美国斥资100亿美元，耗时25年研发的最新空间望远镜即将升空

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文章介绍了美国航空航天局投入100亿美元研发制造了将于12月24日发射升空的新一代太空望远镜。这台名为詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope, JWST）在各方面都升级，将取代哈勃空间望远镜。文章还提到由西北大学的天文学家法哈德·尤瑟夫-扎德带领的团队获得了使用这一望远镜观测太空的机会。这篇文章总结了新一代太空望远镜的重要性和技术升级，以及科学家们的期待。全文涵盖了发展历程、技术革新和观测机会等方面，阐述了美国在太空探索领域的重要进展。估计阅读时间为5-6分钟。*

据媒体报道，美国航空航天局（NASA）投入100亿美元，研发制造25年的新一代空间望远镜即将升空。这一台最新的空间望远镜在各项技术都全面升级，可以说是全球最顶级的太空望远镜。虽然由于疫情曾经一度暂停相关工作，现在NASA宣布计划在今年12月24日，圣诞节的前一天从欧洲太空港发射。西北大学的教授，天文学家法哈德·尤瑟夫-扎德 (Farhad Yusef-Zadeh)带领的团队成功申请到了使用这一望远镜观测太空的机会。

新一代太空望远镜，接任哈勃空间望远镜

美国在1990年4月24日成功发射了第一代的太空望远镜，以天文学家爱德温·哈勃命名的哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope，HST）。哈勃望远镜地球轨道上运行，通过约翰霍普金斯大学的地面控制中心发送指令执行观测，并将各种观测数据通过无线电传输回地球。这一台望远镜帮助天文学家获得了很多最敏锐的太空光学影像，解决了许多未解之谜。

不过，这一太望远镜已经工作了30多年，经历过多次的修复。为了更好的探索宇宙太空，美国NASA早有备案。他们20多年前就开始就研发第二代的太空望远镜，并以美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名（詹姆斯·韦伯在1961年至1968年间担任局长，他领导了阿波罗计划等一系列美国重要的太空探测项目）。于是就有了詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope, JWST）。官方表示，打造更大更强的第二代空间望远镜是为了探索宇宙初期的状态，调查宇宙大爆炸理论的证据。

史上最大投资，打造最顶尖太空望远镜

韦伯望远镜的初步计划是投入5亿美元，在2007年完成制造并发射升空。但是，随着项目的进行，投资越来越多，发射时间多次推迟。到了2019年，资金投入已经达到约100亿美元，人力投入包括了全球10多个国家的顶尖工程师和科学家，项目也终于即将完成。2019年9月，官方宣布望远镜首次组装完毕，只需要完成测试就能推进升空计划。但是，从2020年初开始的全球疫情导致项目暂停。克服了种种困难，这一台史上最顶级的太空望远镜终于准备好升空了。

和第一代的哈勃望远镜比较，韦伯望远镜在各方面都全面升级。韦伯望远镜的主反射镜由特殊材质铍制成，面积是哈勃空间望远镜的5倍以上。根据维基百科的信息，主镜被分割成18块六角形的镜片，每个镜面的抛光误差不得超过10纳米；同时镜面也经过专门研磨，使其能够在遮阳板阴影的极度严寒环境中保持正确形状。每块镜片背部都装有7个马达，能够在10纳米的精度内调整镜片的形状和方向。发射后这些镜片会在高精度的微型电动机和波面传感器的控制下展开工作。

韦伯太空望远镜的重量更轻，大约6吨，是哈勃太空望远镜的一半。计划放置在地球背向太阳后面150万公里的位置（专业术语叫太阳─地球的第二拉格朗日点），不会像哈勃望远镜一样绕着地球旋转。而且，这个位置的重力相对稳定，不收到地球轨道附近灰尘的影响，相对于观察对象的位置也更稳定，不需要经常修正位置，可以更稳定地进行观测。

