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首個折疊發射望遠鏡能否不負重托

  • 發佈時間:2016-02-26 01:30:46  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  近日,剛剛在美國戈達德航太飛行中心完成主鏡拼裝的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)成為關注熱點。2018年,它將進入太空,成為第一個折疊發射、在軌拼裝的望遠鏡。人們關心,在發射期間折疊的鏡片、遮陽板能否順利展開?對此,國家天文臺研究員平勁松表示,擔心這些問題還為時過早。

  JWST被很多人稱為哈勃望遠鏡的繼任者,其鏡面直徑達6.5米,接近哈勃望遠鏡的3倍。中國科學院南京天文光學技術研究所副研究員白華解釋説,JWST的主要科學目標之一是宇宙早期形成的第一批恒星和星系,因此需要更加強大的集光能力來探測暗弱天體。而且望遠鏡的解析度由它工作的波段和鏡面直徑共同決定。“為了達到相同的衍射極限解析度,望遠鏡工作的波段波長越長,所需要的鏡面大小就越大。”白華説,JWST在波長較長的紅外波段工作,因此較大的鏡面直徑才能實現較高解析度。

  為了匹配發射倉的大小,JWST主鏡在發射時將被折疊,進入太空後再展開,運用主動光學技術形成最後所需形狀的主鏡。平勁松介紹説,鏡面拼接和主動光學技術並不是新技術。“望遠鏡鏡面在重力作用下會發生形變,通常在使用一段時間後科研人員便會對鏡面的形狀進行矯正,具體做法是在鏡面上施加大小不等的外力,這便是所謂的主動光學技術。” 他説,如今地面上大部分新建的望遠鏡都已應用主動光學技術。鏡面拼接技術則是為了突破製造大面積鏡面的技術極限。

  目前,我國LAMOST望遠鏡、上海65米口徑射電望遠鏡,以及在建的500米口徑FAST射電望遠鏡都運用了該技術。“這兩種技術在地面望遠鏡上的運用已經很成熟,只是在太空中的運用略有不同。”平勁松指出,太空中望遠鏡處於失重狀態,主動光學的調整對象不是望遠鏡的重力形變,而主要是運動形變和熱形變,調整模型會有所不同。在拼接鏡面時,參考係不再是地面,而是望遠鏡的基座,操作會有所不同。

  同樣因為面積太大而必須折疊的還有遮陽板。熱源對於紅外波段資訊會有很大干擾。為防止來自太陽、地球甚至月亮的熱量干擾,科學家為JWST配備了大小接近網球場、一共分為5層的遮陽板。美國諾斯羅普·格魯曼公司JWST項目經理馬丁·莫罕説:“這就好像給皮膚上涂了一層防曬指數為120萬的防曬油。在這一關鍵技術出現之前,各種防熱材料在反射太陽光的同時,都會因此被加熱。”

  對於進入太空後遮陽板能否順利展開的疑慮,平勁松表示,發射升空前會進行充分的遮陽板展開實驗。而且JWST的遮陽板一共有5層,發射時共折疊12次,全部展開能有效保障觀測效果,但在出現故障的情況下,只要一半面積望遠鏡就能工作。“距離發射還有2年時間,可以進行大量測試和調試,現在擔心鏡面能否正確拼裝、遮陽板能否順利展開似乎為時過早。”他説。

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