镜面|耗资百亿美元、花费25年建造的韦伯太空望远镜终于升空!与哈勃有何不同?( 二 )
为使主镜各镜片能够精确聚焦 , 除加工时保持极高的精度外 , 每个镜片背面装有6个微型驱动马达 , 主镜中心还有一个马达 , 用于调整曲率 。 而为了将主镜各镜片对齐 , 形成单一的大镜子 , 每个镜片都对齐到头发厚度的万分之一 。 加上其他仪器的调整动作 , 整个望远镜共装有132个微型马达 。
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▲镜片背部结构
经过多道工序 , 铍镜片最后的质量为20千克 , 单位面积质量仅为哈勃望远镜主镜的十分之一 。 加上马达等部件 , 镜片总质量也仅40千克 , 主镜总质量约720千克 。
第三级镜面是可精细调整的后视镜 , 位于主镜中心突出的黑色鼻锥内 , 也称为后光学子系统 。 主镜捕获的光线经反射后 , 被聚焦于副镜上 , 副镜将光线反射到第三级后镜上 , 再射向可精细调整的后镜 , 最后聚焦于主镜后面排列的科学仪器上 。 该部位安装着星光分析设备或相机 , 使望远镜的视野十分开阔 。
作为哈勃望远镜的后继者 , 它将在哈勃望远镜的基础上提供改进的红外分辨率和灵敏度 , 且红外波谱更宽 , 观测能力更是哈勃望远镜的100倍 。 这对于天文观测来说是一个相当大的提升 。
03
更强大 更“冷酷”
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▲左:“韦伯”望远镜 右:“哈勃”望远镜 (图源:百度百科)
和“哈勃太空望远镜”相比 , 在外型上 , “詹姆斯·韦伯”与“哈勃”望远镜几乎完全不一样 。 韦伯望远镜没有镜筒 , 望远镜的镜筒主要是为了防止杂光影响成像和观测 , 望远镜越大 , 所需要的镜筒也越大越重 。 韦伯望远镜取消了镜筒 , 极大的降低了发射的重量 , 但是为了阻挡杂光的影响 , 它配备了巨大的遮阳装置 。
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▲韦伯望远镜的镜面 。 (图源网络)
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▲在诺斯罗普·格鲁曼集团的厂房里进行展开的五层遮阳伞 。 值得一提的是 , 2018年3月 , 遮阳伞在测试中破了一层 , 直接导致进度推迟至少六个月 。 (图源网络)
遮阳装置的使用 , 使韦伯望远镜具有了降至极低温度的能力 。 哈勃望远镜通常维持15摄氏度工作 , 仅针对可见光和近紫外光进行观测 。 但是韦伯望远镜被设计成可以将自身温度降低到-223摄氏度之下 , 因为自身的温度一旦超过了-223摄氏度 , 它本身的红外辐射就会掩盖掉来自宇宙深处微弱的光量子 , 韦伯望远镜为了观测到近红外光 , 足足配备了五层遮阳伞 , 每层有一个网球场那么大 。 遮阳罩第一层直接面向太阳 , 厚度仅0.05毫米 , 其他四层则为0.025毫米 , 而第五层主要用于防止缺陷、微流星撞击等 。
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