美国宇航局最期待的新望远镜再次被推迟

美国宇航局再次推迟了耗资巨大、雄心勃勃的詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射。

目前，发射时间定于 2020 年 5 月左右——由于人为错误和工程问题而推迟，而且随着时间表的延长，发射成本也在不断增加。

我们至少还要等两年才能看到科学成果的出现。目前的情况如下：

为何延迟？

詹姆斯·韦伯太空望远镜的 21.3 英尺镀金镜子被分成 18 个六边形部分，必须装入阿丽亚娜 V 型火箭的机头内，构成航天器遮阳板的薄薄的、网球场大小的膜也必须如此。

美国宇航局代理局长罗伯特·莱特福特 (Robert Lightfoot) 在周二的新闻发布会上表示：“詹姆斯·韦伯太空望远镜是我们美国宇航局科学任务理事会中优先级最高的科学项目。这确实是一项伟大的工程壮举，它将在未来几十年留下卓越的科学和技术创新遗产。”

但这项遗产需要复杂的、前所未见的工程设计。与任何原型一样，事情很容易出错。乐观的发射估计往往会随着与现实的交集而改变。例如，组成遮阳板的脆弱膜出现了裂痕。最长的裂痕只有大约四英寸，但这使测试阶段推迟了几个月。

这是一个在测试前不太可能发现的工程问题。但其他问题更容易预防。推进系统中的传感器供电不正确，导致三个月的延误。然后催化剂加热器压力过大，需要更换，错误类型的溶剂被推入系统，导致推进器阀门泄漏，必须修复。错误不断累积。

一个更长期存在的问题是，最初的估算没有考虑到开发全新技术和所需材料所需的大量时间和金钱。这种情况不太可能在未来的任务中再次发生。

美国宇航局科学任务理事会副局长托马斯·祖布钦在新闻发布会上表示：“我们希望在启动这些任务时非常谨慎，确保前期工作顺利。我们希望在启动任务之前开发相关技术，而不是在了解整个任务所需的技术之前就直接投入使用。”

项目团队对这次任务如此谨慎是有理由的。

“韦伯将进入距离地球一百万英里的轨道，比月球远四倍。简而言之，在进入太空之前，我们只有一次机会把这件事做好。你以前听说过，这对韦伯来说是正确的；对我们来说，失败真的不是一种选择，”Zurbuchen 说。

一旦进入轨道，望远镜距离地球太远，无法发送维修任务（就像 NASA 修复哈勃望远镜一样）。如果詹姆斯·韦伯太空望远镜出现问题，则无法修复，这就是为什么研究人员迫切希望在地面上发现问题，以免它们演变成太空灾难。

“考虑到 NASA 及其合作伙伴的投资，我们希望系统地完成最后的测试，”Zurbuchen 说道。“我们希望它在轨道上能够顺利运行，所以我们不能走捷径或犯任何错误。我们不想做出任何降低任务成功率或增加任何额外风险的决定。”

等待詹姆斯·韦伯太空望远镜

这些延迟是漫长历程中的最新转折。

1996 年，詹姆斯·韦伯太空望远镜的初步设计开始流传，这让天体物理学家们眼前一亮。研究开始解决距离地球一百万英里的航天器面临的一些严峻的工程挑战。随后，建造工作开始，发射日期定在 2007 年至 2011 年之间。到 2005 年，该项目的预计成本为 25 亿美元，计划于 2011 年发射。然后，预计发射时间推迟到 2014 年，成本为 50 亿美元。

到 2010 年，预计成本已达到 65 亿美元，发射时间也推迟到 2015 年。2011 年，面对越来越严格的审查，任务团队重新评估了形势并进行了重组。

2016 年，建造工作终于完成，NASA 希望能够按时完成测试，以便按计划于 2018 年 10 月发射，而发射时间是他们 2015 年预定的。去年 9 月，发射再次推迟，预计在 2019 年春季左右着陆。今天的公告又将发射时间推迟了一年。

科学将会发生什么？

发射推迟也意味着收集数据的延迟，而这些数据正是詹姆斯·韦伯太空望远镜成为科学界关注的重点。研究人员被要求在未来几周内提交提案，现在他们必须在 2019 年 2 月之前制定观测计划；无论是深入探索早期宇宙，还是更仔细地观察系外行星，还是进行其他完全不同的观测。

与此同时，其他研究项目也在推进中。NASA 即将发射的另一台太空望远镜，凌日系外行星勘测卫星 TESS 不受影响，预计将于下个月发射。另一台在建的太空望远镜 WFIRST 也有望继续建设——它面临着成本削减措施，但不像 JWST 那样预算膨胀。

接下来它又会面临什么障碍呢？

莱特福特说：“如果我们违反国会拨款中规定的 80 亿美元成本，该项目将需要国会重新授权。”

将于下个月退休的莱特福特表示，NASA 将于今年夏天向国会提交一份详细的报告，详细说明延误的原因、新的预计成本以及他们为解决这些问题所采取的措施。

这些措施主要涉及加强对该项目（NASA 目前在诺斯罗普·格鲁曼公司负责该项目）的监督。NASA 总部将比过去对该项目进行更严格的监督，外部独立审查委员会将监督整个项目。

莱特福特说：“值得注意的是，这些纠正措施还将使我们更好地了解未来大型空间系统的管理，并让我们更好地应对任何潜在的陷阱。”

至于这个大型太空系统，国会对预计耗资 88.35 亿美元的项目设定了 80 亿美元的上限。任何超过 80 亿美元的资金都必须得到国会批准。这些资金的批准以及资金来源仍有待确定。

2011 年，由于预算超支和管理不善，詹姆斯·韦伯太空望远镜面临被取消的危险，国会勉强保住了对它的资助。2018 年，国会会采取同样的措施吗？我们拭目以待。

“随着所有飞行硬件 100% 完工，我们即将完成发射准备，”Zurbuchen 说道。“不过，看起来我们还有一段路要走，才能越过终点线。”