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“哈勃”接班人上天再推迟

科普小知识2021-12-08 12:07:45
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人工测试在詹姆斯·韦伯太空望远镜的薄遮阳篷上产生了小裂缝。

资料来源:美国航天局/克里斯·冈恩

据我们的记者报道,美国宇航局再次推迟了其旗舰天体物理学项目——詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的发射,直到2021年3月30日,这是不到一年时间表的第三次修订。

对该项目的独立审查得出的结论是,启动计划过于乐观,并建议推迟,这是提高JWST项目成功率的32项建议之一。美国国家航空航天局还透露,该望远镜的开发成本将从80亿美元增加到88亿美元,这将要求美国国会重新批准该项目,此前该项目在2011年设定的成本上限为80亿美元。包括运营在内,JWST的总成本预计将达到96.6亿美元。

这一决定是美国宇航局对由退伍军人托马斯·杨领导的独立审查委员会报告的回应。该报告强调了硬件中的一系列人为错误和问题,这是造成延迟的主要原因。

扬在6月28日的新闻发布会上表示,JWST项目必须继续下去,因为它“具有非凡的科学潜力,在保持美国在天文学和天体物理学领域的领先地位方面发挥着关键作用”。位于华盛顿特区的美国宇航局科学任务委员会主席托马斯·祖布钦说:“在我们进入太空之前,我们必须了解地面上的一切。”

杨说,JWST的硬件包括七个值得关注的新事物,美国宇航局以前没有这方面的经验。然而,他认为导致他提议推迟发射的大部分问题实际上是可以避免的。

在测试和整合望远镜机身及其太阳能屏蔽罩时,人为错误是许多问题的原因,包括使用不正确的溶剂和燃料阀上有缺陷的加强件,这导致太阳能屏蔽罩在太空旅行期间折叠起来。然而,在声学测试中,一些加强构件脱落,这花了几个月的时间才在望远镜上找到并移除这些部件。杨说,这些问题有“简单的解决办法”,但导致了长达一年半的延迟。

这一延误将使项目损失近10亿美元。据美国媒体估计,JWST的成本将增加“惊人的”100万美元,每天发射日期被推迟。

JWST有很长的时间表变化和成本增加的历史。世纪之交,原定于2011年发射的JWST虽然仍在开发中,但预计将耗资16亿美元。到2005年,成本上升到45亿美元,发射日期被推迟到2013年。

当美国宇航局在2011年承诺JWST将在2018年前发射时,其成本也上升到了80亿美元。这时,美国国会退出了。它威胁要取消这个项目,所以天文学家再次游说拯救JWST。立法者最终允许该项目继续进行,但前提是该项目按计划进行,并保持在80亿美元的成本上限内。

随着新管理框架的建立,该项目已在既定轨道上持续了几年。但去年,随着飞行硬件的严格测试,裂缝开始出现。

马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的望远镜振动测试抛出了一些意想不到的结果,将发射推迟到2019年第二季度。从那以后,望远镜和它的设备在得克萨斯州休斯顿的约翰逊航天中心的真空室中经历了100天的测试,然后被运送到主承包商诺桑觉寺位于加利福尼亚州雷东多海滩的工厂,在那里望远镜的其余部件最终被组装起来。

今年3月,美国*问责局报告称,组装望远镜的两个剩余部分并进行整个测试可能会破坏项目进度和剩余的资金空间。几周后,该项目的常务评审委员会对此表示同意,并列出了JWST团队需要解决的一系列问题。

在测试过程中,拉紧望远镜的“遮阳棚”的电缆意外松开,可能会造成缠绕。测试还在遮阳板的薄织物上产生了一些裂缝。这些问题现在已经解决了,但是需要一些改变来防止推进系统的泄漏。因此,美国宇航局将JWST的发射推迟到2020年5月。但是美国宇航局现在需要更多的时间来理解地面上的望远镜。

JWST是美国下一代主要的太空望远镜,被认为是哈勃的“继承者”,哈勃是一个已经在轨道上运行了20多年的宇宙观测平台。

JWST将比哈勃更强大。它的主镜集光面积是哈勃的6倍,可以在近红外波段工作,工作环境接近绝对零度(相当于零下273.15摄氏度)。

1990年发射的哈勃太空望远镜已经数次推迟退役,并将按照目前的计划继续在轨道上工作到2021年。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2018-07-02第二版国际版)