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2021年12月25日發射的韋伯空間望遠鏡（本文簡稱“韋伯”），經曆1個(ge) 月的奔波，於(yu) 今年1月24日到達距我們(men) 150萬(wan) 公裏的第二拉格朗日點，進入預定軌道，並很快傳(chuan) 回了它拍的第一幅照片。

NASA（美國宇航局簡稱）公布了這張照片，隻是一群有些模糊的星光。除此之外，傳(chuan) 回了一張它自身的自拍，也是模模糊糊。（見上圖，這是時空通訊將兩(liang) 張照片合成為(wei) 一張）

一些朋友見了這張圖片，或許會(hui) 大失所望，研發了幾十年，一再推遲發射，吹了一大堆牛皮的“韋伯”就這點本事？對得起100億(yi) 美元的投資嗎？各位別急，聽我將這張照片的來曆說清楚，大家再發感慨吧。

這一堆星光其實隻是一顆恒星

“韋伯”發送回來的這張星光照片有18個(ge) 亮點（其中可能有兩(liang) 個(ge) 亮點擠在一起），看起來是18顆行星，其實隻是一顆恒星。這顆恒星坐落在大熊星座，距離我們(men) 約258光年，名為(wei) HD 84406。

其實這是“韋伯”試鏡頭的照片，而且不是一張照片就成這樣的，是“韋伯”蘇醒後工作了25個(ge) 小時，拍攝了1500多張照片，才合成這一張的。之所以選定這顆恒星作為(wei) 它拍攝的第一張照片，是因為(wei) 這顆恒星很亮，其視星等達到6.9，就在北鬥七星勺口，視距與(yu) 平勺口連線距離約一個(ge) 多勺口的位置（見上圖）。

夜空中肉眼能夠看到星星的亮度以視星等衡量，數值越大就越暗，數值越小就越亮，還有負數，負得越多越亮。人的肉眼最暗隻能看到6等星，高於(yu) 6等數值就看不見了，因此人類肉眼是看不見HD 84406恒星的，但對於(yu) 韋伯望遠鏡來說就是小菜一碟了。

但韋伯望遠鏡現在還是“散光眼”，還沒有矯正好自己的“視力”，因此就需要找一顆星星來作參照，這顆星星不能太暗，也不能太亮，而這顆叫HD 84406的恒星亮度正好符合要求，且其周邊沒有其他天體(ti) 幹擾，是校對自己“散光眼”的最好選擇。

“韋伯”之所以“散光”，是因為(wei) 其主鏡由18片六角形的小鏡子組成，直徑有6.5米，麵積達到25平方米。這麽(me) 大的鏡麵是不能直接發射的，需要折疊起來放入火箭中，發射進入太空後再重新展開。

這樣每個(ge) 鏡麵焦距就會(hui) 發生偏差，照到的星星不會(hui) 聚焦到一個(ge) 點上，就要重新調校。這些小鏡子都能夠獨立旋轉，調整的精度可達納米級，也就是約頭發絲(si) 的萬(wan) 分之一。但調校必須有一個(ge) 參照物，於(yu) 是拍攝這顆叫HD 84406的恒星，目的就是作為(wei) 調校鏡麵的參照物。

現在發回的這張有18個(ge) 亮點的照片，就是“韋伯”主鏡每一片小鏡子拍攝出來的。根據每片鏡片照到這顆恒星的角度，科學家們(men) 和望遠鏡自動校準裝置就能夠調校好這些鏡片，最終讓其形成一個(ge) 焦點，“散光”就消除了。

而那張自拍照片，則是由安裝在次鏡上的一個(ge) 相機拍攝的，而次鏡安裝在從(cong) 主鏡伸出長8米的支架上。這張自拍照有一塊小鏡麵發出耀眼的光芒，是因為(wei) 這塊小鏡麵正好對著某個(ge) 星光而發出的反射。

這張自拍照並非“韋伯”自作多情臭美，而是對調校有著很重要的參照作用，此後還可能會(hui) 有多次這樣的自拍，直到調校到位。

得到這兩(liang) 張看似不起眼的照片，研製和管理“韋伯”的科學家們(men) 欣喜若狂，因為(wei) 這象征著“韋伯”不但準確到位，展開了自己的翅膀，還睜開了眼。一旦調校完成，它將目光如炬，告訴它看到的人類前所未知的奧秘。

韋伯望遠鏡有多厲害

“韋伯”的全稱叫詹姆斯·韋伯空間望遠鏡，是以NASA第二任局長詹姆斯·韋伯的名字命名的。詹姆斯1961年2月14日至1968年10月7日任職於(yu) NASA，為(wei) 美國乃至人類航天事業(ye) 作出了卓越貢獻，尤其是上世紀六十年代的“阿波羅”登月計劃，他勞苦功高。

為(wei) 了紀念這位於(yu) 1992年去世的航天先輩，人們(men) 將這艘頂級空間望遠鏡以他的名字命名。

“韋伯”是服役了30年，即將退役的哈勃空間望遠鏡（本文有時簡稱“哈勃”）的接替者，是繼“哈勃”後，一代更強的空間望遠鏡，其口徑是“哈勃”的2.7倍，麵積是其5倍多，但質量隻有6.5噸，是“哈勃”11噸質量的一半多點。

這台望遠鏡的最大特點，是能夠在紅外波段下觀測，任何天體(ti) 不一定發出可見光，但一定會(hui) 發出紅外光，隻要有一點點熱運動，就會(hui) 被“韋伯”觀測到。這就要求望遠鏡必須在接近絕對零度（-273.15℃）環境下運行，因為(wei) 隻要有一點點熱輻射，就會(hui) 嚴(yan) 重幹擾紅外觀測。

