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高处不胜寒
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Jeff Kanipe 文 Shea 编译 |
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一架望远镜在太空中年久失修，另一架则在地面上泥足深陷。马蒂亚斯·芒廷（Mattias Mountain）这位被每个人都看好的空间望远镜的新掌门人任重而道远。  [图片说明]：马蒂亚斯·芒廷。 坐在散落着程序表格和组织示意图的办公桌旁，马蒂亚斯·芒廷看起来很兴奋。这个月他成为了空间望远镜研究所的所长，此时这个具有25年历史的研究所正在经历一个巨大的转变——从管理在空间天文学中立下汗马功劳的哈勃空间望远镜到设计它的继任者詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope，JWST）。在哈勃可能提前退役而JWST进度落后并且预算超支的情况下，研究所的前景看上去不容乐观。芒廷承认他的一些朋友对他接受这个职位表示疑问，但是他告诉他们：“如果我认为这是一条死路，那么我就不会到这里来。” 在与NASA的合约下，这个400人的研究所负责研制建造了价值15亿美元的哈勃空间望远镜。当1990年航天飞机把哈勃空间望远镜送入空间轨道之日起，它标志着空间天文学进入了全新的一页——尽管开始的时候有一些纰漏。哈勃2.4米主镜的曲率误差使得光线无法汇集到一个焦点上。直到1993年第一次航天飞机任务安装了光学改正装置之后，这崭新的一页才算真正翻开。 那是一个改变人类对宇宙认识的年代。哈勃将宇宙的年龄限制在130-140亿年之间，探测了星系的核心，揭开了新诞生恒星周围的尘埃茧，帮助确定了宇宙正在加速膨胀，搜索了宇宙年龄小于10亿年时最深最黑暗处的原始星系碰撞。那时是研究所的黄金时期，拥有数据的管理权，而且还吸引着公众的目光。除了精彩的照片之外，每年基于哈勃观测数据的科学论文就有400-600篇。 希望哈勃能继续工作到2010年，研究所计划了第五次航天飞机任务，包括更换老化的电池和陀螺仪，以及添置新的设备。但是研究所控制范围之外的事情使得这些希望变得更为遥远。首先，2003年“哥伦比亚”号航天飞机在再入阶段的失事使得NASA暂停了航天飞机计划。之后，今年7月，“发现”号航天飞机侥幸逃过了发射阶段的碎片撞击，其结果是NASA新局长迈克·格里芬（Mike Griffin）第二次对航天飞机喊停。 在虚空中寻觅 尽管格里芬曾公开表示他会重新考虑哈勃维修计划，但是时间已经非常紧迫了。即使2006年航天飞机可能复飞，那么也不可能在2007年底之前进行维修飞行。到时候可能就太晚了，哈勃会失去电力而且稳定姿态的陀螺仪也会同时失灵。上个月，NASA宣布工程师关闭了哈勃上剩下的3个陀螺仪中的一个，希望以此能将哈勃的寿命延长到2008年中期。尽管如此，芒廷对哈勃的未来依然很乐观。“我认为每个人都知道航天飞机维修飞行是一个好办法，包括局长，”他说。   对研究所而言更关键的是JWST的预算问题，这个项目耗资35亿美元计划于2011年发射。尽管并不是哈勃的直接继任者——JWST将主要集中在红外波段——美国天文学家仍然把它放在了2000年公布的“十年规划”的第一位。这架6.5米的望远镜的潜在科学目标令人激动不已：观测恒星周围行星的运动以及宇宙中一代星系的形成。但是预算超支迫使天文学家考虑降低整个望远镜的灵敏度，而且可能从整体上削减搭载的仪器设备。 好消息是发射的时间会推迟到2013年。但是对于研究所而言，这意味着一段漫长的沉默期，毕竟他们已经习惯了向全世界的天文学家发布观测数据。不过芒廷并没有为此感到担心：“整个研究所的氛围还是比较乐观的。现在我不会说他们非常乐观，毕竟NASA在这个地方给预算是加了限制，而且对于他们而言这完全是一种新的局面。” 作为双子天文台的前台长，他管理着夏威夷和智利的两架8米望远镜，芒廷对来自预算和仪器设备的挑战并不陌生。在双子天文台的时候，他意识到预算上的限制同时也是创造力的源头。“我充分信任科学家、工程师和项目管理者之间的伙伴关系，”他说，“对我而言这是具有创造力的。” 