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哈勃接班人——詹姆斯韦伯望远镜炼成记

牧夫天文  · 公众号  · 科学  · 2017-05-05 07:18

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哈勃接班人——詹姆斯韦伯望远镜炼成记

     NASA的詹姆斯韦伯望远镜已经成功通过曲率中心测试。对已经组装好的主镜来说,这是在进行低温测试前的一项重要光学性能检测。同时,这也是在马里兰州格林贝尔市的NASA戈达德太空飞行中心进行的最后一项测试,之后韦伯将会被送往休斯顿市约翰逊航天中心进行更多实验。

     

      在经历了模拟火箭发射时产生的巨大压力的严格的环境测验后,戈达德的韦伯望远镜团队分析了这次至关重要的光学测试的结果,并于测试前的测量数据比较。他们得出结论:韦伯主镜光学系统毫发无损地通过了这项测试。

      

      “继在戈达德成功完成组装和通过测试之后,韦伯望远镜即将开启它的下一段征程。我们能达到这一步,全靠来自NASA,我们的行业和国际合作伙伴,以及学术界的人才所组成的巨大的团队,”美国宇航局韦伯望远镜项目经理Bill Ochs说,“尽管我们在戈达德和韦伯说再见时很难过,然而知道它将继续在约翰逊航天中心那里开始低温测试又让我们很兴奋。”

詹姆斯·韦伯空间望远镜是世界上最先进的空基天文台。 这个工程奇迹旨在破解宇宙中一系列最大的谜题:从发现大爆炸之后形成的第一批恒星和星系,到研究地外行星的大气。 它是NASA,欧空局(欧洲航天局)和加拿大航天局的联合项目。

      火箭发射产生的巨大震动和噪音可能会损坏飞船及其搭载的望远镜。在戈达德,工程师模拟发射时的声音和震动环境对韦伯进行了测试,来保证它在严苛的发射环境中不会受损。

      

      工程师还为韦伯量身定做了一个干涉仪,用于在环境测试期间检测韦伯望远镜主镜的形变情况。通过干涉仪记录和测量不同波长的光干涉时所产生的环状条纹来检测镜片产生的微小形变。

      

      众所周知,可见光的波长要小于一微米,而韦伯望远镜必须比一微米校准得更精确才能正常工作。通过激光测量镜面形状和位置可避免物理接触或损坏(对镜子的划痕)。 所以,科学家们用光的波长差进行微小的测量。用干涉仪测量从光学器件反射的光,能够探测出反射镜在进行发射测试或低温测试时可能发生的形状或位置的极小变化。


      在一项主镜测试中,洁净室内的温度和湿度条件必须保持非常稳定,以尽量减少那些干扰敏感光学测量结果的波动。 即便如此,洁净室中还是存在着微小的振动,干扰测量结果。所以干涉仪被设计成高频的,每秒钟拍5,000帧照片,甚至比洁净室背景振动还要快。 这让工程师得以排除与镜子形变无关的干扰因素,并获得可信的、排除干扰的形变结果。


      “有些人认为,在这种级别的洁净室中测量这种尺寸和复杂性的铍镜是不可能的。但是团队进行这些测量的方法非常巧妙,所以试验结果让我们能够很自信地说,我们有一个非常出色的主镜。”韦伯望远镜的光学元件经理Lee Feinberg说。

2016年11月的艺术家活动期间于詹姆斯·韦伯空间望远镜前拍摄的Jedidiah Dore的墨水和水彩草图画。

版权:Jedidiah Dore

      韦伯望远镜将被运送到约翰逊航天中心,在真空环境和极冷的运行温度下进行端到端光学测试。 然后,它将继续前往加州雷东多海滩的诺斯罗普·格鲁曼航空航天系统,为2018年发射做最终装配和测试。

『天文湿刻』 牧夫出品

微信号:astronomycn

探索

via NASA


作者:鲍勃  · 金(Bob  king)

翻译:陈艳玲  |  校对:陆寅枫

编排:陈艳玲  |  配乐:解仁江

责任编辑:解仁江

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