新浪科技訊 香港時間9月17日消息，據英國廣播公司(BBC)報導，一個由德國Astrium公司領銜的工業團隊近日完成了近紅外光譜儀(NirSpec)的建造工作，這是未來將會安裝於詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡上的4台科學觀測載荷之一。
近紅外光譜儀設備的任務是判斷其觀測視野內天體的年齡，組成，運動
情況以及距離。科學家們估計這樣的觀測將能找出那些閃耀於最早期宇宙中的古老恆星體。這也將意味著首次捕捉到穿越136億光年的廣袤空間抵達地球的宇宙第一縷光線的信號，這是現有的哈勃空間望遠鏡所無法做到的事情。
詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡之所以能夠完成這樣的任務，是因為其採用了一系列下一代的先進技術，包括口徑達到6.5米的主鏡面，這幾乎是哈勃空間望遠鏡主鏡面口徑的兩倍以上，另外還有一個面積與一個網球場相當的巨型遮陽罩以便保証期敏銳的觀測靈敏度。其所搭載的近紅外光譜儀對於實現其觀測能力十分關鍵，這台設備是集10年設計與製造工藝努力的結晶。
上週五在德國奧特伯恩(Ottobrunn)舉行了一個簡單的慶祝儀式，紀念這台關鍵設備的建成。隨後其被移交給歐洲空間局(ESA)，後者很快便將這台價值超過2億歐元的精密設備轉交給了美國宇航局(NASA)。在9月20日，NirSpec設備將會被運往設在美國馬里蘭州的戈達德空間飛行中心，在那裡它將被安裝到望遠鏡鏡體之上進行整合。到此為止，歐洲方面承擔的詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡項目任務主要部分已經完成。歐洲方面承擔的另外一台設備是中紅外探測儀(Miri)，這台設備由英國負責設計製造，並已經於去年移交美方。
按照目前的計劃，詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡將於2018年10月份升空，屆時它將採用歐洲阿里安-5型運載火箭從位於南美洲法屬圭亞那的庫魯航天中心發射升空。而現在，在設在奧特伯恩的無塵車間里，整個建造完成等待轉運的NirSpec設備被一張保護膜覆蓋，無法看到任何細節。但是如果你揭開保護膜觀察，你就會領略到頂級光學設備的精密程度，那種精密性給人的震撼將是難以描述的。
NirSpec設備在組裝過程中將會被安裝在詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡主鏡面的後方，在升空之後它將在這裏接收來自主鏡面採集的光信號。隨後光束會經過一個光柵，在那裡光線被分解為不同的色彩──光譜。隨後探測器將對這些光譜信號進行接收，並將其轉化為電信號並傳送回地面。
所有這些都是在近紅外波段進行的，其波長範圍大致是0.6~5微米之間。這正是科學家們預期在經歷漫長的130多億光年的旅程之後，那些最早期恆星的光芒所應該具有的波長範圍。
NirSpec設備設計方面的一個有趣問題就是，整台設備的幾乎一半重量是由超高強度的碳化矽材料製造的。Astrium公司項目經理拉爾夫‧穆爾(Ralf Maurer)表示：“碳化矽材料的一項獨特之處就在於它可以讓我們使用同一種材料來製造鏡面和望遠鏡的整體結構。”他說：“這將緩解不同材料間的熱性能差異，從而更好的讓望遠鏡適應高低溫環境之間的轉變而不至於發生嚴重的變形情況。這對於精密的光學觀測設備來說是非常重要的。”
詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡工作於近紅外波段，這意味著它將不僅可以觀測那些極其遙遠的天體，它還可以觀測那些溫度較低的天體，以及那些被厚厚的塵埃氣體雲所包裹的隱藏的天體。因此可以預見在近距離宇宙的觀測中，詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡也將能做出重要的發現，而其中最令人期待的一項則是圍繞其它恆星運行的系外行星的觀測。對於其中一些觀測條件比較好的系外行星，詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡甚至有可能可以分辨其大氣層的氣體構成成分，而這將告訴我們很多有關這顆行星的重要信息。