万事俱备，韦伯太空望远镜即将开启奇妙的太空之旅。今年10月份，经过几天的海上航行，韦伯望远镜“毫发无损”地顺利抵达发射场，计划乘坐阿丽亚娜5号火箭飞往太空。与火箭分离后，韦伯望远镜需要独立飞行29天的时间，达到指定的位置。这一旅行的每一步都要经过精细的计算，科学家们考虑了行星和已有的天文台的引力问题，通过负责的演练为韦伯望远镜设计旅行轨道。如果韦伯难以到达预定的轨道，它就有可能变成一个非常闪亮、非常昂贵的太空垃圾。

西北大学天文团队获得观测机会

如果一切正常，韦伯太空望远镜在进入指定地点后就能投入使用，经过前期的测试，科学家的观测可以在发射后大约六个月开始。现在，己经又来自世界各地的1,000多个天文学家团队向NASA提交申请，希望使用韦伯太空望远镜进行观测。时间有限，机会有限，只有286个团队成功获得了批准。其中就包括西北大学的教授哈德·尤瑟夫-扎德，他是专注研究多波长的天文学专家。哈德·尤瑟夫-扎德教授在西北大学领导着一支国际团队，计划使用韦伯太空望远镜观察位于银河系中心的一个神秘闪烁的超大质量黑洞。他们申请到了两天的时间，每天可以使用韦伯太空望远镜观测12 个小时。

现在，美国历史上最顶尖、最强大的太空望远镜正坐在一枚火箭上，等待着从地球上起飞，开启神秘的太空之旅。相信这一台最新的设备可以带领问人类发现宇宙中隐藏的秘密和奇迹。宇宙无穷，人类的智慧也是无限的。仰望星空，才知道自己何其渺小，让我们一起关注浩瀚星空，忘记所有烦恼，用广的眼界，过着最开心的生活！更多美国留学相关资讯，欢迎继续关注我们！

消息来源：

Why NASA Is Trying to Dodge the Moon

Looking forward to a huge leap in space exploration

读者可能会感兴趣的问题：
1. 韦伯太空望远镜相较于哈勃空间望远镜有哪些技术升级和改进？
- 韦伯太空望远镜在各方面都进行了全面升级，主要包括主反射镜面积扩大、主反射镜材料和结构优化、重量轻化、观测位置稳定等方面的改进。

2. 为什么美国NASA要花费如此巨大的代价研发韦伯太空望远镜？
- 韦伯太空望远镜被认为是为了探索宇宙初期的状态，调查宇宙大爆炸理论的证据，是为了更深入、更准确地探索宇宙空间而进行的投资。

3. 为什么韦伯望远镜的发射时间推迟了这么多次？
- 韦伯望远镜的发射时间多次推迟主要是因为项目进行中发现了更多技术挑战、投资持续增加以及全球疫情等原因，导致项目进度受到影响。

4. 韦伯太空望远镜将被放置在什么位置？为什么选择这个位置？
- 韦伯太空望远镜计划放置在地球背向太阳后面150万公里的拉格朗日点位置，这个位置相对稳定，不受地球附近灰尘干扰，观测对象位置更稳定，不需要频繁修正位置，有利于稳定地进行观测。

5. 申请使用韦伯望远镜观测的团队有哪些条件和限制？
- 申请使用韦伯太空望远镜观测的团队需要提交详细的申请计划和研究目的，经过NASA审批后才能获得使用机会。由于时间和机会有限，只有通过审批的团队才能获得观测机会。

6. 哈德·尤瑟夫-扎德教授领导的西北大学团队将使用韦伯太空望远镜观测什么内容？
- 哈德·尤瑟夫-扎德教授领导的西北大学团队计划使用韦伯太空望远镜观测银河系中心的大质量黑洞，以进一步研究该天体的特性和行为。

7. 韦伯太空望远镜将如何进入指定位置，并开始观测任务？
- 韦伯太空望远镜计划在发射后独立飞行29天，达到指定位置后开启观测任务。科学家们通过精细的计算和演练设计了韦伯太空望远镜的旅行轨道，确保它能顺利进入指定位置并进行观测任务。

8. 未来韦伯太空望远镜将如何影响天文学领域的发展？
- 韦伯太空望远镜被期待为天文学领域带来革命性的发展，能够提供更高分辨率、更广泛频谱范围和更深入的观测数据，有望解开宇宙中许多未解之谜，推动天文学领域的前沿科研发展。