会变紫；若被拉伸，就会变红，再拉伸，就会变成不可见的红外。

因为大爆炸，各星系都在互相高速远离，这种远离会把可见光拉伸，于是，早期宇宙残留的光传到现在，已被拉伸了很多很多，为此，韦伯望远镜将要配备世界上灵敏度最高的红外线传感器、光谱器等。

图为韦伯望远镜的主镜面正在做低温测试。

与地球并驾齐驱
为避开大气层的干扰，哈勃望远镜跑到570千米的太空运行。而韦伯望远镜，它才不屑于只与大气层躲猫猫，它将走得更远。月球距地球虽有38万千米，但它依然还是地球的卫星。而韦伯望远镜，它将在距地球150万千米的地方上班，它成了太阳的卫星而非地球的。舍近求远的目的是因为这个地方有点特殊，叫第二拉格朗日点，那是个神奇的地方，国内外很多精彩的科幻小说常把其当场景。

很容易就能发现，八大行星中，离太阳越远的行星，绕太阳转一圈需要的时间就越长，如海王星绕太阳一周需要164.8年。那么有没有这样的特殊情况？即，一个在地球外围的小物体，因其绕日轨道比地球稍长，故其绕日周期比地球也稍长，但因为它在地球附近，所以地球对其始终有一个引力，这个引力不大不小，恰好拉了它一把，以致其能跟随地球同步绕太阳公转？有的，这便是第二拉格朗日点。
在这个地方，望远镜、地球和太阳基本上三点成一线，相对位置始终保持不变，且望远镜可以一直保持背向太阳和地球的方位，易于保护和校准，更易于隔绝来自太阳、地球和月球的热量干扰，最后，因其受到其它星体的引力干扰最小，不必来回地调整方位，这意味着可以节省大量的燃料。也就是说，少量的燃料就可以让望远镜在第二拉格朗日点长期驻留。

韦伯望远镜的后面永远是月球、地球和太阳，它能非常好地隔绝来自这三者的各种干扰。

问题来了，何时发射？
“别提了，说出来全是泪！”韦伯望远镜说，“本来哈勃老哥2010年退休。可谁知，他大修一次后，我就被推迟到2013年上任。实际上哈勃他总共大修五次啦！”
“更伤心的是，因财政预算紧张、项目超支等问题，2011年7月，美国众议院投票决定：在2012年的预算案中，终止为我拨款，……”
“还好。”韦伯忍不住又说，”天文学家们积极行动起来，纷纷呼吁国会恢复对我的支持。作为妥协，2011年9月，NASA制定了一个2018年发射的新计划，这才换来了国会对我的重新支持。好个伤心的2018！不说了，我的眼睛又湿润了。”
对此，美国宇航局NASA有话说：“嗨，韦伯老弟，哈勃虽然被大修了五次，但你知道吗？它离地球只有570千米，乘坐飞船去维修它虽然代价高昂，但也是一件可行的事。而你……要是坏了！”NASA的眼睛也湿润了，“真的，我们除了抱在一起痛哭一场外，真的很难再有其它补救措施。所以，请理解，我们为了你绝对的高可靠性，而在时间上做出的牺牲。”
嘿，对以上问题，天文学家们才不管呢，因为他们是一群不知疲倦的人——在韦伯望远镜还没升空的今天，据说他们又开始计划韦伯的接班人了！
经此一次，NASA想必应该懂得了这个道理：你要不给天文学家们找点事做，他们就会给你找事做