自從美國NASA在1990年將人類第一臺太空望遠鏡發射到太空以後,基本就壟斷了宇宙美圖的來源,甚至可以說哈勃望遠鏡發射以後,大部分宇宙深處的新發現都是它貢獻的,並且還幫助解決了很多困擾天文學家的疑問。
哈勃望遠鏡是用美國著名天文學家愛德溫·哈勃名字命名的,1990年4月24日由“發現號”航天飛機發射升空,運行於距離地面約550公里的軌道上。這裡沒有惡劣天氣影響,也沒有大氣的干擾,可以獲得地球上夢寐難求的高靈敏度和解析度。哈勃望遠鏡自身長度為13.3米,直徑4.3米,跟一輛公車大小差不多,重約11.6噸。
經過5次大修,目前哈勃的服役已經遠遠超過它的設計壽命,由於最新的韋伯望遠鏡遲遲未能發射,NASA甚至還計劃將哈勃繼續工作到2025年。雖然哈勃望遠鏡有些硬體出現了故障,但哈勃望遠鏡負責人托馬斯·布朗去年在美國天文學會會議上介紹了望遠鏡可靠性工程報告的結果,他說:“現在,所有子系統和儀器工作到2025年的可靠性都超過80%。”
詹姆斯韋伯太空望遠鏡,作為哈勃望遠鏡的替代者,它當然要比哈勃先進。單就硬體而言,韋伯望遠鏡由18塊使用稀有金屬鈹製作的六角形反射鏡組成,每個鏡面拋光誤差不超過10奈米,其總直徑達到6.5米,差不多達到哈勃的3倍。聚光面積達到驚人的25平方米,而目前最先進的哈勃望遠鏡只有4.3平方米,還不到韋伯的五分之一。因此,韋伯可以看到宇宙誕生2億年時的情形,看到那些宇宙形成早期時候星系的長相,哈勃只能看到宇宙誕生4.3億年的景象。
由於早期形成的星系離我們是在太遠,而且宇宙一直在膨脹,早期星系發出的光線到達地球附近早已經不再是可見光,而是紅移為紅外光譜。韋伯望遠鏡配備了高敏度紅外線感測器、光譜器等,可以在近紅外波段工作,並且可以在接近絕對零度環境下執行。因此,探測宇宙大爆炸後的餘暉,探測宇宙微波背景輻射,描繪早期宇宙的肖像將是韋伯的主要使命之一。韋伯望遠鏡不怕冷,但是怕熱,因此為它配置的遮陽裝置使得它的防晒指數SPF值達到100萬,幾乎可以隔絕任何來自太空的熱源,使得它可以在冷靜的環境工作。
韋伯望遠鏡發射的軌道與哈勃望遠鏡也不一樣,哈勃望遠鏡在550KM的空間,而韋伯望遠鏡的軌道在第二拉格朗日點,距離地球150萬公里之外,遠遠高於哈勃望遠鏡的軌道。這個深空軌道對於觀察宇宙很有利,但是缺點也是很明顯,一旦出現問題,目前是沒有辦法進行維護的。因此,它的製造必須是完好無缺,而且資金也高達近百億美元,發射也必須做到萬無一失。或許,這也是它一拖再拖的原因之一。
韋伯望遠鏡是由美國宇航局、加拿大宇航局和歐洲宇航局共同投資製造的,當然NASA是佔大頭。最初計劃2011年發射,由於資金與技術問題,已經推遲了好幾次。最新計劃是2020年11月份發射,搭載麗亞娜5型重型運載火箭發射升空。可是目前疫情肆虐全世界,再次推遲的可能性很大了,這次藉口用“不可抗力”最為恰當了。
作為世界最先進,也是最大的太空光學望遠鏡,詹姆斯韋伯太空望遠鏡固然值歡呼,但是中國的太空望遠鏡計劃也一樣令人期待。雖然目前為止,中國還沒有太空望遠鏡,不過中國計劃在2024年發射巡天號光學艙,直徑達到2米,解析度可以媲美哈勃望遠鏡,但視場角達到它的300倍,也就是說可觀測空間是哈勃望遠鏡的300倍。巡天號光學艙原計劃於我們即將發射的空間站一體,後來考慮到空間站震動等影響,因而將其設定為一個獨立的光學艙,執行軌道與空間站軌道一致。雖然巡天號比美國即將發射的韋伯望遠鏡還有不少差距,但是相對哈勃來說,已經有很多方面超越了。作為中國第一個太空望遠鏡,能達到如此效果,也是非常令人欣慰的。
人生最美好的記憶不是你擁有多少的房子,也不是你擁有多少的財富,而是你曾經到過多遠,看到多遠,心靈的旅途有多遠!哈勃望遠鏡給我們的視覺帶來滿滿的衝擊與驚歎了,韋伯發射後會給我們帶來哪些驚喜呢?拭目以待吧!