地球的大氣層在給我們提供生存保障的同時(shí),，也削弱了我們對(duì)宇宙深空的觀測(cè)能力，因此我們需要將望遠(yuǎn)鏡送入太空,，這樣就可以完美地避開(kāi)地球大氣層的干擾,，而這正是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡（Hubble Space Telescope）的發(fā)射原因。

自從1990年發(fā)射升空以來(lái),，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡已完成了100多萬(wàn)次的觀測(cè),，它傳回的觀測(cè)數(shù)據(jù)將浩瀚的星辰大海真實(shí)地呈現(xiàn)在我們眼前,，極大地提升了我們對(duì)宇宙的認(rèn)知，甚至還改變了我們對(duì)宇宙的思考方式,。

時(shí)至今日，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)垂垂老矣,，而它的繼任者——詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（James Webb Space Telescope）已經(jīng)整裝待發(fā),，為方便敘述，下文我們將其簡(jiǎn)稱為“JWST”,。

JWST的開(kāi)發(fā)始于1997年,，根據(jù)最初計(jì)劃，這臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡將于2007年發(fā)射升空,，預(yù)計(jì)耗資5億美元,，然而由于開(kāi)發(fā)過(guò)程的種種原因，它的發(fā)射時(shí)間已經(jīng)被推遲了數(shù)十次,，而其造價(jià)也一路飆升至100億美元左右,，并因此而成為了人類有史以來(lái)最昂貴的太空望遠(yuǎn)鏡。

確定了,，人類有史以來(lái)最昂貴的太空望遠(yuǎn)鏡即將升空,！它的實(shí)力到底有多強(qiáng)？

根據(jù)NASA發(fā)布的消息,，JWST的發(fā)射時(shí)間已經(jīng)確定為2021年12月22日,，發(fā)射地點(diǎn)是位于法屬圭亞那庫(kù)魯附近的“ELA-3”發(fā)射場(chǎng)，屆時(shí)將由“阿麗亞娜5號(hào)”（Ariane 5）運(yùn)載火箭將其送入太空,。

JWST最直觀的強(qiáng)大之處就是它巨大的主鏡,，其直徑高達(dá)6.5米，聚光面積可達(dá)到25平方米,，相比之下,，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的主鏡直徑只有2.4米，聚光面積約為4.3平方米,，大家可以從下圖來(lái)感受一下這種差距,。

為了降低發(fā)射難度，JWST的主鏡被設(shè)計(jì)成了18個(gè)六邊形鏡面,，這樣這就可以在發(fā)射的時(shí)候?qū)⑵湔郫B起來(lái),，待到抵達(dá)軌道之后再展開(kāi)。

JWST每個(gè)鏡面的平均誤差不超過(guò)10納米,，其背面都裝有非常精密的微電機(jī),，它們可以準(zhǔn)確地將鏡面定位到正確的位置上，在初始配置完成之后,，只需要每隔幾天更新一次即可讓JWST保持最佳狀態(tài),。

JWST的核心被稱為“綜合科學(xué)儀器模塊”(ISIM) ,，其主要部件為“近紅外相機(jī)”（NIRCam）、“近紅外光譜儀”（NIRSpec）,、“中紅外儀器”（MIRI）以及“精細(xì)制導(dǎo)傳感器/近紅外成像儀和無(wú)縫隙光譜儀”（FGS/NIRISS）,。

從這些名字我們就可以看出來(lái)，JWST的觀測(cè)波段的主要是紅外線,，因此它也認(rèn)為是斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡（Spitzer Space Telescope）的繼任者,，那么問(wèn)題來(lái)了，為什么JWST被設(shè)計(jì)成主要是觀測(cè)紅外線呢,？我們接著看,。

（注：斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡于2003年發(fā)射升空，是目前最大的紅外望遠(yuǎn)鏡）

JWST的主要任務(wù)目標(biāo)為：1,、研究宇宙中的第一批恒星以及星系,；2、研究星系的形成和演化,；3,、研究恒星及其行星系統(tǒng)的演化；4,、探測(cè)系外行星上可能存在的生命痕跡,。

