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韦伯：哈勃接班人
昌河
1990年4月25日，由美国航天飞机送上太空轨道的哈勃太空望远镜，以2.8万千米的时速沿太空轨道运行，清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。同时，它的位置在地球的大气层之上，因此获得了地球上望远镜所没有的好处：影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳，又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。哈勃太空望远镜于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。它填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多重大问题，对天文物理有更多的认识。哈勃太空望远镜通过中继卫星与地面取得联系，超深空视场让天文学家获得了更深入太空的光学影像，计划工作15年。
美国东部时间2009年5月11日14点01分，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。在此次太空之旅中，机上的7名宇航员通过5次太空行走，对哈勃太空望远镜进行了最后一次全面维护，更换了大量的设备和辅助仪器，当时更换名单主要包括：用第三代广域照相机取代二代照相机；安装新的宇宙起源频谱仪并取回该处的光学矫正系统；修复损坏的先进巡天照相机：修复损坏的空间望远镜摄谱仪；替换损坏的精细导星传感器；更换科学仪器指令和数据处理系统：更换全部的电池模组；更换所有的6个陀螺仪和3组定位传感器；更换对接环、安装全新的绝热毯、补充制冷剂等等。而这次是哈勃太空望远镜的最后一次维护，将哈勃空间望远镜的寿命延长至2013年后。
风险史无前例
美国航空航天局与欧洲及加拿大航天机构耗资50亿美元合作研制的韦伯空间望远镜，预定于2014年升空接替标志性的哈勃空间望远镜。
自1990年起，哈勃就在距离地面570千米的轨道上运行，其所拍摄的清晰度是地面望远镜的10倍以上，它的观察能力相当于在华盛顿能看到16万千米之外澳大利亚悉尼的一只萤火虫，因此为天文学家提供了遥远宇宙中星系及邻近恒星诞生与死亡的最清晰影像。与哈勃一样，韦伯望远镜也必定带来令人叹为观止的宇宙影像，不过韦伯的视力要比哈勃更深邃，看得比哈勃更远。天文学家设计它的目的，是为了凝望宇宙的开端。它或许会发现大爆炸后诞生的第一批恒星死亡时产生的爆炸，揭露与我们所在银河系类似的星系起源的过程。它还会把视线深入到气体尘埃云内部，窥探正在孕育恒星及其行星家族的宇宙“子宫”。为了实现这些目标，韦伯望远镜与它的前任将截然不同。它拥有的超轻主镜口径将超过6.5米，与哈勃望远镜2.4米的主镜相比，集光能力是后者的6倍。望远镜主镜由18块镀金的正六边形反射镜拼接而成，为了让镜面平滑如一，拼接误差只有人类头发粗细的万分之一。
哈勃望远镜一直沐浴在地球散发的讨厌光芒之中，这意味着它只能在接近常温下运行。因此，哈勃看不见天文学家非常想要看到的那些遥远天体发回的微弱红外线——那些天体散布在可观测宇宙的边缘，是今天宇宙中星系的最早祖先。它们的光在出发时本来是肉眼可见的，也能被哈勃的相机拍到。但在传播到地球所花费的几十亿年时间里，随着宇宙的膨胀，这些光波已经被拉长，从可见光波段移入了红外波段。美国航空航天局将把这只蜂巢状的巨眼发配到比月亮还远得多的一条环状轨道上。整个运行期间，韦伯望远镜将展开一块巨大的遮阳板，把镜身全部笼罩在一片寒冷的阴影中——那里的温度会降到55K以下，只有这样，望远镜才能够察觉到历时130多亿年、穿越茫茫宇宙、历尽千辛万苦才抵达这里的极其微弱的光和热。
要完成这些壮举，就必须承担史无前例的技术风险。由于韦伯空间望远镜的运行“地点”距离地球非常遥远，一旦出错，就算想派宇航员过去维修，也是不可能做到的。哈勃空间望远镜升空运行20多年以来，已经接受过好几次维修和升级。韦伯望远镜就没有这种“改过自新”的机会。它的设计方案中根本就没有“维修”二字，所以发射时—切都必须万无一失。
