真是哪壶不开提哪壶啊,美国宇航局(NASA)耗资亿美元,今年才发射升空的詹姆斯韦伯望远镜,其最重要的中红外成像-光谱仪(MIRI)突然出现故障,目前已暂停了最重要的观测模式。
詹姆斯韦伯望远镜是目前世界上最大、最强大、最复杂的太空望远镜,肩负着揭开太阳系起源谜团,探索其他恒星周围的外星世界,探测宇宙的神秘结构,寻找宇宙第一缕阳光的重任。这其中最重要的任务,必须用中红外成像-光谱仪才能完成。
韦伯望远镜的主要科学仪器有4套,近红外相机(NIRCam)、近红外光谱仪(NIRSpec)、精细制导传感器/近红外成像仪和无缝隙光谱仪(FGS/NIRISS),以及中红外成像-光谱仪(MIRI),前三种可在遮光罩形成的零下度范围下工作,而中红外仪器必须在6K,也就是零下度以下工作,因而使用了额外的冷却系统。
这让该仪器成了目前绝无仅有的关键设备,可以看到比哈勃望远镜看到的暗倍的天体。这个仪器有4种观测模式,包括中红外成像、低分辨率光谱、中分辨率光谱、日冕成像。而出问题的,偏偏就是最重要的中分辨率光谱,要看到宇宙黎明前的第一缕阳光,可以说就全靠它了。
出问题的是关键的光栅轮组件,这个组件上有18个滤光片,韦伯望远镜接收到的光线经过复杂的光路折射后,最后一步是通过18个滤光片中的一个,切换到某个波长进行光谱成像。
8月24日,科学家们正准备进行观测的时候,突然发现光栅轮的摩擦似乎加大了,这肯定不是一个小问题,科学家们立刻暂停这种模式进行检查,并在9月6日成立了一个异常审查委员会,商量如何处理这个异常情况。
NASA在9月20日对外公布了这个故障,称韦伯望远镜其他部分健康状态良好,中红外仪器的其他三种模式也运行正常,目前正继续进行观测。
这不免让人对韦伯望远镜的未来有些担心,因为在近红外波段已有哈勃望远镜等太空望远镜可以观测,而中红外段完全是仅韦伯一家,别无分店。要命的是,哈勃只能看到宇宙大爆炸后约4亿年的图像,而第一个星系可能是在2.7亿年形成的,第一颗恒星可能更早在1亿到1.8亿年就形成了,这些都只有韦伯的中红外仪器才能看到,现在中红外出问题,如果不能恢复的话,韦伯是不是就只能降级到哈勃了呢?
最要命的是,韦伯望远镜并未考虑太空修复的问题,虽然在后期的建造中增加了一些可能性,比如加注燃料的设计,但要发射飞船到万公里外去修复,而且需要宇航员太空行走,目前都还是从未经历过的事情,人类最远的纪录也只到了38万公里外的月球。
那么如果真的出了问题,必须进行人工修复的话,目前的技术能不能做到呢?韦伯望远镜还有救吗?
我估计派遣宇航员到L2拉格朗日点,在近几年内应该还是能够做到的。目前有史以来最大的火箭,NASA的太空发射系统正在进行燃料测试,可能在本月27日发射;而更大的星舰,马斯克也表示,将在10月底或11月进行第一次轨道发射。这两个中的任何一个成功,都可能在未来两三年内具备飞到L2并返回的能力。尤其是星舰,整流罩直径达9米,干脆把它拖回来修好再送回去都不是没有可能。
但即使能派人去,可能还是有很大的问题,因为中红外仪器的光栅轮组件是在望远镜的内部,究竟能不能维修也是一个未知数;而且韦伯望远镜是一个超精密的仪器,在太空中修理后能不能正常使用也是一个问题。
NASA的异常审查委员会正在紧张地工作,以评估韦伯望远镜未来改怎么办。