斯必泽空间望远镜

斯必泽空间望远镜总长约4米，重量为950千克，主镜口径为85厘米，用铍制作。除此之外还有3台观测仪器，分别为:

红外阵列相机(IRAC)，大小为256×256像素，工作在3.6、4.5、5.8和8微米4个波段。

红外摄谱仪(IRS)，由4个模块组成，分别工作在5.3-14微米(低分辨率)、10-19.5微米((高分辨率)、14-40微米(低分辨率)和19-37微米(高分辨率)。

多波段成像光度计(MIPS)，工作在远红外波段，由3个探测器阵列组成，大小分别为128×128像素(24微米)、32×32像素(70微米)和2×20像素(160微米)。

为避免望远镜本身发出的红外线干扰，主镜温度冷却到了5.5K。望远镜本身还装有一个保护罩，为的是避免太阳和地球发出的红外线干扰。

银盘上充满了大量的尘埃和气体，阻挡了可见光，因此在地球上无法直接用光学望远镜观测到银河系中心附近的区域。红外线的波长比可见光长，能够穿透密集的尘埃，因此红外观测能够帮助人们了解银河系的核心、恒星形成，以及太阳系外行星系统。

科学家们为"斯必泽"制定了四大科学目标。

寻找太阳系之外的行星

这是天文学家多年以来持之以恒的一个努力方向。在可见光波段很难发现它们，因为行星的光芒会被恒星的光芒淹没。而在红外波段，恒星与行星的光谱特征具有明显的区别，所以在红外波段就可能比较容易发现太阳系以外其他恒星周围的行星。 探索行星是怎样形成的

按照目前流行的理论，行星是在恒星周围的尘埃盘中形成的。通过观察不同演化阶段的尘埃盘，得出有关行星形成的过程。这项工作在可见光波段也很难完成，因为尘埃的遮挡使我们看不清那里发生了什么事情。红外观测则能够穿透尘埃的阻挡，揭示出那里面的奥秘。

研究陌生的河外星系

在"斯必泽"升空之前，欧洲的"红外天文卫星"发现一些在红外波段辐射很强而可见光辐射却很弱的河外星系，这些星系大多数都是正在合并或者正在发生相互作用的星系。还有一些星系具有一个能够释放巨大能量的星系核，叫做活动星系。人类对于具有强烈红外辐射的星系和活动星系都还了解得比较少，"斯必泽"的第三项科学目标就是大力开展对这些陌生星系的观测和研究，以便更深入地了解它们。

观测遥远星系，揭示早期宇宙图景

哈勃空间望远镜曾经拍摄到130亿光年之遥的宇宙深空，那里密密麻麻分布着很多星系。远在130亿光年之遥的光需要130亿年的时间才能到达我们这里，所以我们看到的应该是130亿年以前宇宙的图景。"哈勃"的观测集中在可见光和紫外波段，"斯必泽"的观测集中在红外波段，两者的结合将得到更加完美的观测成果。

斯必泽空间望远镜(Spitzer Space Telescope，缩写为SST)是美国宇航局2003年发射的一颗红外天文卫星，是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜。斯必泽空间望远镜耗资8亿美元，原名为空间红外望远镜设备(SIRTF)，2003年12月，经过公众评选，该卫星以空间望远镜概念的提出者、美国天文学家莱曼·斯必泽的名字命名。望远镜工作在波长为3-180微米的红外波段，以取代先前的红外线天文卫星(IRAS)。

与"哈勃"一样，它也是用一位著名天文学家的名字命名的。斯必泽(Lyman Spitzer,Jr.1914~1997年)是20世纪最伟大的科学家之一，在天体物理方面做出了杰出贡献，他也是最早提议将望远镜送入太空的人。虽然"斯必泽"与"哈勃"都是在太空工作的望远镜，但是"斯必泽"是观测天体红外波段的望远镜，而 "哈勃"是以光学观测为主的望远镜，这两台望远镜工作的波段不相同。

斯必泽空间望远镜虽然不比它口径大很多，但得益于红外探测设备的快速发展，性能上有了显著的提高。2003年8月25日，斯必泽空间望远镜在美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角由德尔塔Ⅱ型火箭发射升空，运行在一条位于地球公转轨道后方、环绕太阳的轨道上，并以每年0.1天文单位的速度逐渐远离地球，这使得一旦出现故障，将无法使用航天飞机对其进行维修。

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。