耗时20多年，耗资百亿美元，“韦布”终于上天了

 【综合消息】 阿里安航天公司的阿里安5ECA+型运载火箭12月25日圣诞节当天在法属圭亚那库鲁发射了大名鼎鼎的“詹姆斯·韦布空间望远镜”。火箭于发射场当地时间9时20分（北京时间20时20分）点火起飞。星箭分离于约27分钟后进行。截至发稿时，太阳阵已确认展开。

    “韦布”是NASA、欧空局和加拿大航天局的合作项目，总共要耗资上百亿美元，是人类航天史上迄今花钱最多的一项不载人航天任务，号称NASA迄今最大胆、最复杂和最烧钱的一项空间科学任务。欧空局在该项目下承担的工作之一就是提供发射服务，而这一艰巨任务在欧洲当然非阿里安航天公司莫属。阿里安5是世界上可靠性最高的火箭之一。在其以往的111次飞行中，虽然1996～2002年的前14次出现了两次失败和两次部分失败，但随后的97次只有一次部分失败。

    阿里安公司首席执行官伊斯雷尔年初时便表示，“韦布”发射是公司2021年最具标志性的一项任务。他说，公司最初与欧空局和NASA就该项目签约还是2002年的事。他12月13日在巴黎卫星业务周会议上说，与通常的发射要耗时大概1个月不同，本次发射任务历时3个月。他说，“这是十年来最重要的任务，而我们已为之努力了20年”。他还说，有超过150名NASA人员到库鲁为本次发射提供支持。

    “韦布”由诺斯罗普·格鲁曼公司承造，总重6160公斤，配备直径达6.5米的拼接式可展开望远镜。它是史上最大的一部太空望远镜，能力是已出色工作了31年的“哈勃”的100倍。它将部署到距地球150万公里的日地L2拉格朗日点。它的4台科学仪器将在红外波长上洞察遥远的宇宙，研究宇宙大爆炸后的动荡景象、星系的形成以及其它恒星周围的行星环境，包括寻找宜居的系外行星。

    “韦布”发射时要像折纸一样折叠起来，以便能装进阿里安5的整流罩内。阿里安5整流罩由瑞士华格宇航公司建造，是世界上最大的现役火箭整流罩之一。“韦布”发射用的这枚火箭对整流罩做了专门改造，增设了设计用来减小抛罩后压差、进而减小“韦布”受力的通气孔。这是为了降低压力突降的风险，以免损坏望远镜的遮阳罩。

    阿里安5去年8月发射时对通气孔做了试验，以确保其满足“韦布”发射的严格要求。包括那次发射，阿里安5去年有两次发射暴露出了整流罩振动超限问题，导致该火箭长时间停飞，最终也导致了“韦布”原定10月31日的发射被推迟。不过，那个问题与通风系统改造无关。阿里安公司针对该问题做了一项改动。欧空局官员称，那项改动的有效性已在7月30日和10月23日的最近两次发射中得到证实。

    发射通常都是航天任务风险最大的一个环节，而对于“韦布”来说，发射的风险远比不上后续一系列以往从未做过的展开和变轨动作。上天后，“韦布”将在飞往L2拉格朗日点途中陆续展开太阳阵、高增益通信天线以及网球场大小、分为五层的遮阳罩。它随后要展开副镜，并张开主镜上各有3块子镜的两翼，从而把主镜部署到位。主镜共由18块六边形铍制镀金子镜拼接而成。正常情况下，镜面将会在发射13天后部署到位。在这些环节中，尤以遮阳罩和镜面展开出错的风险最大。

    按照计划，“韦布”将在发射后29天实施一次变轨机动，以最终进入绕日地L2拉格朗日点运行的晕轨道，但望远镜镜面调校和仪器调试等项工作要持续到射后6个月才能完成，由此才能正式投入观测工作。

    “韦布”望远镜以上世纪60年代长时间担任NASA局长的詹姆斯·韦布的名字命名。韦布曾领导了阿波罗登月计划等一系列重要的空间探测项目。今年早些时候在天文界传阅的一份请愿书呼吁NASA为该望远镜改名字。请愿书指称，韦布担任NASA局长前在国务院任职期间曾分管了对LGBTQ群体（指女同性恋者、男同性恋者、双性恋者、跨性别者和酷儿等性少数群体）进行清洗的政策，而他主政NASA期间还有一起涉及一位NASA雇员的相关案件。

    NASA为调查那些指控开展了一项历史审查。局长纳尔逊9月底发了只有短短一句话的声明，称NASA经调查并未发现支持给该望远镜改名的证据。该局官员还说，NASA不打算公布审查的更多细节，也不准备出调查报告。许多在请愿书上签名的天文学家反对NASA这一决定和不给出具体解释的做法，其中一人还愤然退出了NASA天体物理学咨询委员会。

    “韦布”项目遭遇了大面积的技术问题，导致其发射时间推迟多年，费用也上涨了数十亿美元。“韦布”1996年被定为“哈勃”望远镜的接班人，并于1999年开始研发制造，当时计划在2007年发射升空，预算介于10～35亿美元之间。

    2005年，NASA宣布该项目预算增至45亿美元，并延至2013年发射。4年后，“韦布”又宣布延期到2014年发射，预算增至50亿美元。为控制进度和预算，NASA在2011年重新规划了所有望远镜研发和发射进度，发射时间又延至2018年，预算则飙升至80亿美元。到2018年，NASA又宣布，该任务发射时间要推到2021年3月，研制费用也要上涨10%，达到88亿美元。再加上射后运行预算，NASA花在“韦布”项目上的经费将会达到约97亿美元。

    若再算上欧空局和加拿大航天局的出资，“韦布”任务总费用将超过100亿美元。欧空局在这项任务上的出资额为7亿欧元（8.1亿美元），而加拿大航天局出资额是2亿加元（1.6亿美元）。

    国会后来在2019年拨款法案下为“韦布”项目规定了88亿美元的发射前费用上限。法案警告说，若再出任何问题，将会导致该项目被砍掉。受疫情等因素影响，发射时间后来又被进一步推迟。

    望远镜曾在发射场做射前处理时出现包带突然意外松开的事故，导致原定12月18日的发射时间推后了4天，但进一步测试发现那起事故并未对望远镜造成伤害。发射随后因望远镜与地面支持系统之间有通信接口存在问题而推迟了2天，又因天气原因推迟了1天。

来源：航小宇