韦伯已经够好了，为何NASA还要造更好的望远镜？

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来源：space
23年7月30日
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零度星系天文在线

为什么NASA的下一台望远镜将比韦伯更好

在天文望远镜的发明之前，我们对恒星的研究早就已经开始了。古文明都仅仅用眼睛观察恒星的行为。现在，虽然我们可以使用天文望远镜很久以前，但是迄今为止研制地最好的是刚发射的韦布空间望远镜。然而这种情况不会持续太久。

这一情况现已被揭露出来了，并且今天我们要仔细看一下为什么美国宇航局的下一个天文望远镜会比詹姆斯•韦伯太空望远镜更好。你需要回答一些重大问题吗？你经常好奇吗？

在历史上，第一个知名的天文望远镜的想法来自于德国-荷兰眼镜制造商Hans Lippershey，他尝试在1608年得到专利权。一年后，著名的天文学家和数学家伽利略在此设计的基础上建立了他自己的装置。伽利略的天文望远镜是折射式天文望远镜，此望远镜用透镜收集光线并且形成图像。从那以后，更多人致力于推动望远镜的潜在能力。

Isaac Newton爵士在17世纪研制了第一个反射式望远镜，他用一面光滑、弯曲的镜子来代替透镜去收集光线。牛顿的版本已经成为天文学研究的标准。在现代，我们已经建造了越来越大的天文望远镜以提高功率并且看到更远的太空，但这个方法有局限性。下一关键步骤是在太空中部署天文望远镜，这意味着它们将不受大气干扰。

迄今为止最著名的是1990年发射的哈勃太空望远镜。几十年来，它传回一些令人难以置信的图像，让我们可以看到宇宙深处。然而，尽管哈勃望远镜还在运行中，但它更强大的继任者詹姆斯•韦伯太空望远镜于2021年12月发射升空。

詹姆斯•韦伯太空望远镜是有史以来建造的规模最大、最有影响力的太空望远镜，它有一个直径为6.5米的镀金主镜，它的相机和光谱仪使它能在比哈勃望远镜更低的频率范围内观察宇宙，并且这个镀金主镜能提供红外反射率。一个微型快门机制可以使得韦伯望远镜同时形成100个实物。而这个望远镜还有一个网球场大小的遮阳板以保持周围温度足够低，进而使得设备正常运转。

在实际应用中，望远镜的镜面和和遮阳罩太大了，发射时必须折叠起来，在太空中它们只展开过一次，且展开过程复杂，每次都需要数天时间。韦伯望远镜现已全面投入运行，并拍摄了目前清晰度最高的宇宙图像。然而，韦伯望远镜仍难以满足未来望远镜的需求。目前，最受期待的“下一个望远镜”是有“哈勃之母”绰号的南希•格雷斯•罗马太空望远镜，该望远镜是以美国宇航局第一位女性高管的名字命名。

它最初被命名为广域红外巡天望远镜……“哈勃之母”目前仍设计建造中，预计将于 2027 年发射。“哈勃之母”虽然在某些方面与韦伯望远镜相同，但将拥有一些不同的使用功能和目标。韦伯望远镜只能在较小的范围内拍摄高清图像，“哈勃之母”将有更广阔的视野，能够拍摄大规模、一览无遗的宇宙照片，但其分辨率会有些许的下降。“哈勃之母”在捕捉到更大的宇宙图像后，有助于进一步研究暗物质和暗能量的本质等方面的内容，这将会是近代历史上最伟大的科学发现之一。

“哈勃之母”还将配备了日冕仪用来直接成像和表征系外行星。这为未来的天文台在其他恒星系统中拍摄更清晰的类地系外行星图像奠定基础——这也是寻找其他可能存在生命地点的重要一步。哈勃太空望远镜的设计也拥有了类似的功能，其拍摄的许多照片都对天文学产生了巨大的影响。

即使“哈勃之母”投入使用，哈勃望远镜也不会是多余的。它仍然是唯一设计用于拍摄紫外光谱图像的望远镜……因此，它将与所有其他天文设备一起继续对宇宙进行观察拍摄。但是，“哈勃之母”观察整个宇宙的能力将是其他望远镜所不能企及的，它能够捕获比哈勃望远镜大 300 倍、比韦伯望远镜宽许多倍的视野，为研究人员带来观察整个银河系的机会。

就目前情况而言，仅仅执行五年的任务之后，罗曼空间望远镜预计观测的区域将是将是哈勃望远镜过去30年中观测的太空区域的50倍。与此同时，由于韦伯望远镜是为精密成像而构建的，因此在这项超级映射任务中，即使它也无法与罗曼竞争。这也就意味着在约五年后罗曼号的发射，NASA（美国宇航局）将迎来太空探索的新时代。

它将带回闪闪发光的宇宙全景图，使天文学家能够获得数千，数百万甚至数十亿颗恒星的更多的背景信息。罗曼将用于研究某些恒星与其他恒星不同的基本环境因素。并将以全新的细节呈现宇宙的拼图。然而，真正令人兴奋的是，当哈勃，韦伯和罗曼这三者结合而可能取得的成就。这些望远镜将同时从三个不同的视角和多个不同的波长研究无穷无尽的物体。

研究这些数据的科学家们、太空机构和组织能够比此前任何一代都有更多的宇宙空间成像来欣赏。最终，韦伯仍将继续成为有史以来最大，最强的太空望远镜。

仍将继续成为有史以来最大，最强的太空望远镜……但罗曼将以另一种方式对事物进行观测，它将会捕捉到尽可能广泛的视野。而哈勃则会成为两者关联的桥梁，它是现代天文学富有经验的旗手。至于接下来会发生什么呢？这很难说……但近期的技术也有可能在不久的将来使韦伯和罗曼黯然失色。在接下来的数十年里，方法论的进步和开发技术的创新可能会将宇宙成像方法带入一个新时代。