经过数天紧张的展开和各种部件的咔哒声就位,有史以来发射的规模最大、最精密的太空望远镜现已完成。
1月8日,美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜缓慢地将其18个六边形镜片中的最后3个摆放到位,将它们锁定在一起,形成一个6.5米宽的镀金宇宙之眼。 此举为基本上完美的为期两周的工程操作画上了句号——这是自该望远镜圣诞节当天发射以来,太空中尝试过的最复杂的天文部署。
美国宇航局华盛顿特区天体物理学部主任保罗·赫兹说:“韦伯的部署堪称完美。”
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欧洲航天局韦伯项目科学家安东内拉·诺塔说:“我感到非常欣喜若狂。” “当我们观看这台宏伟的机器准备探索宇宙时,我们现在都是历史的一部分。”
耗资100亿美元的天文台仍然面临许多重要任务,例如对齐其镜片并校准其4个科学仪器。 但它已经完成了风险最高的工程操作,没有这些操作,它将无法运行。 这些操作包括展开一个风筝形、网球场大小的遮阳罩,以阻挡太阳的热量照射望远镜,以及定位其主镜和副镜以捕获来自恒星、星系和其他宇宙物体的光线。
光子现在在韦伯的镜片之间弹射,使其成为一个可操作的天文台。 美国宇航局韦伯项目经理比尔·奥克斯在1月5日从马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所任务控制中心进行的网络直播中说:“这令人难以置信。” “我们真的有一台望远镜了。”
平稳的动作
韦伯从法属圭亚那库鲁的欧洲航天发射场发射升空,目前距离地球超过一百万公里。 它应该在1月23日到达其最终目的地,即太空中称为L2的引力稳定点。 从那里,它将研究天文现象,例如宇宙中最遥远的星系、包裹在尘埃中的新生恒星以及太阳系外行星的大气层。
与它的前辈哈勃太空望远镜不同,韦伯探测红外波长的光。 这使其能够窥视以前未探索的领域,但也要求它在极低的温度下工作,以便它可以发现来自遥远宇宙的微弱热信号。 韦伯的遮阳罩对于实现这种低温至关重要。
这就是为什么许多科学家最担心打开它并将其拉伸到位。 发射后,韦伯必须展开两个装有遮阳罩的矩形托盘,展开其保护罩,将其拉成风筝形状,最后拉紧其五层薄纱层。 这个过程已经在地球上的实验室中进行了多次测试,但从未在太空零重力环境下进行过,这可能会带来意想不到的问题。
赫兹说:“我认为我只是担心部署一些又大又软的东西。” 他补充说,没有其他太空天文台拥有这样的遮阳罩,因此它是“新的且不熟悉的”。
任何一个步骤都可能发生灾难性的失败,但没有一个失败。 韦伯在1月4日将其最后一层遮阳罩拉到正确的张力。“当时有很多喜悦——很多解脱,”设计和制造遮阳罩的诺斯罗普·格鲁曼公司位于加利福尼亚州雷东多海滩的工程师希拉里·斯托克说。 赫兹说,在那之后,他不再紧张了。
但其他科学家一直很焦虑,直到第二天,韦伯部署了它的副镜。 这个过程包括将一个巨大的铰接三脚架伸出到望远镜主镜的前面,以将其74厘米宽的副镜锁定到位。 光线从凹面主镜反射并照射到凸面副镜上,副镜聚焦光线并将其送回通过主镜上的一个小孔,进入科学仪器进行分析。 一旦副镜部署完毕,韦伯在定义上就成为了一台可操作的望远镜。
现在冷却
最后一个主要步骤发生在美东时间1月8日上午10:29,当时主镜的最后一片镜片摆放到位。 那个镜子非常大,以至于像遮阳罩一样,它必须折叠起来才能发射,以便安装在将它送入太空的阿丽亚娜5号火箭的顶部。
过去两周的其他成功部署包括摆出一个散热器,该散热器将把多余的热量从望远镜的科学仪器中排出,并将其排放到太空中。
接下来,韦伯将开始调整主镜18个镜片的位置,以对齐它们,从而正确聚焦它们收集的光线。 望远镜也在继续冷却,朝着其约零上 40 °C 或 –233 °C 的工作温度冷却。 目前,在遮阳罩后面的冷侧,温度接近 –200 °C。
在韦伯大约两周后到达L2后,它还需要大约五个月的设置才能开始返回科学成果。 诺塔说:“我迫不及待地想看到第一批数据。”
韦伯花了三十年的时间开发,并多次蚕食了美国宇航局的预算。 欧洲和加拿大航天局也是该项目的合作伙伴。
本文经许可转载,并于2022年1月8日首次发表。