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美研制迄今最强空间望远镜:距地160万公里观测 阅读(673 评论(0)
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fewfw  2012/8/29 10:40:18 回复
安放在戈达德空间飞行中心等待接受测试的詹姆斯·韦伯空间望远镜
安放在戈达德空间飞行中心等待接受测试的詹姆斯·韦伯空间望远镜


据国外媒体报道,乍一看这是一架到处缠绕黄金管线的蜘蛛怪物,但事实上这是美国宇航局正在研制中的下一代空间望远镜——詹姆斯·韦伯空间望远镜的地面支持系统,其中包括光学望远镜模拟器(OSIM)。光学望远镜模拟器的作用是产生一束完全模拟真实的测试光线进入望远镜的科学设备中。由于这些真实的科学设备将被用于对空间望远镜的实际测试,它们的校正和性能测试都必须依赖光学望远镜模拟器来进行。目前工程师们正在对这一模拟器进行彻底检查,以便接下来的测试工作能够顺利进行。

这张照片是在美国宇航局戈达德空间飞行中心的一间大型热真空舱室内拍摄的,这座舱室被称作“空间环境模拟器”(SES)。工程师们已经用特制的隔热材料将光学望远镜模拟器设备包裹起来,从而帮助它在超低温实验时进行温控,这种超低温测试将会模拟外太空的极端低温环境,这种环境将是望远镜建成发射之后的工作环境,詹姆斯·韦伯望远镜最终将在距离地球超过100万英里(约合160万公里)的寒冷空间开展观测工作。

这些金黄色的隔热材料是由镀铝聚酰亚胺制成的,这种材料在非常大的温度范围内都可以保持稳定。而在这个“大蜘蛛”的下方,那些银色和黑色的管路则是一套低温板,它们包裹着光学望远镜模拟器(OSIM)的光学设备。在测试期间,随着液氮不断流入隔热舱内焊接在墙壁上的各条管路,以及包裹着OSIM光学设备的银色挡板内的管路,光学望远镜模拟器的温度将被降低至-173摄氏度。这些低温板将让光学望远镜模拟器的光学期间保持非常低的温度,而那些被镀铝聚酰亚胺材料包裹的部分则仍然可以保持温暖。

戈达德空间飞行中心的工程师艾恩·威尔森(Erin Wilson)表示:“一部分隔热材料的银色面朝外,金色面朝内,有一部分则相反,还有一部分两面都是银色的。”他说:“这样不同的朝向可以自由决定它所包裹的硬件设备在环境测试期间会受到降温还是保持温暖。”要用这些隔热材料包裹的另一项原因是防止光学望远镜模拟器的光学设备遭受不必要的红外光照射。当这一光学设备将其发射的一束校准光线对准詹姆斯·韦伯望远镜的科学设备时,工程师们不想看到有任何外界红外光线的干扰,如来自较温暖设备产生的“温暖光子”会泄漏进入设备的观测视野,从而造成干扰。

如果这类干扰光线太强,那么探测器就将无法分辨来自光学望远镜模拟器发出的目标信号,这就有点像是你试图用相机去拍摄一只在汽车大灯前飞舞的萤火虫一样。为了降低“噪音”,就必须让光学望远镜模拟器的光学器件保持极端的低温,要做到这一点那么就必须让隔热舱整体保持低温,而要做到这一点就必须将整个房间的空气全部抽走,创造出一个真空环境。随后液氮必须不断地在隔热舱的内壁管路中流动。威尔森同时也解释了为何隔热材料上必须留有通气孔的原因,他说:“只有这样,当房间中的气压不断降低时隔热材料层理之间的空气才会被同时抽出,否则当气压下降时材料就会鼓起来。”

詹姆斯·韦伯空间望远镜在建成之后就成为人类迄今建造的最强大的空间望远镜,它将作为现役的哈勃空间望远镜的继任者。升空之后,其搭载的4台设备将帮助揭开宇宙从大爆炸之后逐渐形成我们所在太阳系的漫长演化过程。该项目是美国宇航局,欧洲空间局和加拿大空间局之间的合作项目。