全球最大太空望遠(yuǎn)鏡明年發(fā)射，造價(jià)相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)航母

 盡管耗資巨大，人類對(duì)太空的探索一刻也沒(méi)有停止。而明年，也就是2018年，太空事業(yè)又將迎來(lái)一項(xiàng)意義重大的事件。明年，全球最大的太空望遠(yuǎn)鏡，即詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡將飛向太空。它是個(gè)宏大的工程，先后經(jīng)過(guò)20年才建造完工。

　　比哈勃望遠(yuǎn)鏡更加先進(jìn)

　　詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡以第二任宇航局局長(zhǎng)命名，此人曾經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)阿波羅計(jì)劃等一系列重大的太空探測(cè)項(xiàng)目。它最開(kāi)始叫做下一代太空望遠(yuǎn)鏡(NGST)，是NASA的旗艦項(xiàng)目之一。原計(jì)劃于2011年發(fā)射，但由于項(xiàng)目超支等原因，不得不推遲了7年時(shí)間。

　　該型太空望遠(yuǎn)鏡于2016年完工，隨后進(jìn)行深度測(cè)試。它擁有18個(gè)六邊型的鏡片組成，比之前的哈勃望遠(yuǎn)鏡要強(qiáng)大得多，主要有兩個(gè)方面的原因：首先，它將是人類建造的最大太空望遠(yuǎn)鏡，其收集區(qū)域的面積相當(dāng)于哈勃望遠(yuǎn)鏡7倍。其次，它將用于收集紅外光，而哈勃望遠(yuǎn)鏡對(duì)此則不太敏感。

　　哈勃望遠(yuǎn)鏡是1990年4月24日發(fā)射升空的，迄今為止已工作了27年的時(shí)間，退役日期將是2040年左右。該望遠(yuǎn)鏡的重量為11噸左右，同它相比，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡的重量要輕一半左右，能力卻要強(qiáng)很多很多。

　　詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡太空望遠(yuǎn)鏡能夠在接近絕對(duì)零度的溫度工作，這個(gè)溫度就是零下273.15攝氏度。它是熱力學(xué)的最低溫度，是粒子動(dòng)能低到量子力學(xué)最低點(diǎn)時(shí)物質(zhì)的溫度。不要說(shuō)這個(gè)溫度，即便是在零下40度的條件下，也被凍成狗了。

　　哈勃望遠(yuǎn)鏡的活動(dòng)位置是離地表600千米的低軌道上，而詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡太空望遠(yuǎn)鏡的工作位置要遠(yuǎn)得多，它距離地球150萬(wàn)千米。如此遠(yuǎn)的距離，要派航天飛機(jī)進(jìn)行維修簡(jiǎn)直太遠(yuǎn)了。因此在設(shè)計(jì)之初，就沒(méi)有考慮要派人進(jìn)行維修的因素。

　　這臺(tái)世界上最先進(jìn)的太空望遠(yuǎn)鏡將被部署到第二拉格朗日點(diǎn)附近。由于所處位置的引力相對(duì)穩(wěn)定，因此對(duì)于鄰近的天體來(lái)說(shuō)位置相對(duì)固定，無(wú)需頻繁地修正位置，觀測(cè)更加穩(wěn)定，且不受地球軌道附近灰塵的影響。

　　造價(jià)相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)航母

　　詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡位于地球的背向太陽(yáng)的一面，可遮蔽太陽(yáng)的紅外光。其主反射鏡由鈹制成。在軍工領(lǐng)域，鈹是一種非常關(guān)鍵的材料，主要用于洲際彈道導(dǎo)彈、航天器和核彈頭上。

　　鈹在地殼中的含量雖然不像貴重金屬那么稀少，但在探明的幾十種鈹?shù)V石之中，只有綠寶石等少數(shù)幾種材料具有進(jìn)行工業(yè)開(kāi)采和提煉鈹?shù)哪芰Γ�因此有觀點(diǎn)認(rèn)為，鈹是從寶石里面發(fā)掘出來(lái)的。

　　不僅僅需要價(jià)格非常高的材料，而且加工的精度要求也極高。每個(gè)鏡面的拋光誤差不得超過(guò)10納米，1納米=10^-9米。頭發(fā)絲的精度為0.05毫米左右，將它平均剖成5萬(wàn)根，每根的厚度就是1納米。工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的加工精度一般用絲(就是頭發(fā)絲)來(lái)衡量。如此一對(duì)比，就知道要求的精密程度有多高了。

　　反映到造價(jià)上來(lái)，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡是極其高昂的，它要花費(fèi)87億美元。“福特”級(jí)核動(dòng)力航母的價(jià)格為130億美元左右，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡沒(méi)有它高。但可以肯定的是，它的價(jià)格同我國(guó)的國(guó)產(chǎn)航母不相上下。

　　國(guó)產(chǎn)航母的排水量為7萬(wàn)噸左右，是個(gè)十足的龐然巨物，涉及工業(yè)部門無(wú)數(shù)。而詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡的重量只有6.5噸，全長(zhǎng)20.19米，寬14.16米。由此一對(duì)比，就會(huì)發(fā)現(xiàn)該太空望遠(yuǎn)鏡的資金投入密度相當(dāng)之高。

　　用于探索宇宙初期狀態(tài)

　　詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡的主要認(rèn)為是調(diào)查宇宙微波背景輻射，即宇宙大爆炸理論的殘余紅外線證據(jù)。通過(guò)這種觀測(cè)行動(dòng)，人類可以判明我們今天宇宙的初期狀態(tài)究竟是什么樣子的。在每塊鏡片的尾部，有7個(gè)馬達(dá)，能夠?qū)︾R片的形狀和方向進(jìn)行非常精密的調(diào)整，其調(diào)整精度為10納米。

　　計(jì)劃用于發(fā)射詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡的是阿利亞娜-5運(yùn)載火箭，它是個(gè)重量高達(dá)777噸的巨物，總體高度為52米，相當(dāng)于17層樓高。該型火箭擁有強(qiáng)大的運(yùn)載能力，將詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空毫無(wú)問(wèn)題。

　　在詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡的背后，總共有20個(gè)國(guó)家都作出過(guò)很大的貢獻(xiàn)，包括美國(guó)、意大利、荷蘭、挪威、捷克、瑞典和英國(guó)等等。2018年，這個(gè)重大的時(shí)刻即將到來(lái)。在發(fā)射6個(gè)月后，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡將正式投入運(yùn)營(yíng)，主要由約翰霍普金斯大學(xué)的太空望遠(yuǎn)鏡研究所實(shí)施地面控制和進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。雖然用費(fèi)頗高，但這無(wú)疑將是人類尋求宇宙奧秘的又一重大步驟。