NASA史上最貴太空望遠鏡或再跳票 80億美元預算告急
摘要: 美國國家航空航天局(NASA)下一代旗艦項目、“跳票王”詹姆斯·韋伯太空望遠鏡因測試階段出現(xiàn)的一系列問題,預計會再次跳票。美國政府問責辦公室當?shù)貢r間2月28日發(fā)布的最新報告警告稱,項目將超出國會敲定的
美國國家航空航天局(NASA)下一代旗艦項目、“跳票王”詹姆斯·韋伯太空望遠鏡因測試階段出現(xiàn)的一系列問題,預計會再次跳票。美國政府問責辦公室當?shù)貢r間2月28日發(fā)布的最新報告警告稱,項目將超出國會敲定的80億美元研發(fā)經(jīng)費上限。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)是NASA歷史上最復雜、最昂貴的天文項目。其使命是繼任超期服役的哈勃望遠鏡,重點探測紅外頻段的光波,回溯大爆炸后數(shù)億年,最早一批恒星和星系誕生的“宇宙黎明”。它可能給人類的宇宙觀帶來一次革命。
由于經(jīng)費節(jié)節(jié)攀升,該項目曾一度下馬。經(jīng)多方聲援,2011年,美國國會開出了88億美元的“一口價”:研發(fā)成本上限80億美元,運營成本上限8.37億美元。當時計劃的發(fā)射時間為2018年10月,留有大約13個月的余地。
此后直到2016年11月望遠鏡竣工出廠,一切都在順利按計劃推進。
但組裝和測試階段才是真正的考驗。即使在深空零下240度的環(huán)境中,18面直徑1.3米的金黃六邊形鏡片的拼接精度要保持頭發(fā)絲的萬分之一,但又必須設計成折疊式,才能裝進發(fā)射火箭里。
2017年9月,望遠鏡在戈達德太空飛行中心的振動測試中出現(xiàn)了意外結(jié)果,NASA宣布將發(fā)射時間推遲到2019年3月至6月。
但就在宣布推遲一個月后,韋伯望遠鏡那面網(wǎng)球場大小的折疊遮陽板在首次展開測試中也出現(xiàn)了意外結(jié)果。處理這個問題預計又要花去數(shù)月的時間。至此,望遠鏡的時間窗余地已不足一個半月。
要知道,直到這一步,鏡面還未與遮陽板、飛行器主體進行組裝。美國政府問責辦公室由此在最新報告中評估,望遠鏡的發(fā)射日程將再次跳票。同時,80億美元的研發(fā)經(jīng)費預算已岌岌可危。
美國國會將對此作何反應,尚未可知。但美國的眾多天文學家面對這個吃掉NASA十多年家底的“經(jīng)費黑洞”,必定百感交集。一方面,其他天文項目被一拖再拖,等了太久;另一方面,他們深知測試階段急不得。畢竟,這臺望遠鏡寄托著美國天文科學的下一個十年,NASA早已輸不起。
哈勃等了23年的繼任者
1990年發(fā)射升空的哈勃是天文史上最知名的望遠鏡之一,通過無數(shù)張瑰麗照片窺進宇宙的未知領域。2009年,NASA對哈勃進行了最后一次維修,從此聽天由命。其實,哈勃的設計壽命只有5年。也就是說,截至今天,哈勃已經(jīng)超期服役了23年。
1995年,一份繼任太空望遠鏡的設計引起了時任NASA執(zhí)行長丹尼爾·戈丁的興趣。該項目后來以NASA前執(zhí)行長詹姆斯·韋伯命名。
設計中的下一代主力太空望遠鏡主鏡面6.5米,約是哈勃望遠鏡的3倍,集光能力是哈勃望遠鏡的7倍,但韋伯相對于哈勃最大的改變,在于具備強大的紅外探測能力,而哈勃主要聚焦可見光頻段。
由于宇宙在不斷膨脹,那些早期恒星和星系正在快速遠離我們,產(chǎn)生紅移效應:它們發(fā)出的光都轉(zhuǎn)移到了波長較長的紅外線頻段。
正因如此,韋伯望遠鏡能接收這些早期星系發(fā)射的紅外光,回溯恒星、類星體和星系誕生的早期,見證宇宙告別“黑暗時代”,進入“光明時代”。在最新一期《自然》雜志上,科學家們通過射電波聆聽到了最早的恒星信號——來自大爆炸后1.8億年。人類目前對過程的細節(jié),還所知甚少,更只能憑想象描繪早期恒星的模樣。
但沒想到,哈勃這一等就是20多年。
“一口價”88億美元
NASA給詹姆斯·韋伯望遠鏡最早開出的預算是16億美元,2011年入軌。然而,隨著這個“一生一次”的科學機會降臨,要求“搭車”的人越來越多。
來自各個國家、各家機構(gòu)的科學家們紛紛參與進來,不斷增加韋伯望遠鏡的復雜性。這些新增的功能設計又涉及許多昂貴、還未完全成熟的前沿技術。大家看不到節(jié)制的必要:NASA當時的天文物理經(jīng)費仍在逐年增加。
而NASA采取的應對措施是,尋找包括歐洲空間局和加拿大宇航局在內(nèi)的更多合作者來分攤經(jīng)費。
這種繁冗的設計和管理模式招致了外界批評。2011財年,NASA向國會報告望遠鏡經(jīng)費已螺旋式攀升,突破80億美元。眾議院進行了否決。
天文學家們慌了。從公眾輿論到政府請愿,一場拯救詹姆斯·韋伯望遠鏡的運動蔓延開來。“大國就要做大事”,這是韋伯支持者們的信念。
2012財年,國會恢復該項目經(jīng)費,在管理模式必須改革的前提要求下,開出一口價88億美元。
翹首以盼
下一步,詹姆斯·韋伯望遠鏡會被運往洛杉磯,裝上那個巨型遮陽板,然后整體裝船經(jīng)巴拿馬運河運向發(fā)射地法屬圭亞那。
望遠鏡最終會在地球150萬公里外,即第二拉格朗日點靜靜地觀察浩瀚宇宙。在這個距離上,NASA無法準備任何維修計劃。
哈勃望遠鏡的其中一個鏡面形狀略有畸形,一度導致望遠鏡無法聚焦。NASA最終通過矯正鏡片修復了這一問題。如今,NASA不會容忍這種錯誤在韋伯望遠鏡上面重演。
除了小心翼翼組裝測試的項目人員,項目之外的美國天文學家們也在翹首以盼。只有詹姆斯·韋伯望遠鏡成功發(fā)射,順利傳回第一張照片,他們手中被壓多年的天文項目才能正式提上日程。
原本是美國天文2011-2020“十年計劃”中的重頭戲,目標探測宇宙暗物質(zhì)的廣角紅外巡天望遠鏡(WFIRST),時間表被擠壓到了2025年之后。
而對另一些項目來說,無論詹姆斯·韋伯望遠鏡最終進展如何,時間窗已經(jīng)永遠地錯過了。比如NASA的空間引力波探測項目就因經(jīng)費問題早早流產(chǎn),轉(zhuǎn)而參與歐空局主導的LISA項目。
20余年的等待和犧牲是否值得?也許當詹姆斯·韋伯望遠鏡在150萬公里外最終眺望到宇宙的黎明,這個問題也不需要答案了。
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