智東西12月26日凌晨報(bào)道，在經(jīng)歷了近25年的探索和多次推遲后，北京時(shí)間12月25日20點(diǎn)20分，哈勃望遠(yuǎn)鏡“繼任者”美國國家航空航天局（NASA）的詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡終于點(diǎn)火發(fā)射，正式開啟自己的太空之旅。

在未來的幾個(gè)月，這個(gè)人類歷史上更大、耗資近100億美元的太空天文臺(tái)將飛到地球和太陽之間的引力平衡點(diǎn)，展開折疊的天線、遮陽板、鏡片，對(duì)宇宙起源進(jìn)行探索。

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡（James Webb Space Telescope，縮寫為JWST，簡(jiǎn)稱：韋布空間望遠(yuǎn)鏡）原計(jì)劃于2007年發(fā)射，它的“前輩”哈勃空間望遠(yuǎn)鏡于1990年成功發(fā)射，曾在2019年傳回了迄今最完整的7500張星空照片拼接而成的宇宙圖譜。

作為一個(gè)資深“鴿王”，韋布空間望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射時(shí)間是一拖再拖，從2007年，一直拖到現(xiàn)在。相比哈勃空間望遠(yuǎn)鏡不過600公里的離地高度，“新官上任”的韋布空間望遠(yuǎn)鏡將飛行到距地球約150萬公里的位置，這大約是地球到月球距離的4倍，其靈敏度是哈勃的100倍，預(yù)計(jì)將觀測(cè)到136億年前宇宙誕生的第一批星系所發(fā)出的光。

注：根據(jù)天文學(xué)名詞審定委員確定的望遠(yuǎn)鏡中文名稱，本文將James Webb Space Telescope譯為詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡。

01.

飛離地球，韋布望遠(yuǎn)鏡

將奔向150萬公里外的星空

北京時(shí)間12月25日20點(diǎn)03分，多次推遲發(fā)射的韋布空間望遠(yuǎn)鏡終于進(jìn)入發(fā)射前最后準(zhǔn)備階段。這一太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目集結(jié)了NASA、歐洲航天局和加拿大航天局三大航天局的技術(shù)力量。

▲裝載韋布空間望遠(yuǎn)鏡的阿麗亞娜5號(hào)火箭已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，技術(shù)人員密切關(guān)注火箭的各種情況

在位于南美洲的法屬圭亞那的歐洲太空港，技術(shù)人員密切關(guān)注著韋布空間望遠(yuǎn)鏡的各種儀器和參數(shù)，等待著發(fā)射指令的到來。

▲韋布空間望遠(yuǎn)鏡被安裝在阿麗亞娜5號(hào)火箭上（來源：歐洲航天局）

本次發(fā)射使用的是法國大型火箭企業(yè)阿麗亞娜航天公司（ArianeGroup）的阿麗亞娜5號(hào)（Ariane 5）火箭，通過火箭適配器，韋布空間望遠(yuǎn)鏡被安裝在阿麗亞娜5號(hào)火箭的上級(jí)面。

北京時(shí)間20點(diǎn)20分，阿麗亞娜5號(hào)火箭開始點(diǎn)火發(fā)射，火箭以近乎垂直的狀態(tài)迅速爬升。

大約2分鐘后，火箭助推器和阿麗亞娜5號(hào)火箭分離，助推器墜入大西洋，火箭繼續(xù)飛升。

緊接著，飛出大氣層的阿麗亞娜5號(hào)火箭打開并分離保護(hù)韋布望遠(yuǎn)鏡等載荷的整流罩。

地面團(tuán)隊(duì)在發(fā)射后大約五分鐘開始接收從韋布空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)來的遙測(cè)數(shù)據(jù)。

大約北京時(shí)間20點(diǎn)28分，一級(jí)火箭開始進(jìn)行分離，上面級(jí)運(yùn)載火箭攜帶著韋布空間望遠(yuǎn)鏡奔向離地球更遙遠(yuǎn)的太空。

在調(diào)整到合適姿態(tài)后，發(fā)射后約27分鐘時(shí)，韋布空間望遠(yuǎn)鏡開始與上面級(jí)運(yùn)載火箭進(jìn)行分離。

大約在北京時(shí)間20點(diǎn)50分，韋布空間望遠(yuǎn)鏡上的太陽能電池陣列開始自動(dòng)部署，韋布空間望遠(yuǎn)鏡終于取得了第一階段的成功，不過未來，它還會(huì)迎來諸多挑戰(zhàn)。

