太阳系是如何形成的？
宇宙年轻的时候是什么样的？
围绕其它恒星的行星是怎样的？
在过去的25年里，哈勃为以上以及其它很多问题都提供了答案。
然而，即使是最好的望远镜也需要一个同事—
—那就是詹姆斯·韦伯太空望远镜。
第83集：珠联璧合：哈勃与詹姆斯·韦伯
作者：J 博士，即 Joe Liske 博士
于1990年发射升空的美国宇航局/欧洲宇航局的哈勃太空望远镜已经取得瞩目的成功，远超其所预期。
该望远镜广为人知之处也许是其拍摄的前所未有的宇宙的照片
——但实际上它的贡献远不止于此
在过去的25年中，哈勃已被证明是有史以来设计最为成功的科学仪器。
位于其有利地势，即地球大气层之外，它已经取得了诸多新发现。
其中之一，便是宇宙年龄的精确测量。
它也为宇宙加速膨胀的发现起到了关键作用。
它观测过了系外行星、超大质量黑洞、以及星系的增长、碰撞和合并。
等等，不一而足。
嗯，哈勃是我们太空中的第一个可以同时观测光学和近红外波段图像的望远镜，
所以可以说哈勃在天体物理的不同领域都有着基础性的贡献和震撼的新发现。
但在取得新发现的同时，它也引出了很多新问题，如加速的宇宙的膨胀，和遥远的宇宙的样子。
哈勃望远镜的成功是空前的，但也有宇宙的某些部分它是无法观测的。
这就是哈勃未来的同事，詹姆斯·韦伯太空望远镜！
这个宏伟的望远镜计划是美国宇航局、欧洲宇航局和加拿大宇航局的合资计划。
詹姆斯·韦伯望远镜的红外探测器将观测宇宙中的遮蔽的尘埃辐射，进而获悉潜藏的恒星形成区的微妙结构、
以及探测第一代星系和恒星的光子，它们诞生时宇宙仍处于其幼年时期，以及探测其它很多很多。
我们将能够更加深刻地看到宇宙结构的随宇宙时间的演变。
例如，我们可以拍摄到引力透镜作用下形成的星系群周围的微小的弧线，这将极为精确地告诉我们星系群的质量等信息。
此外亦很有可能能够探究暗物质本质。
这超乎想象，这将改变整个科学。
这将彻底改变我们观测的能力和方法。
那么，哈勃望远镜和詹姆斯·韦伯望远镜之间的区别是什么呢？
嗯，首先，詹姆斯·韦伯望远镜对于太空望远镜来说是难以置信的巨大。
虽然哈勃2.4米的镜面已经是相当大了，但对于詹姆斯·韦伯6.5米的镜面只能是相形见绌。
詹姆斯·韦伯望远镜将会从一个新的层面探测第一代星系发出的微弱光子
另一个不同之处是，哈勃的设计是要航天员定期维护，
修缮仪器及故障部件。
这不适用于詹姆斯·韦伯望远镜。一旦升空，它将自力更生。
令人称奇的是哈勃太空望远镜设计之初就是需要人工上天维护的，
经过5次航天飞机的太空任务，我们已经升级了望远镜，最后一次是在2009年——我很幸运参与了那次任务——
我们更新了新的仪器、新的太阳能板、新的计算机、新的内存、等等以维系望远镜的工作寿命。
所以我觉得哈勃还会有很多成就，因为宇宙一直在向我们展示着其诸多的奥秘。
我相信哈勃最伟大的发现还在不久的将来。
究其原因，不同的设计是因为詹姆斯·韦伯将着眼于与哈勃不同波段的光子。
哈勃观测的是紫外、可见光、和部分近红外光子，而詹姆斯·韦伯则是专门观测红外光子，
这意味着它必须是一个冷的望远镜——非常低温的望远镜。
事实上，詹姆斯·韦伯将需要约零下230摄氏度的工作环境——即绝对零度以上约40开尔文。
其原因是，温度高的物体更易于发射出红外热辐射。
所以，如果你想你的红外望远镜接收效率很高，那么你必须将其降温至非常低的温度。
否则，它自身的红外热辐射将遮蔽其所有的接收信号。
因为它必须于难以置信的低温环境下工作，詹姆斯·韦伯不能采用与哈勃相同的工作方式。
尤其是，它必须携带它自己的巨大遮阳盾以保持低温。
望远镜和遮阳盾均十分巨大，詹姆斯·韦伯将不得不在升空后自行展开。
这是工程学上的伟大壮举，因为一切都在室温下建成，
却要适应低温的工作环境——降温过程将其改变内部部件的尺寸。
降温到只有40开尔文是不容易的。
詹姆斯·韦伯有一个很大的遮阳盾，所以一切都处于其阴影之下，
但我们仍然有很多硬件已经被多层低温材料覆盖，这些低温材料均需要专门设计、专门定制，
并且很难安装，因此无法实现像哈勃望远镜一样可以维护、可以修缮。
保持詹姆斯·韦伯寒冷低温是它与哈勃的另一大不同。
虽然哈勃轨道距离地球大约500公里，
詹姆斯·韦伯却有一个非常不同的位置——不是在地球轨道上——而是距离地球一百五十万公里。
天文学家有一个额外机遇可以期待——
当詹姆斯·韦布升空后，哈勃仍将工作着。
所以，在一段时间，天文学家将能够同时使用两个空间望远镜探索宇宙。
谁知道他们会发现些什么？
这是 J 博士，这就是今天的 Hubblecast。这一次，工程上的造诣超越了我们最大胆的想象。
Hubblecast 由位于德国的欧洲南方天文台所属的 ESA/Hubble 制作。
哈勃是美国宇航局和欧洲宇航局的国际合作项目。