搜尋137億年前宇宙初始「大霹靂」景觀！NASA韋伯望遠鏡將於平安夜發射

台灣時間24日晚間8點20分，花費美國航太總署20年以及100億美元資金打造的韋伯太空望遠鏡即將升空。韋伯的任務是觀測到宇宙剛剛形成的原始天體，拓展人類看向過去的視野。

美國航太總署（NASA）打造的韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope，JWST）是最具野心、也是最貴且最複雜的天文觀測器。它的任務是觀測宇宙形成後的第一顆星體和第一座銀河，讓人類得以窺見宇宙初成的樣貌。韋伯的主要觀測波段為紅外光，它也會觀測黑洞和更遠的太空，嘗試在行星大氣中尋找水或是其他生命體存在的跡象。

《美聯社》（AP）報導，韋伯將於美東時間24日早晨7點20分（台灣時間24日晚間8點20分）發射升空，由於當天恰好是耶誕夜，因此應該不會有太多宇宙迷趕到南美洲的蓋亞那觀賞韋伯升空。韋伯將花費一整個月抵達距離地球160萬公里的拉格朗日點，這段距離約為地球與月球距離的四倍。在拉格朗日點，太陽和地球對望遠鏡的萬有引力保持平衡，韋伯便可以穩定地運行。而科學家需要花費額外五個月來確認韋伯的觀測裝備，大約在2022年的6月底，韋伯才會正式開始工作。

麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology）天文學家西格（Sara Seager）說：「我們等它等好久了。韋伯會推展尋找生命的計畫，不過真的要找到地外生命跡象，需要非常多的運氣。」NASA主管科學任務局主任澤布謙（Thomas Zurbuchen）表示：「這就是為什麼值得我們冒險，為了這項任務煩惱、失眠。」

韋伯望遠鏡預計在南美洲的法屬蓋亞那（French Guiana）的太空中心升空。由於望遠鏡體積非常巨大，它必須摺疊才能放入阿利安火箭（Ariane）的有效載荷艙。韋伯望遠鏡的主鏡被分割成18塊六角形的鏡片，等望遠鏡抵達定點，鏡片完全攤展開來的總面積會是好幾座停車場加起來的大小，而遮陽板也等同一座網球場的面積。

今年5月上任的NASA署長尼爾森（Bill Nelson）說，他現在比1986年搭乘哥倫比亞號太空梭（Space Shuttle Columbia）升空時還要緊張，「任何一個零件出錯都是壞消息，所以整個過程必須完美實行。」

韋伯的探測能力為哈伯的100倍

韋伯望遠鏡以NASA第二任局長韋伯（James Webb）命名，它重達7噸，探測能力約為哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope）的100倍。哈伯望遠鏡在1990年4月24日升空，31年來盤旋在地球上空350英哩（約560公里），對浩瀚宇宙進行了1200多萬次的觀測，不斷回傳珍貴的觀測資料。哈伯望遠鏡迄今為止所觀測到最遠的星體距離地球達130億光年，最古老的觀測對象則可追溯至4億年前誕生的星體。不過哈伯望遠鏡主要的觀測波段是可見光和紫外光，較難觀測紅外光。

韋伯則配備了高靈敏度的紅外線傳感器，根據康乃爾大學（Cornell University）卡爾．薩根研究所（Carl Sagan Institute）副主任路易斯（Nikole Lewis），它能看到哈伯看不到的視野，提供「全新的宇宙景觀，那肯定會令人驚嘆不已」。

韋伯預計觀測137億年前的太空，或者說「大霹靂」（Big Bang）宇宙形成的1億年後的景象，這時原始的星體才剛剛成形，科學家都很期待對照現代和原初的銀河，看看他們的相似之處。

最大難關：展開主鏡與遮陽板

發射任務最精巧的部份，正是在外太空展開韋伯望遠鏡。主鏡的每一枚鏡片和遮陽板必須在精確的位置固定，才能確保主鏡正常運作。NASA從未遠端進行這麼複雜的步驟，許多零件沒有備用物，所以這344個零件只要有一個失誤，整個任務便可能因此失敗。

1990年哈伯升空之後，專家立即發現望遠鏡的成像出現問題，拍攝出來的影像模糊不清，直到1993年的維修任務完成之後，哈伯才開始正常的觀測活動。而這次，韋伯將被發射到160萬公里以外，萬一架設望遠鏡途中發生問題，全球各地的太空中心都無法派出太空人救援。

為了避免韋伯望遠鏡重蹈哈伯覆轍，2016年澤布謙加入NASA後立刻要求徹底檢查韋伯。團隊陸續解決了許多問題，例如展開過程中裂開的遮陽板和振動試驗中脫落的固定器等，後續維修、研究、重新組裝又一再延宕發射時程。科學家一共花費20年、100億美元打造韋伯望遠鏡，而且在它抵達蓋亞那的太空中心之後，工作人員仍不斷調整零件。

約翰霍普金斯大學（Johns Hopkins University）的太空望遠鏡科學協會（STScI）是哈伯的科學控制中心，負責管理、控制哈伯望遠鏡，他們也會監督韋伯的狀況至少5到10年。STScI的福克斯（Ori Fox）會使用韋伯研究超新星，他說：「個人意見：即使媒體大肆炒作韋伯，我認為它仍然可以超越期待，就像哈伯，許多最激勵人心的發現，都不是原來的計畫。」他的同事陳（Christine Chen）則認為「偶然性」（serendipity）大概是韋伯最令人興奮的面向，「宇宙比天文學家所想像的還要更怪、更美好。」

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