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韦伯太空望远镜成功发射 韦伯太空望远镜和巡天号

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被誉为哈勃太空望远镜“继任者”的詹姆斯·韦伯太空望远镜于美国东部时间12月25日7时20分（北京时间20时20分）从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空，肩负起观测宇宙形成后最初出现的星系、搜寻地外生命迹象等重任 。该望远镜由数千名科学家、工程师研发耗时25年，此前由于技术和天气方面原因多次推迟发射 。
韦伯太空望远镜发射现场
韦伯太空望远镜发射控制中心
最具挑战性：以折叠状态发射升空
韦伯望远镜是有史以来性能最强大、造价最高的太空望远镜 。它耗资约100亿美元，重6.2吨，主镜直径6.5米，由18片巨大六边形子镜构成；遮阳板展开后，面积相当于一个网球场的大小 。
韦伯望远镜的观测位置距地球约150万公里，大约是地球和月亮之间距离的4倍，到达那里需耗时1个月 。它将与地球同步环绕太阳运行，始终停留在地球夜面 。
韦伯望远镜示意图
由于体型巨大，韦伯望远镜以折叠状态发射升空 。对研究人员而言，以遥控方式将进入太空的韦伯望远镜展开，使其每个部件完美就位，将是此次发射任务“最具挑战性的环节” 。
韦伯望远镜到达观测位置后，研究人员需再花费5个月对它开展各项检查，预计望远镜2022年6月底前可正式“上岗” 。
终于踏上征途：因资金、技术数度推迟
韦伯望远镜由300多个部件构成 。美国国家航空航天局（NASA）局长比尔·纳尔逊曾表示：“任何一个出现故障，（发射日）都会变成糟糕的一天 。”
韦伯太空望远镜于1996年开始研发，2016年11月宣告建成，当时准备在2018年10月发射 。不过，由于预算资金、望远镜本身缺陷等原因，发射日期几经推迟 。
如今，韦伯太空望远镜终于踏上征途 。
韦伯完美升空后，发射控制中心爆发出欢呼声和掌声
【韦伯太空望远镜成功发射 韦伯太空望远镜和巡天号】令人惊叹：将彻底改变观察宇宙视角
作为红外线观测用的韦伯太空望远镜，是大规模国际合作的成果 。它由美国航天局、欧洲航天局和加拿大航天局联合研发，是哈勃太空望远镜的“继任者” 。
虽然韦伯望远镜重量仅为哈勃望远镜（11吨）的一半多，但主镜面集光区域比哈勃大6倍，而且能在近红外波段工作，在接近绝对零度（相当于零下273.2摄氏度）的环境中运行 。
NASA技术人员用起重机吊起韦伯望远镜主镜
美国康奈尔大学专家妮科尔·刘易斯表示，韦伯望远镜能观测到哈勃望远镜观测不到的目标，提供“令人惊叹的全新观测宇宙视角” 。
韦伯望远镜担负的主要任务是调查作为“大爆炸”理论的残余红外线证据（宇宙微波背景辐射），即观测今天可见宇宙的初期状态 。它能接收早期星系发射的红外光，观察135亿年前宇宙大爆炸几亿年后形成的第一批恒星和星系 。
不过，与31岁“高龄”的哈勃望远镜不同，韦伯望远镜的观测位置太遥远，该位置被称为日地拉格朗日L2点 。一旦发生故障，任何宇航员都无法前去维修 。
距离地球150万公里的拉格朗日L2点
哈勃望远镜的一个镜面缺陷在1990年升空后才暴露，导致传回图像模糊，后经宇航员修理才解决问题 。哈勃距离地球约575公里 。
韦伯（左）与哈勃比较

聚焦
韦伯太空望远镜：
迈向“其他地球”的巨大飞跃？
人类目前所能探测的宇宙空间中，只有一个地球是孕育有生命的星球 。但在太阳系之外，其他恒星会给行星带来温暖和光明，可能还孕育着我们不知道的生命 。詹姆斯·韦伯太空望远镜很快将能更好地观察这些系外行星 。
韦伯的主要任务之一是寻找能够维持太阳系外生命的条件，而科学家们近年来才能在太阳系外寻找生命 。第一颗被观测到的系外行星飞马座51b于1995年被发现，从那时起已经发现了近5000颗其他行星 。
其中一些离太阳有一段宜居距离，被称为“适居带”(Goldilocks zone) 。所谓“适居带”，指位于该区域的行星气候不会太冷也不会太热，有形成海洋、湖泊和河流的液态水 。
但是，人们对这些行星或它们的组成知之甚少 。它们距离太远，无法直接观测到，而我们所知的、更容易维持生命的行星往往更小，更难观察 。
天体物理学家希望韦伯望远镜能帮助填补这些空白 。它配备了一项名为中红外仪器(MIRI)的新技术，将使用相机和光谱仪来观察电磁光谱中红外区域的光，这是人眼看不见的 。
“这将彻底改变我们看待行星大气层的方式 。我们要去看看它们的内部结构！”参与MIRI研究的法国航天局专家皮埃尔-奥利弗·拉吉奇说 。
MIRI将能够在行星大气中的各种物质经过恒星前面时读取光线的红外特征 。通过这种方式，科学家应该能够分辨出它们是否含有水蒸气、一氧化碳和甲烷等分子 。这三种物质存在于地球大气层中，可能预示着行星表面的生物活动 。
“想想20年前我们几乎不知道任何系外行星，现在我们即将发现它们的大气层是由什么组成的——这个进步是巨大的 。”欧洲航天局专家皮埃尔·费鲁特说 。
雷内·多伊恩(Rene Doyon)是加拿大蒙特利尔系外行星研究所所长，也是研发韦伯近红外成像仪和无缝隙光谱仪的主要科学家 。“目前我们正在寻找有利于生命的条件，比如液态水的存在 。”多伊恩说，他预计新的系外行星类别可能会被发现，同时也会有很多令人惊喜的发现 。
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发射地为何选择法属圭亚那？
法属圭亚那位于南美洲北部大西洋海岸，是法国领土的一部分，热带雨林气候，面积8.35万平方公里，人口29万，欧洲航天发射中心位于此地，因此闻名于世 。
1964年，法国在圭亚那库鲁地区建成火箭发射中心，欧洲航天局在此从事阿丽亚娜火箭的发射业务 。欧洲航天局是一个欧洲数国政府间的空间探测和开发组织，总部设在法国首都巴黎，负责阿利亚娜4号和阿利亚娜5号运载火箭的研制与开发 。
欧洲航天发射中心占地约9万平方公里，由法国国家空间研究中心领导，主要负责科学卫星、应用卫星和探空火箭的发射以及与此有关的一些运载火箭的试验和发射 。
圭亚那靠近赤道，对火箭发射具有很大益处：由于此地靠近赤道，纬度低，从发射点到入轨点的航程大大缩短，三子级不必二次启动；相同发射方位角的轨道倾角小，远地点变轨所需要的能量小，增加了同步轨道的有效载荷；向北和向东的海面上有一个很宽的发射弧度，空中及海上交通都很方便；此地人口稀少，在9万平方公里的土地上只有5万居民 。另外，库鲁地区虽然靠近赤道，但气候比较温和，年平均气温27℃，年平均降雨量3000～4000毫米，全年分旱季、雨季，风力不大，处于飓风区之外 。
南都采访人员 史明磊
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