美國宇航局(NASA)已經(jīng)完成了對詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)遮陽裝置的里程碑測試,該遮陽裝置將保護旗艦望遠鏡免受太陽輻射,從而揭開宇宙的秘密,該望遠鏡因一系列延誤和預(yù)算超支而受到打擊,目前預(yù)計將在2021年3月30日左右發(fā)射。
JWST的啟動和后續(xù)部署非常復雜。即使按高標準的太空探索,這也是一項高風險的工作。為了適合Ariane 5運載火箭的整流罩,這種巨大的結(jié)構(gòu)將像折紙藝術(shù)一樣被折疊。到達軌道后,隨著望遠鏡有條不紊地展開,緊張的時期將隨之而來。
這個復雜的過程將從詹姆斯·韋伯太空望遠鏡部署在整個任務(wù)過程中為其供電的太陽能電池陣列開始。一旦越過月球軌道,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡便展開其遮陽板托盤,并展開將望遠鏡結(jié)構(gòu)與保護元件分開的塔架。然后隨著六邊形結(jié)構(gòu)逐漸成形,釋放并拉緊遮陽膜的發(fā)射約束。最后,望遠鏡的宏偉的金色鏡面滑入到位。
如果一切按計劃進行,可操作的JWST將定位在大約一百萬英里之外,相對于太陽和地球的固定軌道點,即第二個拉格朗日點。下一代望遠鏡將有可能自此進行詳細的觀察,從而可能深刻改變我們對宇宙的理解。但是,望遠鏡的成功完全取決于其遮陽裝置的性能。
完全展開后,遮陽裝置大約相當于網(wǎng)球場的長度。該結(jié)構(gòu)由五個不同的聚合物層(稱為Kapton)組成。防護罩的外層還經(jīng)過蒸鍍鋁處理,以幫助將熱量從望遠鏡反射出去。 發(fā)射后,遮陽板的底面將被定向為不斷面對太陽,將望遠鏡的結(jié)構(gòu)浸入多年生的陰影中,從而為JWST賦予凝視宇宙遙遠的理想條件。最接近太陽的兩個防曬層(最高可達到383開氏度/110攝氏度的溫度)涂有處理過的硅,可偏轉(zhuǎn)紫外線,否則會干擾觀測。
如果遮陽裝置能夠正常工作,則望遠鏡的“夜晚”將承受約36開氏度(零下237攝氏度)的溫度–這是操作望遠鏡的敏感紅外儀器的絕佳溫度。
“這是第一次通過航天器電子設(shè)備并在上面裝有望遠鏡來展開和拉緊遮陽裝置,”NASA戈達德太空飛行中心的JWST遮陽裝置項目經(jīng)理James Cooper說?!耙虼?,該部署在視覺上令人驚嘆,而且完成起來具有挑戰(zhàn)性?!?/p>
在較早的測試中,遮陽裝置在部署過程中被損壞,遭受了其他問題,從而推遲了發(fā)射進度。在最新的測試部署中,工程師觀察到巨大的銀色結(jié)構(gòu)就位。活動期間使用滑輪和重物模擬了零重力環(huán)境。仔細測量每一層的張力。值得慶幸的是,測試按計劃進行,表明防護罩已成功通過了早期的測試,并在另一側(cè)完全發(fā)揮了作用。
該小組現(xiàn)在正忙于重新組裝遮陽裝置,然后再進行進一步的電氣和機械測試。然后,JWST將在其備受期待且迫在眉睫的發(fā)射之前進行進一步的模擬部署。