發(fā)射12小時(shí)后，韋布空間望遠(yuǎn)鏡會(huì)進(jìn)行第一次軌跡修正機(jī)動(dòng)，大概北京時(shí)間12月28日8點(diǎn)20分時(shí)，韋布空間望遠(yuǎn)鏡會(huì)進(jìn)行第二次軌跡修正。技術(shù)人員將持續(xù)跟蹤韋布空間望遠(yuǎn)鏡的運(yùn)行狀態(tài)。

▲韋布望遠(yuǎn)鏡發(fā)射前和前30分鐘發(fā)射過程（來源：歐洲航天局）

在接下來的近一個(gè)月里，韋布空間望遠(yuǎn)鏡會(huì)逐漸展開并調(diào)整狀態(tài)，在太空中進(jìn)行一系列比試驗(yàn)時(shí)任何測(cè)試都更為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，據(jù)技術(shù)人員估算，韋布空間望遠(yuǎn)鏡至少有344個(gè)潛在的故障點(diǎn)位，遠(yuǎn)離任何宇航員或機(jī)器人的幫助，韋布空間望遠(yuǎn)鏡的未來充滿未知。

▲韋布空間望遠(yuǎn)鏡預(yù)計(jì)會(huì)飛到L2點(diǎn)，然后開始繞日運(yùn)行（來源：歐洲航天局）

最終，韋布空間望遠(yuǎn)鏡將飛過月球軌道，達(dá)到其目的地：第二拉格朗日點(diǎn)（L2）。該軌道距離地球約150萬公里，在那里各種星體引力相互作用，韋布空間望遠(yuǎn)鏡將在該軌道上穩(wěn)定繞日運(yùn)行。接下來，天文學(xué)家將花費(fèi)6個(gè)月的時(shí)間調(diào)整、測(cè)試和校準(zhǔn)韋布空間望遠(yuǎn)鏡這只用來看宇宙的新“眼睛”。

韋布空間望遠(yuǎn)鏡展開和姿態(tài)調(diào)整的第一步是彈出天線，并將天線瞄準(zhǔn)地球，從而實(shí)現(xiàn)韋布空間望遠(yuǎn)鏡和地球的通信。

然后，韋布空間望遠(yuǎn)鏡會(huì)打開網(wǎng)球場(chǎng)大小的遮陽板支架，接下來打開的是由五層稱為Kapton的輕質(zhì)塑料薄片制成的遮陽板，讓韋布空間望遠(yuǎn)鏡逐漸降溫。

最后，18個(gè)鍍有金的鈹材料制成的六角形鏡片會(huì)重新進(jìn)行組合，形成一個(gè)6.5米寬的分段鏡子。

韋布空間望遠(yuǎn)鏡任務(wù)預(yù)計(jì)會(huì)持續(xù)5到10年，NASA預(yù)計(jì)該望遠(yuǎn)鏡會(huì)在2022年夏天拍攝出第一張科學(xué)照片。

02.

一個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)大小的望遠(yuǎn)鏡

捕捉136億年前星象

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡名字來源于NASA第二任局長詹姆斯·韋布，他曾領(lǐng)導(dǎo)美國阿波羅登月計(jì)劃。

韋布空間望遠(yuǎn)鏡占地面積足足有一個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)那么大，發(fā)射質(zhì)量約6200公斤，包括天基部分（天文臺(tái)）、在軌耗材和運(yùn)載火箭適配器。

▲韋布空間望遠(yuǎn)鏡（來源：歐洲航天局）

天基部分（天文臺(tái)）是韋布空間望遠(yuǎn)鏡的功能主體部分，由光學(xué)望遠(yuǎn)鏡元件、綜合科學(xué)儀器模塊、遮陽板和航天器支持系統(tǒng)組成。

▲韋布空間望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)示意圖（來源：歐洲航天局）

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡元件由多級(jí)鏡片構(gòu)成，包括18個(gè)獨(dú)立六邊形鍍有黃金的超輕鈹材料制成的主鏡、多個(gè)直徑0.74米的圓形次鏡，以及包含在尾部的光學(xué)子系統(tǒng)中三級(jí)反射鏡和精細(xì)轉(zhuǎn)向鏡。