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首個折疊發(fā)射望遠鏡能否不負(fù)重托

  • 發(fā)布時間:2016-02-26 01:30:46  來源:科技日報  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  近日,剛剛在美國戈達德航天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(guān)注熱點。2018年,它將進入太空,成為第一個折疊發(fā)射、在軌拼裝的望遠鏡。人們關(guān)心,在發(fā)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(dān)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(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)研究所副研究員白華解釋說,JWST的主要科學(xué)目標(biāo)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。而且望遠鏡的分辨率由它工作的波段和鏡面直徑共同決定?!盀榱诉_到相同的衍射極限分辨率,望遠鏡工作的波段波長越長,所需要的鏡面大小就越大?!卑兹A說,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(xiàn)較高分辨率。

  為了匹配發(fā)射倉的大小,JWST主鏡在發(fā)射時將被折疊,進入太空后再展開,運用主動光學(xué)技術(shù)形成最后所需形狀的主鏡。平勁松介紹說,鏡面拼接和主動光學(xué)技術(shù)并不是新技術(shù)。“望遠鏡鏡面在重力作用下會發(fā)生形變,通常在使用一段時間后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(xué)技術(shù)。” 他說,如今地面上大部分新建的望遠鏡都已應(yīng)用主動光學(xué)技術(shù)。鏡面拼接技術(shù)則是為了突破制造大面積鏡面的技術(shù)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(shù)。“這兩種技術(shù)在地面望遠鏡上的運用已經(jīng)很成熟,只是在太空中的運用略有不同?!逼絼潘芍赋?,太空中望遠鏡處于失重狀態(tài),主動光學(xué)的調(diào)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(diào)整模型會有所不同。在拼接鏡面時,參考系不再是地面,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。熱源對于紅外波段信息會有很大干擾。為防止來自太陽、地球甚至月亮的熱量干擾,科學(xué)家為JWST配備了大小接近網(wǎng)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(jīng)理馬丁·莫罕說:“這就好像給皮膚上涂了一層防曬指數(shù)為120萬的防曬油。在這一關(guān)鍵技術(shù)出現(xiàn)之前,各種防熱材料在反射太陽光的同時,都會因此被加熱?!?/p>

  對于進入太空后遮陽板能否順利展開的疑慮,平勁松表示,發(fā)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(fā)射時共折疊12次,全部展開能有效保障觀測效果,但在出現(xiàn)故障的情況下,只要一半面積望遠鏡就能工作?!熬嚯x發(fā)射還有2年時間,可以進行大量測試和調(diào)試,現(xiàn)在擔(dān)心鏡面能否正確拼裝、遮陽板能否順利展開似乎為時過早?!彼f。

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