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图2-1 哈勃空间望远镜
2021年12月25日7点20分，韦布空间望远镜在南美洲法属圭亚那的欧洲太空港发射升空。作为哈勃空间望远镜的接替者，韦布空间望远镜总研发资金高达百亿美元，是有史以来最贵的望远镜。
韦布太空望远镜全称詹姆斯·韦布太空望远镜，是美国国家航空航天局（NASA）、欧洲航天局（ESA）和加拿大航空航天局（CSA）联合研发的太空望远镜。早在20世纪90年代（哈勃空间望远镜刚刚发射的时候），NASA就开启继任者计划，原计划2007年发射，但因预算等多种原因，韦布太空望远镜的发射日期不断更改，其因此被戏称为“鸽王”望远镜。
表2-1 两代太空望远镜对比情况
哈勃空间望远镜的名字来源于天文学家爱德文·鲍威尔·哈勃（Edwin Powell Hubble，现代天文学奠基人之一），是世界上第一架太空望远镜。其设想来源于著名天文学家莱曼·斯皮策（Lyman Spitzer）的论文《在地球之外的天文观测优势》，文中提出，在太空中的望远镜具有大气层内不能企及的优势——可以不受大气扰动的干扰，以及观测到被大气层挡在地球之外的红外光与紫外光。
战争推动了火箭技术的发展，太空望远镜的猜想得以付诸行动。1968年，NASA确定了在太空中建造反射望远镜（直径3 m）的计划，并暂时将其命名为大型轨道望远镜或大型空间望远镜（LST），预计于1979年发射。由于政府财政危机，1874年，美国总统杰拉尔德·福特（Gerald Ford）取消了所有关于望远镜的预算规划。
直到1978，在天文学家的不懈努力下，才正式开始空间望远镜的设计工作。与韦布空间望远镜相似，哈勃空间望远镜的建造过程同样因预算问题一波三折，使得发射日期（原计划1983年）一拖再拖。1990年4月24日，哈勃空间望远镜在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射，为人类探索宇宙立下了汗马功劳。
韦布太空望远镜有一项艰巨任务：从宇宙遥远的角落收集红外光，使科学家能够探测宇宙的结构和起源，并探寻太阳系在宇宙中的位置。韦布空间望远镜携带四台最先进的科学仪器，配备具备前所未有的分辨率的高灵敏度红外探测器，中红外探测仪（MIRI）是其中重要的一台。
探索宇宙为什么需要红外光辅助？许多宇宙天体（包括恒星和行星以及它们形成地方的气体和尘埃）都会发出红外光，有时也称为“热辐射”。包括人类在内的温暖物体也是如此，我们无时无刻不在对外释放着能量。这意味着四台红外仪器可以检测到自己发射的红外光和自身热振动触发的红外光。MIRI检测到的光的能量范围比其他三种仪器低，它的探测器对热振动更加敏感，这会极大地影响整体的观测效果，甚至覆盖掉宇宙深处微弱的红外信号。
为减少这种影响，仪器必须将温度控制在40 k，即-233℃。MIRI内的探测器温度必须低于7 k，即-266℃（接近绝对零度）。发射后，韦布空间望远镜将展开网球场大小的遮阳板，阻挡MIRI和其他仪器免受太阳热量的影响，让它们在冰冷的宇宙中被动冷却。发射后约77天开始，MIRI 的低温冷却器将用19天的时间将仪器探测器的温度降至低于7开尔文。
韦布的科学目标是研究宇宙中形成的第一代恒星特性，它的近红外相机NIRCam能够探测到宇宙深处古老恒星所发出的光，MIRI帮助科学家确认这些微弱的光源是否为第一代恒星的星团，并通过对尘埃云的观察揭示恒星如何诞生。此外，MIRI还将探测地球上常见的分子（如水、二氧化碳和甲烷），以及恒星附近可能形成行星的岩石矿物（如硅酸盐类），这也许能够回答有关恒星、行星和星系如何形成与演化的重大问题。韦布空间望远镜到达既定轨道的第一年，将开展探测两颗系外亚海王星观测项目，研究类海王星星体的大气组成和行星结构。