花100亿美元过个圣诞，到底值不值？
这个圣诞节，NASA送了太空爱好者们一份大礼。
这份礼物花了25年的时间筹备，价值100亿美元。
它的名字，叫“詹姆斯·韦伯太空望远镜”。
就在刚刚，（北京晚上8点20分，美东时间早上7点20分），它带着全人类的期待正式起航，奔赴浩瀚无垠的星空，探寻宇宙中那些未知的神秘领域。
在天文学家的心里，韦伯望远镜无疑是梦想的代名词。
而在广大航天爱好者口中，它还有另一个名字，“鸽王”。从1996年立项到现在，它已经不知道放了多少次鸽子。
这个拖延了14年才姗姗来迟的望远镜，实在让人等得太久。
命途多舛的“鸽王”
设计于1997年的詹姆斯·韦伯太空望远镜，目标是就是“超越”。他的假想敌，正是航天史上著名的“哈勃望远镜”。
哈勃望远镜的主镜直径只有2.4米，韦伯就要做到8米；哈勃看到红外光的能力有限，韦伯就要能收集中长波段的红外光。
2003年，韦伯签订了一份的8.248亿美元制造合同。2005年设计方案调整，前期开发成本膨胀到了约35亿美元。
当时，就有不少人提出反对：这个想法是不是太大了？
〓 “韦伯望远镜会拖垮我们的天文学”
没想到，这只是一个开始。
2010年11月，韦伯望远镜的总成本增长到50亿美元，发射时间计划又推迟到2017年，晚了一年多；
2011年，总成本65亿美元，发射时间推迟到了2018年……
还有完没完了？！
美国国会议员们坐不住了。商讨后，他们一致认为，是NASA的内部管理出了问题。解决问题的方式，就是停止韦伯望远镜计划。
但NASA的天文学家们不肯放弃这个即将实现的美梦。
经过数次斡旋，双方达成一致：一方面，众议院不再要求取消韦伯计划；另一方面，NASA要将韦伯的支出控制在80亿美元以下，且确保2018年会发射。
〓 2005年，团队与望远镜等身模型合影
没想到，什么控制预算，最后也被证明是虚晃一枪。
2018年3月27日NASA宣布，韦伯望远镜最早也要2020年5月能发射了，而且成本可能超过88亿美元。还要求国会批准这个新方案。
不过，80亿美元都已经花下去了。除了批准，国会还能有什么办法呢……
一番骂骂咧咧之后，国会将任务的成本上限提高了8亿美元。
祸不单行，在2018年测试过程中，韦伯望远镜不停地暴露问题：遮阳罩螺丝松落；接线错误导致换能器电压过载；用了不合适的清洗剂，导致所有阀门都要换……
算上通货膨胀，此时韦伯的成本已经超过了100亿美元。
〓 韦伯的一块反射镜
但错误也是是件好事。韦伯要飞到150万公里外的太空，一旦起航，就没办法维修。错误没在天空中发生，而是在地面上就被发现了，是万幸。
好不容易等到2020年开发进入尾声，新冠来了。不出所料，韦伯的研发进程因为疫情管制再次放缓。
好不容易开始了最后的折叠和打包，负责将望远镜运上天的火箭“阿丽亚娜5号”又出了点问题，紧急整改。
另外，发射点“库鲁航天发射场”位于法属圭亚那，把望远镜从美国运过去，需要经过长长的南美洲东海岸。科学家们开始担忧：这个价值超过100亿美元的宝贝孩子，要是被海盗绑票了，那可咋办啊？
海盗绑架望远镜，真的有这样的先例：1982年，一台名叫JCMT的望远镜本来要运到英国，结果却被绑架到了夏威夷的小岛上。绑架者还声称“不给钱就撕票”，拿不到赎金，就把望远镜扔到海里。
韦伯的身价可比JCMT贵多了：别的不说，它可是有由18块纯金镀膜镜片组成的超豪华蜂巢型大镜片呢。
还好，韦伯最后在美国军方的护送下平安到达库鲁发射场，计划2021年12月18日升空。
结果又出了差错，增加了4天的测试时间；
好不容易到了12月22日，天公不作美，下雨了……
火箭转运不了，又要推迟。
拖延半生，临到要发射了还不忘闹几个乌龙，韦伯可谓是忠于自己的“鸽王”本性。
不过，鸽了二十多年，也不是没有好处：
如果一开始就提出一个耗资100亿美元的超级计划，国会和民众想必都不会接受。但将100亿美元的成本分摊在20年里后，每年的花销都没有超过NASA总预算的3%。
2003-2006年期间，NASA在韦伯身上花费了97亿美元，而美国政府的总花费约101万亿美元。韦伯仅占所有支出的0.0095%。
相当于从100美元中拿出一分钱，在圣诞节放了个烟花。
100亿，值吗？
詹姆斯·韦伯并不是第一台命运曲折的太空望远镜，他的前辈哈勃太空望远镜的倒霉经历，同样能写成一本书。
对一台望远镜来说，最重要的是啥？
答案是干净。
远离人造光源，避免光污染，选择空气洁净的地方，避免大气污染，选择干燥的地方，晴天越多，可观测时长就越长……
所以，天文望远镜常常放在远离人类的无人区，比如我国的西藏阿里、智利的阿卡塔玛沙漠，都被选作建设天文台的地方。
