美国宇航局的詹姆斯·韦伯望远镜即将抵达太空的一个特殊地点

詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 正在接近新家。1 月 24 日，它将抵达太空中被科学家称为拉格朗日点 2 或 L2 的点。

这是微妙引力临界点的技术名称。詹姆斯·韦伯望远镜的目标位置是地球和太阳对中地球引力与太阳强大得多的引力完美平衡的位置。詹姆斯·韦伯望远镜的设计者计划让他们的望远镜漂移到那里，因为在那里，望远镜可以不受引力的影响工作。

“我们知道我们需要让詹姆斯·韦伯太空望远镜保持在 L2 位置，”NASA 詹姆斯·韦伯太空望远镜上的行星科学家斯蒂芬妮·米兰姆 (Stefanie Milam) 说。

每对受引力约束的物体（例如太阳和行星，或行星和卫星）都有五个拉格朗日点。例如，小行星或航天器可以停留在这五个点之一，而不会脱离轨道。

1765 年，数学家莱昂哈德·欧拉 (Leonhard Euler) 通过计算引力方程找到了前三个点。这三个点（L1、L2 和 L3）形成一条直线。以地球和太阳为例。L1 位于地球和太阳之间：更准确地说，距离地球约 93 万英里（150 万公里）。L2 隐藏在地球的背面：它距离我们约 93 万英里，面向太阳系的外围。

欧拉之后几年，也就是 1772 年，他的一位亲密通信者——另一位数学家约瑟夫-路易斯·拉格朗日——再次研究了这些方程，并意识到存在两个额外的点：L4 和 L5。它们位于地球轨道上，L4 在我们前面一点，L5 在我们后面同样​​一点。

L4 和 L5 比它们的对应点更稳定——它们可以吸入气体、灰尘甚至更大的物体。天文学家已经在太阳和地球的 L4 和 L5 处发现了至少两颗小行星，他们正在寻找更多的小行星。其他太阳行星对也在这些点捕获了物体。太阳和木星的 L4 和 L5 点是整群小行星的家园，被称为特洛伊小行星，美国宇航局的露西探测器将访问这些小行星。

L3 是一个没有对应点的奇怪点。要找到它，你必须一路走到太阳的另一边，靠近我们轨道上的对面点（但是，由于地球引力对太阳有微妙的拉力，所以不是完全相反的点）。可以预见的是，航天器要轻易到达那里有点不切实际；迄今为止还没有已知的航天器将 L3 称为家。

但 L1 和 L2 对我们来说更容易到达，它们之间的距离都不到地月距离的四倍。L1 是面向太阳的栖息地，是观测恒星或太阳风粒子流的理想基地或空间。

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另一方面，L2 位于地球的阴影中。这个位置非常适合那些想要探索太阳系以外和广阔宇宙的航天器。目前，欧空局的盖亚（Gaia）和 X 射线天文台 Spektr-RG 都称其为家。1 月 24 日，詹姆斯·韦伯太空望远镜将加入他们的行列。

几十年前，从詹姆斯·韦伯太空望远镜规划之初，它的设计者和规划者就决定 L2 是它的最佳位置。詹姆斯·韦伯太空望远镜是一台红外望远镜。热量也是红外线，因此位于地球轨道上（并且必须不断旋转进入阳光）并不理想。即使是来自我们自己星球的热量也可能影响望远镜极其挑剔的观测结果。

米拉姆说：“我们必须对抗来自地球或月球的任何热量，并试图探测宇宙中星系和恒星的最微弱信号。”

将 JWST 放置在远离地球的 L2 处可以避免这个问题。处于地球阴影中也意味着望远镜可以使用遮阳罩，而不是像哈勃太空望远镜那样被包裹在管子里。这也是 JWST 可以使用其巨大镜子的部分原因。

米拉姆说，位于 L2 还有其他优势。例如，离开地球轨道意味着可以避开其他航天器，以及可能撞击望远镜并损坏望远镜的大部分太空垃圾。

但有一个问题。詹姆斯·韦伯太空望远镜距离地球太远，无法轻易进行维护。这与哈勃望远镜形成鲜明对比，哈勃望远镜位于地球轨道上，这意味着 NASA 可以轻松进行维修，包括其著名的镜子维修。

JWST 不会固定在 L2 的位置，而是会绕其运行一个经过微调的轨道。它的轨道也不会完全稳定。太阳辐射对遮阳板的推力会将 JWST 轻轻推离原位。米拉姆说，“与哈勃不同，我们没有地球引力来帮助我们”控制航天器的动量。

因此，詹姆斯·韦伯望远镜需要不断调整才能保持原位。米拉姆说，詹姆斯·韦伯望远镜的操作员将在未来几个月内研究如何确定需要做什么。望远镜周一到达原位后，他们将开始检查以确保所有仪器都能正常工作。然后，开始观测。

一旦詹姆斯·韦伯太空望远镜在 L2 附近的同伴附近安顿下来，一切可能都会平静下来——至少在几年内。

另有六个以上的任务计划前往那里。例如，南希·格雷斯·罗曼太空望远镜将于 2020 年代末前往那里。欧空局的暗物质观测器欧几里得、两台用于观测系外行星的欧空局望远镜 PLATO 和 ARIEL 以及日本的 LiteBIRD 任务也将前往那里，LiteBIRD 旨在观测宇宙的最初时期。