詹姆斯韦伯太空望远镜完成了棘手的遮阳板部署

詹姆斯韦伯太空望远镜完成了棘手的遮阳板部署

在詹姆斯·韦伯太空望远镜已经成功部署了其网球场大小的遮阳罩,为望远镜的科学运作的前提条件及其风险部署的最伤脑筋部分的所有五层。

这一具有挑战性的过程需要仔细拉紧精心制作的遮阳罩结构的五个细如发丝的层中的每一层,今天(1 月 4 日)取得了天衣无缝的成功。它的完成极大地缓解了在其三个十年的开发过程中参与该项目的数千名工程师,以及世界各地热切期待韦伯开创性观察的无数科学家。

“昨天,我们认为我们不会通过前三层,”詹姆斯韦伯太空望远镜的天文台经理基思帕里什在今天部署期间的美国宇航局网络直播中说。 “但是团队完美地执行了每件事。我们昨天只打算做一个,但进展顺利。他们说‘嘿,我们可以继续前进吗?’我们几乎不得不让他们退缩一点。”

今天,使用一个复杂的电缆和电机系统实现了遮阳罩五层中每一层的正确张力,该系统在菱形遮阳罩的拐角处拉动。

周一(1 月 3 日)开始对遮阳板的菱形层进行精心收紧。NASA 最初预计每层需要一天时间,但到第一天结束时,三层成功拉紧,最后两层在周二(1 月 4 日)收紧。

第四层的成功部署在美国东部标准时间上午 10 点 23 分(格林威治标准时间 1523 年)得到确认,因为望远镜在距离地球约 546,000 英里(879,000 公里)处巡航。最后的第五层在美国东部标准时间下午 12:09(格林威治标准时间 1709 年)紧张,得到了控制团队的欢呼和掌声。

“这是一个非常重要的时刻,我只想祝贺整个团队,”在确认第五层完成后,可以听到其中一位运营经理在网络流中说。“我们还有很多工作要做,但是部署遮阳罩真的非常非常大。”

这种遮阳板部署在地球上经过了彻底的测试,但即使是最高技术的测试实验室也无法完全模拟失重和外太空中存在的其他因素的影响。如果出现任何问题,耗资 100 亿美元、耗时大约 3 年建造的整个任务可能会处于危险之中。

詹姆斯韦伯太空望远镜的设计目的是研究红外波长的宇宙,因此它的敏感探测器必须非常冷才能按设计工作。

由于韦伯观察到红外光或热量,因此必须将其保持在极冷的温度下,以免韦伯产生的热量掩盖其观察结果。通过反射来自地球的太阳辐射和热量,遮阳板使韦伯保持完全寒冷。

韦伯探测器的最终目标是探测来自最遥远恒星和星系的极其微弱的光线,这些光线在大爆炸后的最初数亿年内照亮了黑暗的宇宙,韦伯的探测器需要非常灵敏。望远镜发出的任何热量都会使那些探测器眼花缭乱,并使微弱的珍贵信号黯然失色。

“我们每层的温度大约下降 100 华氏度(55 摄氏度),”Parrish 说。他补充说:“我们在高温侧和我所说的天文台上最冷的温度(仪器探测器)之间得到了大约 600 华氏度(330 摄氏度),”它们的运行温度约为负 400 华氏度(负 235 摄氏度)。

克服一切障碍

这项具有挑战性的行动是在地球上的人类与最近发现的 Omicron 变种所带来的新的 COVID-19 病毒激增作斗争时进行的,这迫使许多团队成员被隔离。

帕里什说:“一直以来的挑战之一是那些在这方面工作了很长时间的人,我们不得不隔离他们。” “幸运的是,在这个时代,我们可以让他们连接到我们的运营循环,他们可以从任何地方远程帮助我们。”

詹姆斯韦伯太空望远镜正在前往距离地球约 930,000 英里(150 万公里)的地球-太阳拉格朗日点 2 (L2)。L2 是太阳和地球之间的五个点之一,两个物体的引力相互作用使物体相对于两个物体保持稳定的位置。詹姆斯韦伯太空望远镜将因此绕太阳运行,与地球永久对齐,躲避恒星灼热的光线。

随着遮阳板现在完全展开并拉紧,操作团队将继续部署望远镜的副镜。

“从今天晚上开始,我们将启动一些加热器来开始加热实际用于部署我们的次镜系统的电机,”Parrish 说。“我们会把它加热起来,我们会继续努力的。”

韦伯将在 1 月底达到 L2。一旦瞄准镜到达,它将被完全展开,包括它的 21 英尺 4 英寸宽(6.5 米)的主镜,由于它的大尺寸,它也必须折叠才能发射。

镜子的 18 个镀金六边形部分需要 100 天才能冷却到其工作温度。只有在那之后,它们才会被仔细对齐,使它们之间的接缝完全光滑,让天文学家能够拍摄到最遥远宇宙的清晰图像。该望远镜是有史以来建造的最复杂、最昂贵的太空观测站,预计将在 2022 年夏天拍摄第一张照片。

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