詹姆斯韦布空间望远镜的成功展开，究竟意义有多大？

　　为了成功部署NASA的詹姆斯韦布空间望远镜，科学家需要在太空中完成几百个精准控时的工程步骤。供图：NASA
　　撰文：NADIADRAKE
　　有史以来最强大的空间望远镜完成了任务中最危险的部分：展开，其中有几百个生死攸关的步骤。圣诞节那天，价值100亿美元的詹姆斯韦布空间望远镜发射升空，完成了转身，展开，并调整到最终状态。在160万千米之外的太空中，韦布望远镜一边向着目标地点疾驰而去，一边完成了复杂的部署。
　　对于执行这项任务的科学家和工程师，以及一直在关注的太空爱好者来说，这15天充满了紧张的气氛。韦布空间望远镜必须完美地完成每一个精心设计的步骤，虽然工程师已经在地球上排练过，但望远镜进入太空后，没有人知道它的实际表现如何。部署和任务中的任何一个错误，可能就会把韦布推向毁灭。幸运的是，1月8日，韦布望远镜的主镜成功打开，标志着主要部署任务完成。
　　在之后的五个月左右时间里，科学团队将进行测试和微调，准备进行首次科学观测。一旦部署完成，韦布望远镜就能够从宇宙时间范围观察宇宙，捕捉130亿年前形成的天体的画面。它的任务是讲述宇宙的故事，回顾并研究早期宇宙：那是一个充满射线和混乱的炙热空间，孕育出了恒星、星系、行星和人类。
　　两周后，韦布望远镜将抵达最终目的地：日地拉格朗日L2点，与地球的距离是月球的四倍。在近乎完美的火箭发射后，詹姆斯韦布空间望远镜将开始研究宇宙，时间远长于官方预计的10年寿命。
　　这项任务曾遇到过重重障碍：詹姆斯韦布空间望远镜原计划于2007年发射，却多次推迟，预算不断增加，被威胁取消发射，还有以NASA局长命名所引发的争议。经过几十年的不懈努力，这台望远镜终于将看到宇宙诞生之初的曙光。
　　这个团队奋斗了很长时间，而他们的工作令人惊叹的完美，NASA的副局长ThomasZurbuchen说：人们需要了解这背后有多么困难。这非常，非常，非常难，他们正在创造历史。
　　火箭进入轨道
　　2021年12月25日，在法属圭亚那库鲁市，NASA最新的阿丽亚娜5号火箭载着望远镜发射升空。大约27分钟后，詹姆斯韦布空间望远镜与火箭上面级平稳脱离；火箭上面级安装了一台相机，拍到了望远镜渐渐远离的画面。在这些图像中，这个巨大的仪器闪着微光，最终消失在黑暗的太空中，只剩下地球的蓝色弧线。
　　这可能是人类能看到的詹姆斯韦布空间望远镜的最后一张细节照片。在望远镜脱离时，火箭上的相机拍下了这张照片。供图：NASA，ESA
　　这是人类最后一次看到詹姆斯韦布空间望远镜的细节，虽然在奔赴L2点的旅途中，天文学家一直在追踪这个微弱的光点。
　　就在它离开相机的视野之前，望远镜展开了太阳能电池板，开始收集太阳的能量。如果没有这关键的一步，就不会有这项任务。没有能源，我们什么也做不了，1月4日，NASA的部署工程师AlphonsoStewart告诉记者。
　　火箭发射时的紧张情绪渐渐平息，但科学家和工程师知道，旅程中最艰难的部分还未开始。
　　在太空中展开
　　詹姆斯韦布空间望远镜完全展开后大约三层楼高，遮阳板可以覆盖网球场的大部分地方。因为太大，它无法以最终状态进入太空。
　　工程师把6。4米宽的主镜折叠后塞入较小的副镜，把21米的遮阳板卷起堆放起来。精巧的遮阳板共五层，可以帮助科学仪器冷却至零下233度，让它们探测最早的恒星和星系发出的微弱的红外信号，同时不会从望远镜本身获取热量。
