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公司 2016-1-05 10:12

为了观察宇宙,他们打算把直径 6.5 米的镜子拆散运到太空再组装

对于宇宙,人类现在所了解和看到的只是极少的一部分。1990 年发射升空的哈勃空间望远镜算是极具里程碑的一步。

将望远镜发射到太空,影像不再受大气湍流的扰动、视相度绝佳,且无大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。这也让镜片尺寸仅 2.4 米的哈勃望远镜成为了天文史上最重要的仪器。

但让哈勃更加出名的还是围绕着它进行的数次维护,NASA 数次专门发射太空飞船对哈勃进行维护和更新。但今年已经 26 岁的哈勃也到了要退休的年龄,而它的继任者就是詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)。

Gizmodo 报道,去年 12 月他们宣布建造过程已经过半,而它的最大亮点就是由 18 个六角形小镜面组成直径 6.5 米的主镜面。虽然数字还停留在个位数,但在航空航天的角度来看这已经是一个相当大的尺寸。

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已经初步成型的望远镜

想要制造直径 6.5 米的镜面并且将其运送到太空中几乎就是件不可能的事,于是工程团队采用了一种全新的办法——将 18 个小镜面折叠之后发送到太空,在太空中让望远镜自己展开形成主镜面。

听起来似乎很简单,但这架望远镜的光学元件负责人 Lee Feinberg 从另外一个角度说明了这一过程的难度:

”我们将在太空实现望远镜镜片的校准,每一个小镜片的对准误差只能有 1/10000 人头发丝直径。最重要的是,这件事从前没人做过,即便是上一个里程碑哈勃望远镜。“

除了精度,整台望远镜还不得不在宇宙的极度寒冷中正常工作,实际温度仅比绝对零度高出几十度。他们最终选择了用铍来制造镜子,然后再加上 5 厘米厚的反射层和网纹北部支撑。这些镜面被抛光到平均粗糙度小于十亿分之一英寸(大约 20 纳米),最终再在真空室中附着上一层蒸发的金子。

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镀金前后的镜片差异很大

为了实现镜片的精确调整,每个镜片都有 6 个马达来进行调整,这也是专门为詹姆斯·韦伯太空望远镜研制的,以便让最终对镜片的调整能够接近纳米级。

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18 个小镜片的位置精确调整模块

从目前的进度来看,詹姆斯·韦伯太空望远镜很有可能可以比原定的 2018 年更早地发射到太空中去。接近 3 倍的直径带来的更大进光量以及更加先进的感光元件,能够让人类更加清晰的看宇宙,这其中的科学研究价值不言而喻。

题图&插图来自 NASA

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