研製坎坷，耗資驚人
當然，在討論詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡的話題時很難避免談到這台劃時代的先進觀測設備在其建造過程中所遇到的諸多困難。由於預算，技術以及管理方面的諸多問題，該項目的推進不斷出現研製工期超期，以及預算的嚴重超支情況。如果將歐洲和加拿大方面為此項目付出的預算花費也算上，目前這一項目的耗資總額已經接近驚人的100億歐元(約合811.7億人民幣)。
事實上，這些困難和不斷地延期已經造成了很多困擾，比如德國方面發現，在美國為其建造NirSpec所提供的部件中有兩台已經出現了問題，需要在設備發射升空之前進行更換。這兩台設備分別是紅外探測器以及微型遮光系統。紅外探測器的探測能力已經隨著時間的推移而逐漸降低了靈敏度，因此需要進行更換。
而微型遮光系統則是一個使用了超過25萬個微型小門來在夜空中選擇觀測天體的裝置，其每次最多可以導入100個天體的光線進行觀測。在測試中發現這一裝置中有一部分小門會卡在開啟狀態無法閉合。對此美國戈達德中心的工程師們已經設計出一項針對這一問題的對策，但是尚需對設備進行改裝以便應用這些改進對策。
儘管詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡的研製過程中出現了這樣或者那樣的失誤和困難，耗資也確實異常驚人，但是不要忘記目前正在運行中的哈勃空間望遠鏡耗資同樣是非常驚人的。
很多人會忽略這樣一個事實，那就是，為了執行哈勃空間望遠鏡的發射和維護，美國實施了多達6次昂貴的航天飛機發射任務。當然很多人會說哈勃空間望遠鏡幾乎改變了我們對於宇宙的認識，它極大的影響了現代科學的進程，但實際上科學家們對於詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡的期待一點都不比哈勃望遠鏡少。
JWST項目主管，美國宇航局的埃里克‧史密斯博士(Eric Smith)表示：“韋伯將是一台‘難以預料’的望遠鏡，就像它的前輩哈勃那樣。”他說：“當哈勃空間望遠鏡升空時，人們對其提出了一系列科學指標並或多或少的預測了它將能做出哪些發現。結果哈勃望遠鏡的確一一達成了那些預言。但是縱觀整個哈勃望遠鏡項目的全貌，其中最驚人，最振奮人心的發現，卻都是那些未曾事先料到的意外發現。而這一次，韋伯望遠鏡也一定會有類似的事情發生。”
而來自歐洲空間局的馬克‧麥克科漢(Mark McCaughrean)則給出了這樣的評價，他說：“毫無疑問，詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡將會成為下一代宇宙觀測的核心設備，目前很多的科研計劃都是以假定詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡能夠如期順利升空並開展預定觀測計劃為基礎的。在很多方面，相比我們目前最好的觀測設備，詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡在分辨能力方面不是提升了10倍或者100倍，而是提升了1000倍甚至10000倍。這將是一台主宰時代的超級觀測設備。”
1) 詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡的主鏡面集光能力大約是哈勃空間望遠鏡的7倍；
2) 詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡所採用的遮光罩面積是22米*12米，在遮光罩的正反面溫差達300攝氏度；
3) 詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡的所有觀測設備必須被保持在極低的溫度下，如此方能確保儀器自身的紅外輻射不會對觀測產生幹擾；
4) 詹姆斯‧韋伯空間望遠鏡將於2018年搭乘歐洲阿里安火箭升空，升空後它將運行於距離地球150萬公里的拉格朗日點開展科學觀測活動(晨風)
.下代超級空間望遠鏡關鍵設備製造完成
http://digital1010.blogspot.com/2013/09/blog-post_6493.html