　　遮阳板是我们投入太空最复杂的东西之一，而且必须这么做，NASA的JaneRigby说：看看科学要求，以及工程方面的要求，我们直接想到了遮阳板。
　　所有这些存储物必须打包得严严实实，这样望远镜才不会在发射中晃成碎片，Rigby说。一旦詹姆斯韦布空间望远镜顺利升空，它就会开始释放所有的螺栓，部署各组件这是一场冒险，有344个可能出错的地方。
　　任务团队一开始就解决了一些小问题，比如引擎的温度比预期高一点，与太阳能电池阵连接的电源出现异常，接下来就到了重大部署的时刻。其中，展开遮阳板最具挑战性。它需要一层层打开并拉紧，不能粘住或钩住，有点像操纵帆船，而这次是在太空中，只能靠自动程序，而且不能有丝毫失误。
　　一切都按照计划有条不紊地进行着。螺栓拉开，覆盖物脱离。在26个小时里，缆绳、滑轮、驱动器和引擎牵引着五层薄薄的遮阳板，将之拉伸成六角帆，保护望远镜不被太阳和地球影响。在巴尔的摩的任务控制中心，科学团队无法看到这一过程，但他们可以通过引擎的电流、产生的拉力和运转时长，以及望远镜的反应，来判断进展情况。
　　1月4日中午，遮阳板部署宣告成功。这是人类首次在太空部署这样的系统，Stewart告诉记者。第一次，我们做到了。
　　这一天太棒了，那天晚上，Rigby在邮件中写道：我如释重负。
　　然后是望远镜副镜的部署和固定到位，它是把所有收集到的光汇聚到探测器的关键所在。没有副镜，望远镜的眼睛只不过是一个大大的镀金铍镜，漂浮在太空中。
　　1月8日，主镜巨大的翅膀终于展开，并固定到位。詹姆斯韦布空间望远镜部署完毕，任务运营负责人CarlStarr在控制中心宣布，开启了庆祝活动。
　　金色空间望远镜的未来
　　在詹姆斯韦布空间望远镜继续奔赴L2点的旅途中，科学家和工程师也在进行调整，让望远镜做好准备，凝视宇宙。他们还在进行一项任务，时间比最初预计的10年长得多。阿丽亚娜5号火箭完美地把韦布望远镜送入轨道，望远镜只需要少量燃料就可以设置前往L2点的航线。到达那里后，望远镜需要定期燃烧燃料，留在轨道上，而现在航天器的燃料箱里的气体比预计的更多。
　　燃料不是任务持续时间的唯一限制因素，但是一个很重要的因素。目前，NASA没有给出燃料持续时间的确切数字，但负责人并表示很乐观。
　　我们知道，燃料比（计划的）10年多得多，詹姆斯韦布空间望远镜项目主管GregRobinson说：不过我们还不知道如何利用推进器和燃料完成调试阶段。因此给出粗略计算还为时过早（但）就目前的情况，我认为远超10年。
　　未来还可能有为詹姆斯韦布空间望远镜补充燃料的任务，这将大幅延长任务的时间。不同于著名的哈勃空间望远镜（宇航员曾多次进行维修），韦布望远镜太远，人类无法操作。但Zurbuchen说，将优先研发机器人补充燃料任务的技术。
　　我要求团队思考能做些什么，是否可以运用于韦布，Zurbuchen说。NASA还没有掌握为韦布望远镜补充燃料的技术，但这架望远镜在设计方面已经考虑到了这一点：可再次填充的气罐、可以拆卸热保护器、视觉导航目标和可靠近附着点。
　　南希格雷斯罗曼太空望远镜同样被设计为易于维护，这是NASA的下一个大型空间天文台，将在L2点加入詹姆斯韦布空间望远镜。毫无疑问，Zurbuchen说：补充燃料（和）易于维护是这些大型资产的战略方向。这非常重要。
　　目前，我们还不知道詹姆斯韦布空间望远镜会在太空中看到什么，但它将凝视着古老的星系、外星世界、脉动星，甚至我们太阳系的卫星，时间越长，我们越有可能发现从未想象过的东西。