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美国宇航局的詹姆斯韦伯望远镜幸存了低温冰冻 - 外星人检测望远镜有多难?

就在上周,NASA宣布外星人狩猎詹姆斯韦伯太空望远镜已经 。 受到接近绝对零度的温度的影响,这就引出了一个问题:这个庞大的望远镜需要有多强大?

昨天,副项目经理罗盖特纳向美国宇航局埃里克维拉德

12_6_James Webb Acoustic 工程师们于2013年1月16日在马里兰州格林贝尔特使用声学测试仪器开往詹姆斯韦伯太空望远镜的测试仪器 .Chris Gunn / NASA

一瞥宇宙的起源

在回到正轨,天文学家希望望远镜能够回答宇宙中一些最神秘的事物。 通常被认为是哈勃望远镜的继承者,它可以获得 。 对于外星人 - 猎人来说,它将描绘远处系外行星的大气层,帮助科学家们衡量他们是否能够支持生命。

暴力发射

望远镜将承受极其猛烈的发射,撕裂地球的大气层,到达太空深处。 盖特纳说,工程师们已经使用强大的振动测试来测量技术应该如何应对这种极端运动。

工程师使用巨大的电磁动力金属板每秒钟振动望远镜达100次。 为了进一步测试它的耐久性,他们将设备锁定在“声学室”。盖特纳说,“这是一个厚壁的房间,配有大型扬声器,可以产生震耳欲聋的声音。”

“对于像Webb这样的独一无二的文章,我们在地面测试中受到的振动水平大约是在任务期间所承受的两倍,”盖特纳补充道。

12_6_Paul Geithner 詹姆斯韦伯太空望远镜副项目经理保罗盖特纳于11月3日拍摄了照片。 克里斯冈恩/美国国家航空航天局

极端温度

韦伯将面临太空中的极端温度。 来自大爆炸的剩余辐射使空间保持在零下455华氏度的温度,而来自太阳的强烈热爆炸使其路径上的所有东西都炸毁。 地球轨道上的太空行走上的宇航员将面临250至零下250华氏度的温度。

望远镜必须承受寒冷和高温,长达10年。 盖特纳描述了这种工程挑战:“韦伯必须承受在寒冷温度测试中萎缩和膨胀的压力,并再次将其升温 - 当它进入太空时会发生的事情。”

为了测试Webb的材料是否能够适应这些压力而不会变形,NASA使用了低温测试。 这意味着将望远镜放入巨大的冰柜中。

“我们将韦伯望远镜的硬件放入一个大型真空室,关上门,将所有空气抽出,然后通过管道运行液氮和极冷氦气,这些管道与嵌套俄罗斯娃娃的薄”壳“表面交叉真空室内的风格,“盖特纳说。

特殊太阳镜

12_6_James Webb Sun Shield 詹姆斯韦伯太空望远镜受到一个巨大的遮阳板的保护,如图10月23日所示 .Northrop Grumman / NASA

太阳的热射线对Webb望远镜来说是一个额外的挑战,它使用红外光。

盖特纳说:“为了使红外望远镜尽可能灵敏,它的光学和科学仪器需要非常冷,因此它们自身的热量不会使它们对它们试图从天文物体观察到的微弱红外信号视而不见。”

为了使仪器保持极冷,它们将被覆盖在五层特殊塑料中,大小与网球场相当。 “基本上,它看起来像是一个五层巨型银色太空风筝,”盖特纳说。

“bel气”太阳

12_6_Solar Flare 美国宇航局的太阳动力学观测站于2014年12月16日捕获太阳耀斑。 太阳动力学天文台/戈达德太空飞行中心/美国国家航空航天局

韦伯将坐在地球的磁场之外,使其容易受到来自太阳的恒定亚原子粒子的攻击。

盖特纳说:“地球的磁场就像一个偏转器屏蔽物,一直是从太阳喷出的质子和电子。” “这些带电粒子很难用于电子产品。”

太阳有时会以太阳耀斑的形式“射出”粒子,在那里,几个小时内就会射出数年的质子和电子。 Webb的电子产品装在金属盒中,可以为这些事件提供额外的保护。

机器人维护

该望远镜的设计可以在没有维护的情况下存活长达10年。 如果出现问题,Webb只能由机器人提供服务。 对人类来说太冷,只有机器可以想象修理和加油设备。

目前计划于2019年3月至6月期间发射,望远镜可能与哈勃望远镜一样具有影响力。 无论是揭示宇宙的起源,捕捉我们自己的星系的起点还是结束寻找外星生命,我们都只能拭目以待。