由于光速的限制，當(dāng)我們觀測(cè)到一個(gè)距離我們1億光年的天體時(shí),，其實(shí)是這個(gè)天體的光在宇宙空間中傳播了1億年的時(shí)間才被我們觀測(cè)到,，也就是說(shuō)，我們看到的,，其實(shí)是這個(gè)天體在1億年前的樣子,。

因此可以說(shuō)，一個(gè)星系距離我們?cè)竭h(yuǎn),，它看上去就越“年輕”,，這就意味著，JWST需要觀測(cè)距離我們130多億光年外的天體所發(fā)出的光（因?yàn)橛钪嬷械牡谝慌阈呛托窍嫡Q生于130多億年前）,，而由于宇宙的膨脹,，天體發(fā)出的光會(huì)發(fā)生紅移，因此在紅外線波段觀測(cè),，會(huì)更加容易發(fā)現(xiàn)那些非常遙遠(yuǎn)的恒星和星系,。

另一方面來(lái)講，因?yàn)榧t外線的波長(zhǎng)較長(zhǎng),，它們可以輕易地穿過(guò)塵埃和氣體,，所以我們就可以通過(guò)紅外線來(lái)觀測(cè)那些被塵埃和氣體遮蔽的天體和空間區(qū)域（如孕育恒星的原始星云，形成行星的原行星盤(pán)以及星系的核心區(qū)域）,。

除此之外,，大多數(shù)比恒星溫度更低的天體（如星際介質(zhì),、棕矮星、系外行星等等）也是主要在紅外線波段釋放輻射,?？偠灾琂WST要實(shí)現(xiàn)它的任務(wù)目標(biāo),，紅外線波段是最佳的觀測(cè)范圍,。

JWST主要觀測(cè)波長(zhǎng)在600至28300納米之間的電磁波，這些電磁波除了少數(shù)波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見(jiàn)光（橙色和紅色的可見(jiàn)光）之外,，其它都是紅外線，相對(duì)而言,，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)范圍則是100至1000納米,，包括了近紫外、可見(jiàn)光以及近紅外波段的電磁波,，可以看到,，JWST的觀測(cè)范圍非常大，并且與哈勃是互補(bǔ)的,。

憑借科技的進(jìn)步,，JWST的實(shí)力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡，在同一波段下,，它的綜合觀測(cè)能力至少會(huì)提高100倍,。

正是因?yàn)槿绱耍茖W(xué)家們都樂(lè)觀地認(rèn)為,，憑借JWST強(qiáng)大的實(shí)力,，我們將能夠看到宇宙大爆炸后第一批恒星和星系的樣子，也能夠穿透并看到系外行星大氣中的分子,，甚至還可能直接發(fā)現(xiàn)系外行星上的生命跡象,，至于以前所未有的精度來(lái)觀測(cè)太陽(yáng)系中的天體，那更是“小菜一碟”,。

按照計(jì)劃,，在發(fā)射升空之后，JWST將會(huì)被部署到“日-地第二拉格朗日點(diǎn)”（L2）,，這個(gè)位置是太陽(yáng)和地球的引力平衡區(qū)域,，JWST被部署到這個(gè)位置上，就可以保持與地球同步運(yùn)行,，同時(shí)也獲得了絕佳的觀測(cè)環(huán)境,。

由于“日-地第二拉格朗日點(diǎn)”與地球的距離高達(dá)150萬(wàn)公里（月球和地球的平均距離也只有38萬(wàn)公里），JWST一旦出了什么問(wèn)題,，是不可能得到維修的,，因此其發(fā)射過(guò)程中的每一步都必須要非常精準(zhǔn),，稍有疏忽，就可能給這臺(tái)有史以來(lái)最昂貴的太空望遠(yuǎn)鏡造成毀滅性的結(jié)果,。

從2007年以來(lái),，全世界的天文愛(ài)好者就開(kāi)始盼望著JWST的發(fā)射，這一盼就盼了十幾年了,，真心希望這次的發(fā)射不要再“放鴿子”,，也祝一切順利，期待JWST在未來(lái)能給我們帶來(lái)意想不到的驚喜,。

好了,，今天我們就先講到這里，歡迎大家關(guān)注我們,，我們下次再見(jiàn),。