金色镜子 美国宇航局新的黄金太空望远镜

金色镜子：美国宇航局新的黄金太空望远镜

美国宇航局正在准备发射其最好的太空望远镜，它将通过金色镜子凝视星星。它不是一个单独的部件，而是由铍制成的18个部分的阵列 - 一种既强又轻的稀有金属 - 并且涂有微观的纯金层，以获得最大的反射率。它横跨高达21英尺(6.5米)的高度。

“一镜这个大以前从未被发射到太空，写道：”李范伯格，光学望远镜元经理詹姆斯·韦伯太空望远镜在美国航空航天局，在电子邮件采访。

该望远镜预计于2021年3月30日发射，是一个价值88亿美元的项目，将为天文学家提供前所未有的宇宙观。

费伯伯格说：“韦伯将解决我们太阳系的神秘面纱，远眺其他恒星周围的遥远世界，探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。”

Webb旨在成为1990年发射的哈勃太空望远镜的更有能力的继承者。

与在大约340英里的高度环绕地球轨道运行的哈勃望远镜不同，韦伯将在距离称为“L2”的特定位置向空间发送近100万英里。它是五个所谓的拉格朗日点中的一个，特定的稳定区域，来自地球和苏恩的引力以这样的方式平衡，即将物体放置在相对于两个天体的固定位置。因此，望远镜将搭乘空间而不需要发动机或推进装置，同时享受无障碍的视野。

那里也很冷，这奇怪的是NASA想要的。詹姆斯韦伯将能够通过观察宇宙而不是通过可见光(如哈勃望远镜和我们的眼睛)来深入太空，而是通过红外辐射，我们通常将其视为热量。这意味着镜子本身需要超级冷，以避免散发任何可能干扰其自身观察的热量。

“因为温暖的物体发出红外光或热量，如果韦伯的镜子与哈勃望远镜的温度相同，来自遥远星系的微弱红外光将在镜子的红外线发光中消失，”费因伯格说。

为了保护自己免受太阳的温暖，镜子将坐在70英尺的遮阳板上- 只要一个网球场 - 由特殊的耐热材料制成。它看起来像一只巨大的风筝，它将镜子保持在-370°F，或-223°C的凝胶状态，几乎是地球上记录的最冷温度的三倍。

位于奥斯汀的SXSW的全尺寸Webb模型，展示了五层遮阳板。

在太空中展开

每个镜子的18个部分重46磅(20公斤)，跨度4.3英尺(1.3米)，形成一个阵列，使哈勃的7.9英尺主镜相形见绌。

更大的镜子意味着更好的性能。“望远镜的灵敏度，或它能看到多少细节，与收集被观察物体的光线的镜面区域的大小直接相关。更大的区域收集更多的光线，就像一个更大的水桶在雨中收集更多的水淋浴比小的，“费恩伯格说。

但为了使其适合将火箭送入太空的火箭，镜子需要折叠，这就解释了为什么它是由六边形组成的。“六边形形状允许一个大圆形，分段镜子，具有高填充系数，这意味着这些片段无间隙地组合在一起。如果片段是圆形的，它们之间就会有间隙。”

费恩伯格说，一旦进入太空，让这些镜子正确地聚焦在遥远的星系上将是一个挑战。只需要两个月的时间就可以展开望远镜，将其冷却并正确定位所有部分。“将主镜段对准，好像它们是一个大镜子，意味着每个镜子需要对齐到人类头发厚度的1/10000。更令人惊奇的是，在Webb望远镜上工作的工程师和科学家确实发明如何做到这一点。“

应将从法属圭亚那(南美洲)的圭亚那航天中心出发的将阿尔巴内5火箭发射到太空的火箭。图片来源：NASA

为了移动到正确的位置，每个镜子配备六个执行器，或微型机械马达。它们是Webb最具创新性的组件之一，因为它们允许在纳米尺度(百万分之一毫米)内进行精确移动，在一个空间区域，大多数为地球设计的机制都会冻结固体。天文学家需要每隔两周从位于巴尔的摩约翰霍普金斯大学校园内的韦伯地面控制中心微调校准 - 这是以前从未做过的事情。

以20世纪60年代监督阿波罗计划诞生的美国宇航局局长命名的詹姆斯韦伯望远镜已经完全建成，包括镜子。它正在加利福尼亚州雷东多海滩进行测试，准备推迟多次，这是2018年6月推出的最新版本，从2020年推迟到2021年。

NASA表示，各个组件都可以完全运行，但需要进行更多测试才能看到它们如何协同工作。哈勃太空望远镜于1990年发射是令人心碎的惨败：望远镜返回模糊的照片，因为它的主镜由于测试阶段的校准误差而变形。花了三年时间，为期11天的任务和总共35小时的太空行走来修复它。美国宇航局此次需要做到正确，因为与哈勃不同，韦伯将远离太空，无法通过救援任务进入太空。

一名工程师检查了Webb主镜的一部分。

“我们采用了多重策略来确保哈勃错误不会再次发生。我们已经根据从哈勃望远镜获得的经验教训，对所有关键光学参数的预定测试标准进行了交叉检查。我们通过以下方式进行了端到端测试。没有在哈勃望远镜上完成的整个望远镜。我们有一个活动的主镜，即使出现问题也可以进行补偿，“费恩伯格说。

韦伯于1996年首次宣布，全尺寸的望远镜模型已经在世界巡回演出，触及了十几个城市，在公众中建立了预期。金色镜子的美观和令人愉悦的对称性甚至激发了艺术追随者，从绘画到珠宝，美国宇航局自2017年以来一直在庆祝旅游节目。