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James Webb太空望遠鏡│即將發射全球最貴97億美元望遠鏡(一)

/ 撰文 張宇滔
/ 2021.11.08
關注外太空文化的讀者也知道,NASA終於決定於2021年12月18日發射詹士韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope),亦是至今史上造價最高與最強大的太空望遠鏡。在未送上太空之前,決定一連數回淺談James Webb的價值、功用與運作等等,好讓大家了解當中的威力,並一起期待其最後結果。

計劃在2021年12月18日發射的James Webb太空望遠鏡(圖片來源:NASA)

自1990年發射的哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope),是天文上最重要的儀器,不單彌補地面觀測的不足,同時提供了大量數據,讓人類對天文、物理與太空有更多的認識。至今已經有著30年歷史,依然是目前能獲得最深入和敏銳的太空光學影像的太空望遠鏡。James Webb正是以取代Hubble為目標研發,在Hubble運作10至15年後退役,成為 NASA另一個主要太空望遠鏡。James Webb的主要任務是研究宇宙大爆炸後所殘餘紅外線,觀測宇宙初期狀態,可見其重要性。

(圖片來源:NASA)

最早在1996年太空望遠鏡是被稱為「新一代太空望遠鏡」(Next Generation Space Telescope),2002年,為紀念NASA第二任局長(1961–1968)詹士韋伯(James E. Webb),在任期間帶領阿波羅計劃等一系列重要的太空探測項目,因此以他的名字重新命名。不過在製作期間可謂一波三折,令發射一再推遲,令最終造價超支20倍。

(圖片來源:NASA)

最初1997年James Webb太空望遠鏡方案,是與戈達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)、鮑爾航天公司(Ball Aerospace & Technologies)以及TRW共同合作進行成本研究。1999年決定洛歇馬田(Lockheed Martin)與TRW進行初步概念研究,當時計劃於2007年發射,並預計耗費5億美元。到2003年,即使已經出現超支,NASA依然將將價值8.248億美元的合同授予TRW,同年TRW被諾斯洛普・格魯曼公司(Northrop Grumman)惡意收購。2006年,開發James Webb已花費10億美元,到2008年才正式確認該任務開始建造時,當時預算約為50億美元。同時又邀請歐空局與加拿大航天局合作,後者提供製造資金,並獲得部份使用James Webb的權限。到2010年,項目在所有技術問題上均以優異成績通過,不過受到美國參議院進行獨立審查,並發現最早可能的發射日期是2015年底,預算總計65億美元。2011年時,美國眾議院曾提出減少NASA撥款,隨即引發社論、美國天文學與國際媒體發聲支持,最後撤銷計劃,但限制在80億美元完成。可惜期後10年間,NASA不能能有效解決技術故障問題,同時當中的維修和額外測試也未能進行預算,令成本一直上升的同時,又不斷推後發射時間。在2018年,因為望遠鏡的遮陽罩在練習部署過程中被撕裂,並且遮陽罩的電纜沒有充分收緊,又再推遲1年。直到2021年9月26日,James Webb在加利福尼亞州雷東多海灘的諾斯洛普・格魯曼工廠進行最終測試,並運送到法屬圭亞那(French Guiana),準備等待發射。

(圖片來源:NASA)

現時James Webb最終成本預計為97億美元,當中88億美元用於航天器設計和開發,8.61億美元計劃用於支持五年的任務運作。另外歐空局(ESA)和加拿大航天局(CSA)表示,他們的項目捐款分別約為7億歐元和2億加元。即使未升空,已經是史上最昂貴的太空望遠鏡。