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美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜是一台非常艰难的机器

2019-08-01

美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜是一台非常艰难的机器

美国宇航局的哈勃太空望远镜的继任者詹姆斯韦伯太空望远镜目前计划于 。 但在此之前,航天局需要确保仪器足够坚固以在恶劣的太空环境中生存,并确保JWST正在进行各种测试。

在美国宇航局网站上的一份声明中,JWST的副项目经理(技术)Paul Geithner解释说,发射过程中振动产生的机械应力只是望远镜经历的许多压力条件中的第一个。 此外,JWST还必须应对由空间温度变化引起的收缩和膨胀。 这对于星载天文台在太空中存活多年来是必要的。

为了评估JWST承受振动的能力,盖特纳表示,测试团队将其预期在太空中承受的振动强度提高了两倍。 测试振动以两种方式产生,一种用于5-100Hz的频率,另一种用于更高的频率。 第一种方法是将望远镜放在一个大平台上,该平台连接到一个大电磁铁上以产生震动。 另一种方法是将它置于声学室中,大型扬声器通过“声音震耳欲聋的声音”产生振动。

JWST将在距离地球100万英里的地方绕太阳运行,在一个称为第二个拉格朗日点或L2的点上。 平均距离太阳大约9400万英里,没有内部热量来加热,望远镜需要能够在寒冷的环境中完全运行。 盖特纳在称,NASA的低温测试在低至10开尔文(零下442华氏度)的温度下检查了望远镜。

这种低温实际上是JWST正常工作所必需的,JWST是一种红外望远镜。 如果望远镜的仪器辐射自己的热量,它可能会干扰望远镜的天文观测。 为确保来自太阳的热量不被仪器吸收,它们被大型遮阳罩遮挡。 五层遮阳板的大小与网球场相同,由杜邦公司设计的特殊塑料制成。

望远镜朝向太阳的一侧也面临太阳辐射的危险,因为JWST的L2位置会将其置于地球的保护磁场之外。 盖特纳说,为了防止来自太阳的带电粒子对仪器造成损坏,JWST朝向太阳的一侧的电子设备被“硬化,屏蔽和接地”。

即使选择用于建造JWST的材料也可以在其坚固性方面发挥明显的作用。 例如,许多望远镜的镜子都是由铍制成的,铍是一种重量轻,坚硬,坚固且在低于100开尔文温度范围内尺寸稳定的元素。 这意味着它几乎会在JWST运行的温度范围内停止收缩或扩展。

尽管采取了所有预防措施和测试,如果望远镜发射后出现问题,至少在理论上可以进行一些维修。 机器人手臂可以用来抓住望远镜,它将被安装在将火箭传送到轨道的火箭上。 但盖特纳非常清楚“服务的机会和好处是有限的。”


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责任编辑:庆帘