远大的未来 芒廷的确需要创造力来渡过眼前的难关。刚当选的美国天文学会主席、德克萨斯州大学的克雷格·惠勒（Craig Wheeler）告诫说：“我没有任何特别的理由认为他无法胜任，但是我不知道他曾经是否面对过如此这般的挑战。毫无疑问这是一项无比艰巨的任务。” 然而，芒廷以前的许多同事却对他充满信心，认为他可以克服一切困难。“马蒂亚斯的真正能力在于他不会失去对远大未来的洞察力，”负责智利双子天文台的菲尔·普科斯勒（Phil Puxley）说，“他曾经在很紧的时间表以及巨大的预算压力下管理建造过仪器设备和望远镜。能做到一次已经非常罕见了，现在他正在做第二次。” 芒廷承认，预算超支并没有看上去的那么严重。“如果你问一个承包商可能的最大成本是什么，”他说，“他们总是会告诉你最坏的情况。”他说，当你加上其他承包商的估计、发射成本以及无法预料的技术问题，预算会超支大约10亿美元。但是他指出真正超支的部分大约是5亿美元——而且不管出乎意料与否，科学家之间削减这个项目开支的竞争正在进行。 无论真实的数据是多少，芒廷作为其中成员之一的JWST科学工作组从5月份以来一直处于紧张的工作中，期望在尽可能保证原有科学目标的前提下节省开支。一个方案是将整个望远镜的直径削减到4米，但是这个方案很快就被否决了。另一个方案是仅仅对镜面进行一次抛光而不是两次，显然这样可以保持原来的口径，但是会降低对波长小于1.7微米包括可见光波段的灵敏度。JWST的设计波段为0.6-28微米，但是它主要还是一架红外望远镜，因此损失可见光波段并不会影响芒廷。“1.7微米以上，JWST是所向披靡的，”他说，“我的观点是你不需要可见光部分。” 对此并不是每个人都同意。“在光学波段还有很多问题有待解决，”前哈勃项目科学家、冯德皮尔特大学的罗伯特·奥戴尔（Robert O'Dell）说：“JWST在光学波段的缺失意味着届时没有一架望远镜能做我们现在可以做的事情。这个损失是严重的。” 其他人则警告可能出现的观测“断层”，特别是哈勃在JWST运转前退役的话。天文学家说，未来对确定宇宙加速膨胀的Ia型超新星的观测将专注于加速开始的时间，并将提供有关驱动宇宙加速膨胀的暗能量本质的信息。1998年第一个公布超新星结果的、空间望远镜研究所的亚当·瑞斯（Adam Riess）说，损失0.6-0.8微米的可见光波段并不是一场悲剧，但是失去0.8-1.2微米的红外波段将是一场灾难，而且“这将使得我们没有一个天文台能填补这个空隙”。芒廷指出，JWST的观测范围可以达到0.6微米，但是缺少了第二次抛光，望远镜的表现会打折扣。他说，天文学家将不得不接受在这个波段上的牺牲。 在围绕JWST的争论将伴随芒廷在研究所的第一年的同时，他还必须要面对另一场有关老化的哈勃的拉锯战。芒廷说，他理解格里芬在有两架安全的航天飞机前不愿意执行哈勃维修任务。“这是局长的决定，”他说，“现在和过去的局长都强调决定不是根据钱做出的而是根据安全性做出的。” 格里芬自己承认钱和安全都不是重点。“现在航天飞机的运作有了新的限制，包括项目申请、太空行走时间的使用以及其他限制哈勃维修的因素，”他解释道，“现在就乐观早了一点。如果2006年春天能如我们希望的那样执行下一个飞行任务，那么我们就有可能准备在2007年底执行一次哈勃维修飞行。” 尽管目前的维修计划是研究所的一块心病，但是JWST一旦发射之后可能会更麻烦。与哈勃不同，JWST将被发射到距离地球150万千米的地方，到时候根本无法执行救援任务。这就要求望远镜必须没有瑕疵，而且任何一部分都不能过早的失灵。芒廷知道研究所不能沉浸在往日的荣誉中。“这是一个成功的研究所，有着非常积极的团队，而且他们认为过去的成就证明了他们继续存在的意义，”他说，“这是可以理解的，但是还不够充分。我们必须靠自己去创造未来。” （本文已刊载于《太空探索》杂志2007年第3期） |
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出自：Nature
发布日期：2005-09-29
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2001-2009 火流星工作组制作
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