澎湃新聞記者 張靜

造價約100億美元的世界最大太空望遠鏡、哈勃望遠鏡繼任者詹姆斯·韋伯太空望遠鏡計劃于美國東部時間12月25日7時20分（北京時間12月25日20時20分）搭乘阿麗亞娜航天公司阿麗亞娜5號火箭從法屬圭亞那庫魯發射升空，前往距離地球150萬公里的日地拉格朗日L2點繞太陽運行，持續觀測宇宙。

按計劃，韋伯望遠鏡與阿麗亞娜火箭分離后，太陽能陣列將在幾分鐘內部署，利用陽光發電。它將經歷6個月的調試，包括展開鏡片、遮陽板和其他較小的系統，韋伯的工作溫度在-223°C以下，因此還要降溫并校準。試運行階段后將發布首批圖像，常規科學操作也將啟動。

如果一切順利，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將是世界上首屈一指的空間科學天文臺，用于解決太陽系謎團，觀測其他恒星周圍的遙遠世界，探索宇宙的神秘結構和起源，以及我們在其中的位置。

韋伯望遠鏡項目于上世紀90年代啟動，這臺造型奇特的望遠鏡由18面可展開的鍍金六邊形鏡片組成，涂了48.25克黃金。主鏡直徑6.5米，是31歲“高齡”的哈勃太空望遠鏡的2.7倍。

由于對紅外波長做了優化，韋伯望遠鏡有更長的波長覆蓋，靈敏度也大大提高，可以補充和擴展哈勃望遠鏡的發現。

韋伯的主要目標之一是探測宇宙中最早一批恒星的形成。但它到底能看多遠？NASA曾對這一問題作出回應：宇宙已有138億年歷史，而第一批星系發出的光已經傳播了136億年。

這意味著，韋伯望遠鏡或許能觀測到那時候宇宙的“模樣”。

18面鍍金六邊形鏡片組成，工作溫度-223°C以下

韋伯望遠鏡造型奇特，由18面可展開的鍍金六邊形鏡片組成。之所以鍍金是為了優化望遠鏡對紅外線的反射。NASA說，韋伯望遠鏡涂了48.25克黃金，相當于一個高爾夫球的質量。實際上，黃金鍍層之上還涂了一層薄薄的非晶態SiO2來保護黃金。

韋伯和哈勃的主鏡對比

望遠鏡的主鏡直徑6.5米，是哈勃太空望遠鏡的2.7倍，聚光能力更強，視場更大。但韋伯的質量約6500千克，只有哈勃望遠鏡質量的一半多一點。

韋伯望遠鏡發射后任務壽命不少于5年半，目標是擁有超過10年的壽命。其配置的科學儀器有近紅外相機（NIRCam）、近紅外光譜儀（NIRSpec）、中紅外儀器（MIRI）、精準制導傳感器/近紅外成像和無縫攝譜儀（FGS-NIRISS），這些儀器將捕捉天體的圖像和光譜。

由于對紅外波長進行了優化，韋伯望遠鏡有更長的波長覆蓋，靈敏度也大大提高，可以補充和擴展哈勃望遠鏡的發現。盡管哈勃也有紅外觀測能力，但它主要用光學和紫外波長來觀測宇宙。

宇宙在不斷膨脹，那些早期恒星和星系正在快速遠離我們，產生紅移效應：它們發射的光都已經轉移到了波長較長的紅外線波段。

這使得韋伯望遠鏡能接收這些早期星系發射的紅外光，回溯更遙遠的時間，找到在早期宇宙中形成的第一批星系，也可以觀測今天恒星和行星系形成的塵埃云內部，研究恒星和行星的形成。這是因為剛剛形成的恒星和行星隱藏在吸收可見光的塵埃繭后面，但紅外光可以穿透并揭示里面的情況。

