NASA 最受期待的新望远镜再次推迟发射

詹姆斯·韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope)的时间表——以及预计成本——一直在不断扩大。

美国宇航局(NASA)刚刚再次推迟了昂贵而雄心勃勃的詹姆斯·韦伯空间望远镜的发射。

目前,该望远镜的发射时间已初步定在2020年5月左右——由于人为失误和工程问题而推迟,其价格标签也随着臃肿的时间表一同膨胀。

我们还需要至少两年多的时间才能最终看到科学回报的开始。以下是当前情况

为何推迟?

JWST 21.3英尺的镀金镜面,分为18个六边形镜片,必须装入阿丽亚娜5号火箭的顶部,同样,构成航天器遮阳罩的薄如网球场大小的薄膜也必须装入。

“詹姆斯·韦伯空间望远镜是我们 NASA 科学任务理事会内最优先的科学项目,”美国宇航局代理局长罗伯特·利特福特(Robert Lightfoot)在周二的新闻发布会上表示。“这确实是一项了不起的工程壮举,它将为未来几十年留下卓越的科学和技术创新的遗产。”

但这份遗产需要精妙、前所未有的工程技术。而且,与任何原型产品一样,事情很容易出错。乐观的发射估计常常在面对现实时发生变化。例如,构成遮阳罩的精细薄膜出现了撕裂。最长的一处只有大约四英寸,但这让测试阶段推迟了数月。

这是在测试前不太可能发现的工程问题。但另一些问题则更可以避免。推进系统中的一个传感器被错误地供电,导致推迟了三个月。然后,一个催化剂加热器因过载而需要更换,并且系统被错误类型的溶剂冲刷,导致了有泄漏的推进器阀门,这些阀门不得不进行修复。这些错误累加了起来。

一个更长期存在的问题是,最初的估计没有考虑到开发全新的技术和材料所需的巨大时间和金钱。这种情况在未来的任务中不太可能再次发生。

“我们希望开始这些任务的方式是,在前期工作上非常小心。我们希望在开始任务之前就开发好技术,而不是在不了解所有技术的情况下就走上起跑线,”托马斯·祖布钦(Thomas Zurbuchen),NASA 科学任务理事会副局长在新闻发布会上说。

项目团队有理由对这次任务如此谨慎。

“韦伯号将前往距离地球一百万英里远的轨道,比月球远四倍。简单来说,我们在进入太空之前只有一次机会把这件事做对。你以前听到过这句话,对于韦伯号来说,它仍然适用;对我们来说,失败真的不是一个选项,”祖布钦说。

一旦进入轨道,望远镜将太远而无法派遣维修任务(就像 NASA 对哈勃望远镜那样)。如果 JWST 出现任何问题,将无法修复,这就是为什么研究人员迫切希望在地面上发现问题,以免它们有机会演变成太空灾难。

“考虑到 NASA 及其合作伙伴的投资,我们希望系统地完成最后的测试,”祖布钦说。“我们希望它能在轨道上良好运行,所以我们不能在这里采取任何捷径或犯任何错误。我们不希望做出任何可能降低任务成功率或增加额外风险的决定。”

等待 JWST

这些延误是漫长、漫长的曲折故事的最新转折。

詹姆斯·韦伯空间望远镜是天体物理学家们最初设想的闪光点,当时初步设计于1996年开始流传。研究开始着手解决位于距离地球一百万英里的航天器所面临的一些严峻的工程挑战。然后开始建造,发射日期定在2007年至2011年之间。到2005年,该项目的估计成本为25亿美元,计划于2011年发射。然后,预期的发射推迟到2014年,成本达到50亿美元。

到2010年,估计成本为65亿美元,发射时间推迟到2015年。2011年,面对日益增长的审查,项目团队重新评估了情况并进行了重组。

2016年,建造终于完成,NASA 希望在2015年预定的2018年10月发射前完成测试。去年9月,该发射再次推迟,定在2019年春季左右。今天的公告将我们推迟了一年。

科学将会怎样?

发射的延迟也意味着收集数据的延迟,而这些数据是 JWST 最初成为科学优先项目的原因。那些在未来几周内被要求提交提案的研究人员现在有时间到2019年2月来规划他们的观测;无论是探究早期宇宙的深处,更仔细地研究系外行星,还是其他完全不同的内容。

与此同时,其他研究项目正在进行中。NASA 另一台即将发射的空间望远镜,凌日系外行星巡天卫星(Transiting Exoplanet Survey Satellite)TESS,不受影响,预计下个月发射。另一台正在建造中的空间望远镜 WFIRST 也预计将继续进行——它面临着成本削减措施,但没有 JWST 那样预算的急剧膨胀。

它接下来会面临哪些障碍?

“如果我们突破了国会拨款设定的80亿美元成本上限,该项目将需要国会重新授权,”利特福特说。

利特福特,将于下个月退休,表示 NASA 将于今年夏天向国会提交一份详细报告,说明延迟的原因、新的估计成本以及他们为纠正这些问题所采取的措施。

这些措施主要包括加强对项目的监督,NASA 目前正在诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)组建。NASA 总部将比以往更加密切地监督该项目,并且一个外部独立审查委员会将监督整个项目。

“重要的是要注意,这些纠正措施也将使我们更好地了解我们对未来大型空间系统的管理,并使我们能为任何潜在的陷阱做好更充分的准备,”利特福特说。

至于这个大型空间系统,国会对估计耗资88.35亿美元的项目设定了80亿美元的上限。任何超过80亿美元的资金都必须获得国会的批准。这些资金的批准以及资金的来源仍有待确定。

国会在2011年勉强保住了 JWST 的资金,此前预算超支和管理不善使其处于被削减的边缘。2018年它会重蹈覆辙吗?我们拭目以待。

“随着所有飞行硬件100%完成,我们正接近发射准备的终点线,”祖布钦说。“然而,在我们跨过终点线之前,似乎还有一段路要走。”

 

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