每过十年，美国的天文学家就会对未来进行一次规划，列出他们最想要的东西。这一做法使得美国天文学界在最核心的问题上形成了统一战线，可以同仇敌忾、一致对外。在2000年天文学家们公布的清单上，下一代空间望远镜占据了显赫的位置，它将接替哈勃空间望远镜(HST)挑起美国天文学的大梁，并且使得美国天文学继续保持"领跑"的态势。

这就是詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)，它先进的光学系统、独特的轨道以及有别于HST的工作波段将给我们带来一个全新的宇宙。但同时它不断上涨的成本，也在不断地拖累美国航宇局(NASA)整个的空间科学计划。这也使得它自诞生那一刻起就处在风口浪尖之上。

尖端技术放眼早期宇宙

甚至在HST发射前一年的1989年，美国空间望远镜研究所的天文学家就开始筹划下一代空间望远镜了。按照目前的计划它将在2014年发射。作为燞ST的接班人，JWST将扛起下一代空间望远镜的大旗。

不过HST主要观测的是可见光和紫外波段，而JWST的优势则在红外波段。位于大气层之上的JWST可以对波长从0.6微米(可见光谱红端)到28微米(远红外的起始)的辐射一览无遗。JWST6.5米的直径也让它变得十分灵敏，在红外波段它拥有犹如HST在可见光波段的分辨率，它还可以看到比HST犓?芸吹降淖畎等醯奶焯寤挂?瞪?0~100倍的天体。

为此JWST将采用一系列的尖端技术，例如由铍制成的超轻型光学系统、超灵敏红外探测器以及一个能让中红外探测器长期维持在7开的制冷机。进入红外波段意味着望远镜必须要有较大的口径，但是这也带来了发射上的麻烦。JWST的反射镜实在太大，目前现有的任何火箭都没有办法把它送上天。因此不得不"化整为零"，先将镜面收起来待发射入轨之后再将镜面打开。而为了在红外波段进行观测，JWST还必须远离热源。它会使用多层结构来保护望远镜免受阳光照射，同时还要远离地球的影响。为此JWST将会被发射到距离地球达150万千米的第二拉格朗日点附近，在那里它能具有比HST更大的可视天区。但是一旦JWST牫隽巳魏挝侍猓?绱艘T兜木嗬胧沟孟肴ノ?薜暮教煸币仓荒芡?笮颂尽K?訨WST必须一开始就在每个细节上都表现完美才行。除了被动的降温方式之外，JWST还会用制冷机来给自己降温。这使得它不会像先前的空间红外望远镜(例如斯皮策空间望远镜)那样工作寿命受到制冷剂供应的制约。

在红外波段的观测能力并不是可有可无的，它是必需的。如果你想深入早期宇宙，那么进入红外波段是你唯一的选择。理论认为，在大爆炸的光辉褪去之后，宇宙进入了一个长期的"黑暗时代"。最终，低温物质聚集坍缩形成了第一代恒星，出现了第一缕光。这些最早的恒星正以极高的速度远离我们，这会拉伸到达我们的光线，使得它的波长到达光谱的红端。一般认为，第一代恒星在大爆炸之后小于10亿年的时间里便开始发光，所以它的红移值可以达到20甚至更大--导致可见光进入红外波段。这就是为什么具有惊人视力的HST没有在红移大于7的地方发现这些天体的很大一部分原因。JWST会解决这个问题。年轻的恒星会发出紫外辐射，经过值为15的红移之后就会进入波长为1.9微米的红外波段，这正好位于JWST的最佳工作波段。