韋伯望遠鏡將在距離地球150萬公里的日地拉格朗日L2點對宇宙進行持續觀測

韋伯望遠鏡將在距離地球150萬公里的日地拉格朗日L2點（太陽和地球之間的引力平衡點）繞太陽運行。比起在570公里軌道高度繞地球運行的哈勃望遠鏡，它需要保持極低的工作溫度、穩定的指向和更高的觀測效率。

由于韋伯主要觀測來自遙遠天體的紅外光，而紅外線是一種熱輻射，就連望遠鏡也會發出紅外線。為了避免來自望遠鏡的輻射淹沒非常微弱的天文信號，望遠鏡和儀器溫度必須極低。

這時候遮陽板就派上用場了。韋伯望遠鏡的五層可展開遮陽板長22米，寬12米，有一個網球場那么大。在日地拉格朗日L2點這個特殊的位置，遮陽板能一直阻擋來自太陽、地球和月球的光線，這里寒冷而穩定的溫度能讓韋伯望遠鏡開展非常靈敏的紅外觀測。

NASA介紹，實際上，韋伯的工作溫度在-223°C以下，而其中的中紅外儀器（MIRI）更是要使用制冷系統，在-266° C的溫度下工作。

造價百億美元，探索宇宙的神秘結構和起源

1990年發射升空的哈勃太空望遠鏡已經觀測宇宙30多年，遠遠超出了它的原定退役年限。

作為哈勃的繼任者，韋伯望遠鏡項目于上世紀90年代啟動，原名“下一代太空望遠鏡”，后來為了紀念領導阿波羅登月計劃的NASA第二任局長詹姆斯·E·韋伯（James E. Webb）而更名為詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。

韋伯和哈勃的尺寸

1995年，由天文物學家們組成的委員會向當時的NASA執行長丹尼爾·戈丁提交了一份關于這個繼任望遠鏡的設計建議，立馬引起了戈丁的興趣。

但當時戈丁在科研方面致力于推行“更快、更好、更廉價”的改革，對望遠鏡的設計進行了一系列具有風險的變動，直到1999年NASA接連損失廣角紅外探測望遠鏡、火星氣候軌道器和火星極地著陸者，韋伯望遠鏡才恢復傳統設計，但這也導致它的預算突破10億美元。

來自各個國家、各個機構的科學家們紛紛參與這個項目，不斷增加韋伯望遠鏡的復雜性。它也成了美國天文學界2001年制定的“十年計劃”重頭戲，當時天文學家們毫不懷疑韋伯望遠鏡的如期竣工。但現實卻是慘遭“打臉”。

2010年，《自然》將韋伯望遠鏡比喻為“The telescope that ate astronomy（吃掉天文學的望遠鏡）”。20多年間，韋伯望遠鏡也確實如“饕餮”般源源不斷地吞噬美國天文學的經費和資源，從一開始的5億到10億一路飆升到了88億美元，如今造價約100億美元，是NASA歷史上最復雜、最昂貴的天文項目。

發射時間也一再跳票，有計劃過2011年發射，后來改到2014年，之后又推遲到2019年，到今年也是幾經推遲。由于一再延遲發射，它被戲稱為“鴿王”。不過NASA主管科學的副局長Thomas Zurbuchen表示，“當你搞一座價值100億美元的望遠鏡時，保守點是最重要的。”

如今，這臺由NASA、歐洲航天局和加拿大航天局共同研發的世界最大太空望遠鏡漂洋過海5800英里（約9334公里），從法屬圭亞那庫魯發射升空，踏上距離地球150萬公里的旅程，耗時約1個月才能抵達目的地。

韋伯望遠鏡承擔了四大科學目標：尋找大爆炸后形成的第一批星系或恒星；確定星系從形成到現在是如何演化的；觀測恒星和行星系統的形成；測量行星系的物理和化學性質，并研究這些系統中存在生命的可能性。

但它到底能看多遠？NASA曾對這一問題作出回應：宇宙已有138億年歷史，而第一批星系發出的光已經傳播了136億年。

這意味著，韋伯望遠鏡或許能觀測到那時候宇宙的“模樣”。

關鍵詞： 望遠鏡 太空 宇宙