因此，韋伯望遠鏡不但要在冰冷的太空工作，鏡麵還要永遠背離太陽。為(wei) 了避免太陽光熱輻射，“韋伯”不但一直躲在地球的陰影裏，還自帶一個(ge) 厚厚的多層“遮陽傘(san) ”，有點像一本巨大翻開的書(shu) ，擋在太陽與(yu) 望遠鏡之間，讓“韋伯”的主副望遠鏡完全沉浸冰冷的黑暗中工作。

除此之外，還需要用自帶的液態氦對自身設備降溫，通過向太空輻射的方式，讓主鏡麵溫度降到-223℃以下，近紅外儀(yi) 降溫到-233℃以下，而中紅外儀(yi) 器（MIRI）要冷卻到-266℃以下！

“韋伯”發射進入太空環境後，就在飛馳旅途逐漸展開折疊的鏡麵，於(yu) 2022年1月24日到達第二拉格朗日點目標軌道後，就開始了對自身關(guan) 鍵係統的冷卻工作，現在正在逐漸接近工作溫度，但還有一些差距。

“韋伯”的研製和發射可以說比以往任何一艘航天器都要慎重，投資也十分巨大。這艘空間望遠鏡由NASA和歐空局、加拿大航天局聯合研發，曆經25年的精打細磨才最終上天。

“韋伯”1996年就招標進入研製階段，投資預算從(cong) 最初的5億(yi) 美元，曆經十幾年（次）的不斷增加，到2013年已經增加到88億(yi) 美元；發射時間最早預定為(wei) 2007年，也一次次推遲，一直到2021年底才成功發射上天。

最終“韋伯”的總造價(jia) 已經超過了100億(yi) 美元，比哈勃望遠鏡上天時花費約20億(yi) 美金整整多了5倍。當然，哈勃望遠鏡上天後，先後派出過5撥宇航員上天更換配件或檢修維護，加上後期維護費用，總投資也不下50億(yi) 美元。但比起“韋伯”來，依然是小巫見大巫。

“哈勃”之所以能夠得到很好維護，是因為(wei) 它是在地球近地軌道運行，運行高度隻有575公裏。而韋伯望遠鏡則運行在距我們(men) 150萬(wan) 公裏的第二拉格朗日點，要想維護是基本不可能的，因此一旦上天隻能孤注一擲，這也是韋伯望遠鏡一再推遲發射，不斷改進的主要原因。

韋伯望遠鏡的發射沒有後路，必須一炮打響，否則100億(yi) 美元就隻能打了水漂，而且連一個(ge) 泡都不會(hui) 留下。研發修正了25年，發射應該是已經信心滿滿，但依然令人提心吊膽，如果有一點點意外，如變軌失敗或一顆微隕星撞擊，就會(hui) 前功盡棄。

好在一切順利，因此拍攝回來的這張照片雖然隻是調校圖片，研製和管理“韋伯”的科學家們(men) 也欣喜若狂，因為(wei) 這張照片象征著遠離人類，寄托著人類重大希望的“韋伯”成功就位，“感覺”良好，正在蘇醒準備工作。

寄托於(yu) 韋伯望遠鏡的希望有哪些？

人們(men) 最想通過“韋伯”弄清宇宙起源，這是萬(wan) 物之本，是人類自己從(cong) 哪裏來到哪裏去的最根本問題。“韋伯”有可能成為(wei) 人類解開宇宙終極秘密的眼睛。具體(ti) 說來，其主要任務就是調查宇宙大爆炸殘餘(yu) 紅外線證據，觀測到宇宙誕生初期的狀態。

基於(yu) 這個(ge) 目標，韋伯望遠鏡將在黑暗冰冷的太空，在完全屏蔽太陽光的狀態下，專(zhuan) 注地掃描窺探深空，尋找宇宙誕生早期的蛛絲(si) 馬跡。有科學家預測，憑著“韋伯”的能力，可以看到宇宙大爆炸後的第一縷光。

這縷光發生在宇宙大爆炸38萬(wan) 年後，電磁波從(cong) 大爆炸初始的高溫高密度狀態脫耦而出。而30年前升空的哈勃望遠鏡，迄今為(wei) 止發現最遠的星係距離我們(men) 134億(yi) 光年。

韋伯望遠鏡如果能夠捕捉到這縷光，就看到了138.2億(yi) 光年距離的星光，從(cong) 此帶領人類進入整個(ge) 宇宙的時光隧道，科學家們(men) 就能夠從(cong) 窺視宇宙大爆炸後第一個(ge) 原子形成過程，到第一團星雲(yun) 出現，第一個(ge) 星係和第一顆恒星形成過程，一直追溯到今天宇宙的樣子，或許還能夠破解暗物質和暗能量之謎。

當然，哈勃望遠鏡能夠發現的各種星係和天體(ti) 等宇宙現象，對韋伯望遠鏡來說都不在話下，它在未來最少10年的服役期間，將會(hui) 發現更多宇宙秘密，讓人類對宇宙以及對自己的太陽係了解得更透徹。

現在的“韋伯”還剛剛蘇醒，伸完了懶腰正在睜開迷糊的眼睛，待聚焦冷卻到位後，一定會(hui) 給人類帶來一個(ge) 又一個(ge) 驚喜或者驚愕，你說呢？歡迎討論，感謝閱讀。

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