为了飞抵它的运行“轨道”，韦伯望远镜必须先折叠起来，塞进火箭狭小的货舱。为了能够搭乘这枚火箭升空，韦伯望远镜的质量和尺寸都受到了严格的限制。升空后，这座空间天文台还必须遵循一系列复杂的步骤，把折叠起来收在两边的镜片展开并拼接到位。我们甚至可以把它想象成一个折纸望远镜，还得让它在合适的温度下运转。
质量、大小和温度这三方面的严格限制，以及技术上必须实现的种种壮举，已经迫使美国航空航天局在韦伯望远镜上投入了远远超过天文学家原先预期的资金。一些气馁的美国科学家甚至认为，这座空间天文台榨干了美国航空航天局用于天文学研究的预算，把其他一些探测任务排挤到了一边：用来探测引力波、高能宇宙、其他恒星周围类地行星表面细节的先进探测器，现在都必须排到2020年以后了。就连韦伯望远镜的支持者也有些紧张不安，不知道如此巨大的投资能否收到成效，韦伯空间望远镜对于研究小组来说，就是一根难啃的硬骨头。如果进入太空，到时一旦无法展开，那就全完了。
新一代望远镜诞生
对于离我们较近的天体，红外线也会开辟出一条观测通道，让我们的视线能够穿透重重尘埃的阻隔，看清银河系里恒星及行星正在孕育和形成的地方。如今，天文学家在检测外星行星时主要还是用可见光，因此他们只能在气体及岩石碎屑盘已被“清空”、行星形成过程已经完成的恒星系统中看见行星。不过由于红外线能够穿透尘埃，韦伯望远镜将揭开行星形成过程中的诸多步骤，帮助我们确定太阳系在宇宙中到底是常见还是罕见的星系。一些行星会从它们母星的正前方经过，给目光敏锐的韦伯望远镜提供了一个机会，去检测它们大气中的气体成分。尽管可能性不大，但韦伯望远镜确实有机会在某颗行星上发现不稳定的气体混合物，如氧气、二氧化碳和甲烷——这将是其他地方存在生命的首个迹象。
韦伯空间望远镜将用红外相机和其他一些探测器去检测最早的星系碎片，看它们如何组装成今天我们见到的这种宏伟壮观的星系。这些处在萌芽阶段的天体可能存在于大爆炸后4亿年左右，只有宇宙现今年龄的3％。韦伯的相机甚至有可能检测到出现时间更早的恒星发出的星光。这些恒星都是质量超过太阳上百倍的庞然大物，在辉煌而又短暂地度过一生之后，它们会发生爆炸，释放出大量直到今天仍在宇宙中穿行的光。美国航空航天局为了能够验证，理论上我们有可能看到的最久远的过去，他们正不遗余力地建造一台挑战性远超哈勃的望远镜。希望韦伯望远镜的将来，是能够为新一代望远镜开山，而不是给老一代望远镜收官。
昌河
1990年4月25日，由美国航天飞机送上太空轨道的哈勃太空望远镜，以2.8万千米的时速沿太空轨道运行，清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。同时，它的位置在地球的大气层之上，因此获得了地球上望远镜所没有的好处：影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳，又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。哈勃太空望远镜于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。它填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多重大问题，对天文物理有更多的认识。哈勃太空望远镜通过中继卫星与地面取得联系，超深空视场让天文学家获得了更深入太空的光学影像，计划工作15年。
美国东部时间2009年5月11日14点01分，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。在此次太空之旅中，机上的7名宇航员通过5次太空行走，对哈勃太空望远镜进行了最后一次全面维护，更换了大量的设备和辅助仪器，当时更换名单主要包括：用第三代广域照相机取代二代照相机；安装新的宇宙起源频谱仪并取回该处的光学矫正系统；修复损坏的先进巡天照相机：修复损坏的空间望远镜摄谱仪；替换损坏的精细导星传感器；更换科学仪器指令和数据处理系统：更换全部的电池模组；更换所有的6个陀螺仪和3组定位传感器；更换对接环、安装全新的绝热毯、补充制冷剂等等。而这次是哈勃太空望远镜的最后一次维护，将哈勃空间望远镜的寿命延长至2013年后。
风险史无前例
美国航空航天局与欧洲及加拿大航天机构耗资50亿美元合作研制的韦伯空间望远镜，预定于2014年升空接替标志性的哈勃空间望远镜。