〓 位于阿塔卡玛沙漠的帕纳瑞天文台
但是有一个不利因素，在地球上任何一个角落都无法摆脱：大气。
地球的大气层包含风、温差和密度的变化，这些因素导致了大气湍流，影响对星空的观测，大气层还会大量吸收紫外线和红外线等电磁波段，对于观测也非常不利。
所以，安放一台天文望远镜最理想的地方，其实是太空。
早在1946年，科学家就提出了太空望远镜的设想，随着美国太空探测技术的成熟，70年代，发射一台空间望远镜的计划正式提上了日程，它就是后来的哈勃空间望远镜。
俗话说，计划不如变化。别说上天了，哈勃刚开始磨镜片，就除了岔子。由于哈勃望远镜对于镜片精度要求极高，承包商珀金埃尔默公司使用了当时最先进的计算机辅助制造（CAM），结果由于技术不成熟，工期拖了又拖。
〓 抛光中的主镜片
洛克希德公司负责的望远镜机身也是同样的不顺利，不仅拖了工期，还超支了30%。
就在组装工作完成，准备发射的时候，1986年，美国发生了挑战者号航天飞机爆炸事件，哈勃的发射计划再次推迟。
直到1990年4月24日，哈勃才终于上了天。
一个月后，哈勃终于传回了第一张照片，科学家傻了：
〓 左为哈勃第一次传回的照片
哈勃拍出的照片，一片糊，基本没法用。不管怎么调整，焦距就是对不准。
为了给哈勃争取经费，NASA的科学家们连老脸都拉下来了，游说国会、向公众呼吁、甚至拉来了欧洲航天局合伙入资，结果第一发就是哑炮。
哈勃望远镜成为了美国人眼中的笑柄：NASA花了纳税人11亿美元，把一个连焦距都对不准的玩具发射到了距离地球500千米的地方！
经过对传回图片的分析，科学家最终发现了问题：镜片的精度非常准确，但是形状错了……
好在知耻后勇的科研人员并没有放弃。他们通过精确计算，设计了两个光学矫正元件，可以反向抵消镜片的误差。
1993年12月，两名宇航员乘坐奋进号航天飞机，为哈勃望远镜执行了一次大修，戴上了定制的“眼镜”。
此后，NASA又先后4次将宇航员送上太空对哈勃望远镜进行修理，每次修理的成本超过10亿美元，再加上每年的维护管理费用，设计成本2亿美元的哈勃望远镜，至今已经花掉了超过100亿美元。
怎么样，这么看詹姆斯·韦伯是不是也没那么贵了？
詹姆斯·韦伯能一路烧掉100亿美元，正是因为哈勃证明了，太空望远镜贵得物有所值。
至今为止，哈勃望远镜已经已经进行了130多万次观测，天文学家借助哈勃的成果发表了15000多篇论文，其中许多成果更新、颠覆了人类对于宇宙的基本认知。
其中包括精确估算了宇宙年龄、证实了黑洞的普遍存在、发现暗能量、确认银河系的质量与大小、丰富恒星演化理论……
〓 这是造父变星，通过哈勃对它的观测，科学家修正了哈勃常数，估算出宇宙年龄约为138亿年
哈勃的终极任务，就是探索宇宙的起源与演化。
1995年，哈勃望远镜执行了一场深空观测计划，对准了北天大熊星座附近的一小片天区，通过100小时的曝光，拍摄了数百张照片，经过分析、合成，NASA公布了一张名为“哈勃深空场”（Hubble Deep Field）的照片。
哈勃深空场大幅拓展了人类可观测宇宙的范围，其中最遥远的天体，距离地球超过120亿光年。
〓 哈勃深空场
除了照片，哈勃深空场还包含丰富的数据，孕育了一批新的成果。
1998年，哈勃望远镜又在南半天球拍摄了“哈勃南天深场”，它与哈勃深场共同证实了一个猜想：“宇宙在最大尺度上仍具有均匀的结构”。
探索并没有就此止步。
2003年9月，哈勃再次启动了观测，通过长达113天的曝光，拍摄了哈勃超深场（Hubble Ultra Deep Field），其中包含了10000多个星系，覆盖了宇宙诞生以来的各个时期，其中最古老的天体在宇宙形成8亿年时就已经存在。
2012年，哈勃望远镜再次更新了哈勃极深场（Hubble eXtreme Deep Field），其中最微弱的星系是人眼所能看到的亮度的百亿分之一，将人类能观测到的时间，推进到了宇宙诞生后4.8亿年。这是人类能看到最深邃、最遥远的宇宙。
除了科研上的成果之外，哈勃同样在科普领域发挥了巨大的作用。
可以说，它是史上最知名的科学仪器之一。它拍摄的那些精美的图片，激起了无数人对太空的向往。
〓 哈勃历史上最知名的图片，位于鹰星云的“创生之柱”
这甚至间接挽救了它自己的生涯。2004年，由于航天飞机再次失事，NASA打算取消原定的维修计划，让哈勃在2010年退役。
结果消息传出，美国人不干了。
“丢掉哈勃这件国宝，公众和几代科学家将失去激励！”
在从天文学界到普通民众的联合呼吁下，哈勃得以继续服役，为人类发光发热。
不过，以后他有帮手了。
四周之后，詹姆斯·韦伯将到达距离地球150万公里的第二拉格朗日点，开始工作。
祝它好运！