人類有史以來最昂貴的太空望遠鏡即将升空！它的實力到底有多強？
地球的大氣層在給我們提供生存保障的同時，也削弱了我們對宇宙深空的觀測能力，因此我們需要将望遠鏡送入太空，這樣就可以完美地避開地球大氣層的幹擾，而這正是哈勃太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）的發射原因。
自從1990年發射升空以來，哈勃太空望遠鏡已完成了100多萬次的觀測，它傳回的觀測數據将浩瀚的星辰大海真實地呈現在我們眼前，極大地提升了我們對宇宙的認知，甚至還改變了我們對宇宙的思考方式。
時至今日，哈勃太空望遠鏡已經垂垂老矣，而它的繼任者——詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）已經整裝待發，為方便叙述，下文我們将其簡稱為“JWST”。
JWST的開發始于1997年，根據最初計劃，這台太空望遠鏡将于2007年發射升空，預計耗資5億美元，然而由于開發過程的種種原因，它的發射時間已經被推遲了數十次，而其造價也一路飙升至100億美元左右，并因此而成為了人類有史以來最昂貴的太空望遠鏡。
确定了，人類有史以來最昂貴的太空望遠鏡即将升空！它的實力到底有多強？根據NASA發布的消息，JWST的發射時間已經确定為2021年12月22日，發射地點是位于法屬圭亞那庫魯附近的“ELA-3”發射場，屆時将由“阿麗亞娜5号”（Ariane 5）運載火箭将其送入太空。
JWST最直觀的強大之處就是它巨大的主鏡，其直徑高達6.5米，聚光面積可達到25平方米，相比之下，哈勃太空望遠鏡的主鏡直徑隻有2.4米，聚光面積約為4.3平方米，大家可以從下圖來感受一下這種差距。
為了降低發射難度，JWST的主鏡被設計成了18個六邊形鏡面，這樣這就可以在發射的時候将其折疊起來，待到抵達軌道之後再展開。
JWST每個鏡面的平均誤差不超過10納米，其背面都裝有非常精密的微電機，它們可以準确地将鏡面定位到正确的位置上，在初始配置完成之後，隻需要每隔幾天更新一次即可讓JWST保持最佳狀态。
JWST的核心被稱為“綜合科學儀器模塊”(ISIM) ，其主要部件為“近紅外相機”（NIRCam）、“近紅外光譜儀”（NIRSpec）、“中紅外儀器”（MIRI）以及“精細制導傳感器/近紅外成像儀和無縫隙光譜儀”（FGS/NIRISS）。
從這些名字我們就可以看出來，JWST的觀測波段的主要是紅外線，因此它也認為是斯皮策太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope）的繼任者，那麼問題來了，為什麼JWST被設計成主要是觀測紅外線呢？我們接着看。
（注：斯皮策太空望遠鏡于2003年發射升空，是目前最大的紅外望遠鏡）
JWST的主要任務目标為：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的演化；4、探測系外行星上可能存在的生命痕迹。
由于光速的限制，當我們觀測到一個距離我們1億光年的天體時，其實是這個天體的光在宇宙空間中傳播了1億年的時間才被我們觀測到，也就是說，我們看到的，其實是這個天體在1億年前的樣子。
因此可以說，一個星系距離我們越遠，它看上去就越“年輕”，這就意味着，JWST需要觀測距離我們130多億光年外的天體所發出的光（因為宇宙中的第一批恒星和星系誕生于130多億年前），而由于宇宙的膨脹，天體發出的光會發生紅移，因此在紅外線波段觀測，會更加容易發現那些非常遙遠的恒星和星系。
另一方面來講，因為紅外線的波長較長，它們可以輕易地穿過塵埃和氣體，所以我們就可以通過紅外線來觀測那些被塵埃和氣體遮蔽的天體和空間區域（如孕育恒星的原始星雲，形成行星的原行星盤以及星系的核心區域）。
除此之外，大多數比恒星溫度更低的天體（如星際介質、棕矮星、系外行星等等）也是主要在紅外線波段釋放輻射。總而言之，JWST要實現它的任務目标，紅外線波段是最佳的觀測範圍。
JWST主要觀測波長在600至28300納米之間的電磁波，這些電磁波除了少數波長較長的可見光（橙色和紅色的可見光）之外，其它都是紅外線，相對而言，哈勃太空望遠鏡的觀測範圍則是100至1000納米，包括了近紫外、可見光以及近紅外波段的電磁波，可以看到，JWST的觀測範圍非常大，并且與哈勃是互補的。
憑借科技的進步，JWST的實力将遠遠地超過哈勃太空望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡，在同一波段下，它的綜合觀測能力至少會提高100倍。
正是因為如此，科學家們都樂觀地認為，憑借JWST強大的實力，我們将能夠看到宇宙大爆炸後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，甚至還可能直接發現系外行星上的生命迹象，至于以前所未有的精度來觀測太陽系中的天體，那更是“小菜一碟”。
按照計劃，在發射升空之後，JWST将會被部署到“日-地第二拉格朗日點”（L2），這個位置是太陽和地球的引力平衡區域，JWST被部署到這個位置上，就可以保持與地球同步運行，同時也獲得了絕佳的觀測環境。
由于“日-地第二拉格朗日點”與地球的距離高達150萬公裡（月球和地球的平均距離也隻有38萬公裡），JWST一旦出了什麼問題，是不可能得到維修的，因此其發射過程中的每一步都必須要非常精準，稍有疏忽，就可能給這台有史以來最昂貴的太空望遠鏡造成毀滅性的結果。
從2007年以來，全世界的天文愛好者就開始盼望着JWST的發射，這一盼就盼了十幾年了，真心希望這次的發射不要再“放鴿子”，也祝一切順利，期待JWST在未來能給我們帶來意想不到的驚喜。
好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見。
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