自1990年起，哈勃就在距离地面570千米的轨道上运行，其所拍摄的清晰度是地面望远镜的10倍以上，它的观察能力相当于在华盛顿能看到16万千米之外澳大利亚悉尼的一只萤火虫，因此为天文学家提供了遥远宇宙中星系及邻近恒星诞生与死亡的最清晰影像。与哈勃一样，韦伯望远镜也必定带来令人叹为观止的宇宙影像，不过韦伯的视力要比哈勃更深邃，看得比哈勃更远。天文学家设计它的目的，是为了凝望宇宙的开端。它或许会发现大爆炸后诞生的第一批恒星死亡时产生的爆炸，揭露与我们所在银河系类似的星系起源的过程。它还会把视线深入到气体尘埃云内部，窥探正在孕育恒星及其行星家族的宇宙“子宫”。为了实现这些目标，韦伯望远镜与它的前任将截然不同。它拥有的超轻主镜口径将超过6.5米，与哈勃望远镜2.4米的主镜相比，集光能力是后者的6倍。望远镜主镜由18块镀金的正六边形反射镜拼接而成，为了让镜面平滑如一，拼接误差只有人类头发粗细的万分之一。
哈勃望远镜一直沐浴在地球散发的讨厌光芒之中，这意味着它只能在接近常温下运行。因此，哈勃看不见天文学家非常想要看到的那些遥远天体发回的微弱红外线——那些天体散布在可观测宇宙的边缘，是今天宇宙中星系的最早祖先。它们的光在出发时本来是肉眼可见的，也能被哈勃的相机拍到。但在传播到地球所花费的几十亿年时间里，随着宇宙的膨胀，这些光波已经被拉长，从可见光波段移入了红外波段。美国航空航天局将把这只蜂巢状的巨眼发配到比月亮还远得多的一条环状轨道上。整个运行期间，韦伯望远镜将展开一块巨大的遮阳板，把镜身全部笼罩在一片寒冷的阴影中——那里的温度会降到55K以下，只有这样，望远镜才能够察觉到历时130多亿年、穿越茫茫宇宙、历尽千辛万苦才抵达这里的极其微弱的光和热。
要完成这些壮举，就必须承担史无前例的技术风险。由于韦伯空间望远镜的运行“地点”距离地球非常遥远，一旦出错，就算想派宇航员过去维修，也是不可能做到的。哈勃空间望远镜升空运行20多年以来，已经接受过好几次维修和升级。韦伯望远镜就没有这种“改过自新”的机会。它的设计方案中根本就没有“维修”二字，所以发射时—切都必须万无一失。
为了飞抵它的运行“轨道”，韦伯望远镜必须先折叠起来，塞进火箭狭小的货舱。为了能够搭乘这枚火箭升空，韦伯望远镜的质量和尺寸都受到了严格的限制。升空后，这座空间天文台还必须遵循一系列复杂的步骤，把折叠起来收在两边的镜片展开并拼接到位。我们甚至可以把它想象成一个折纸望远镜，还得让它在合适的温度下运转。
质量、大小和温度这三方面的严格限制，以及技术上必须实现的种种壮举，已经迫使美国航空航天局在韦伯望远镜上投入了远远超过天文学家原先预期的资金。一些气馁的美国科学家甚至认为，这座空间天文台榨干了美国航空航天局用于天文学研究的预算，把其他一些探测任务排挤到了一边：用来探测引力波、高能宇宙、其他恒星周围类地行星表面细节的先进探测器，现在都必须排到2020年以后了。就连韦伯望远镜的支持者也有些紧张不安，不知道如此巨大的投资能否收到成效，韦伯空间望远镜对于研究小组来说，就是一根难啃的硬骨头。如果进入太空，到时一旦无法展开，那就全完了。
新一代望远镜诞生
对于离我们较近的天体，红外线也会开辟出一条观测通道，让我们的视线能够穿透重重尘埃的阻隔，看清银河系里恒星及行星正在孕育和形成的地方。如今，天文学家在检测外星行星时主要还是用可见光，因此他们只能在气体及岩石碎屑盘已被“清空”、行星形成过程已经完成的恒星系统中看见行星。不过由于红外线能够穿透尘埃，韦伯望远镜将揭开行星形成过程中的诸多步骤，帮助我们确定太阳系在宇宙中到底是常见还是罕见的星系。一些行星会从它们母星的正前方经过，给目光敏锐的韦伯望远镜提供了一个机会，去检测它们大气中的气体成分。尽管可能性不大，但韦伯望远镜确实有机会在某颗行星上发现不稳定的气体混合物，如氧气、二氧化碳和甲烷——这将是其他地方存在生命的首个迹象。
韦伯空间望远镜将用红外相机和其他一些探测器去检测最早的星系碎片，看它们如何组装成今天我们见到的这种宏伟壮观的星系。这些处在萌芽阶段的天体可能存在于大爆炸后4亿年左右，只有宇宙现今年龄的3％。韦伯的相机甚至有可能检测到出现时间更早的恒星发出的星光。这些恒星都是质量超过太阳上百倍的庞然大物，在辉煌而又短暂地度过一生之后，它们会发生爆炸，释放出大量直到今天仍在宇宙中穿行的光。美国航空航天局为了能够验证，理论上我们有可能看到的最久远的过去，他们正不遗余力地建造一台挑战性远超哈勃的望远镜。希望韦伯望远镜的将来，是能够为新一代望远镜开山，而不是给老一代望远镜收官。