作者:徐玢 来源:科技日报 发布时间:2016/2/26 11:06:14
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世界首个折叠发射望远镜完成主镜拼装

 

詹姆斯·韦伯太空望远镜研发人员与望远镜模型的合影。NASA

近日,刚刚在美国戈达德航天飞行中心完成主镜拼装的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)成为关注热点。2018年,它将进入太空,成为第一个折叠发射、在轨拼装的望远镜。人们关心,在发射期间折叠的镜片、遮阳板能否顺利展开?对此,国家天文台研究员平劲松表示,担心这些问题还为时过早。

JWST被很多人称为哈勃望远镜的继任者,其镜面直径达6.5米,接近哈勃望远镜的3倍。中国科学院南京天文光学技术研究所副研究员白华解释说,JWST的主要科学目标之一是宇宙早期形成的第一批恒星和星系,因此需要更加强大的集光能力来探测暗弱天体。而且望远镜的分辨率由它工作的波段和镜面直径共同决定。“为了达到相同的衍射极限分辨率,望远镜工作的波段波长越长,所需要的镜面大小就越大。”白华说,JWST在波长较长的红外波段工作,因此较大的镜面直径才能实现较高分辨率。

为了匹配发射仓的大小,JWST主镜在发射时将被折叠,进入太空后再展开,运用主动光学技术形成最后所需形状的主镜。平劲松介绍说,镜面拼接和主动光学技术并不是新技术。“望远镜镜面在重力作用下会发生形变,通常在使用一段时间后科研人员便会对镜面的形状进行矫正,具体做法是在镜面上施加大小不等的外力,这便是所谓的主动光学技术。” 他说,如今地面上大部分新建的望远镜都已应用主动光学技术。镜面拼接技术则是为了突破制造大面积镜面的技术极限。

目前,我国LAMOST望远镜、上海65米口径射电望远镜,以及在建的500米口径FAST射电望远镜都运用了该技术。“这两种技术在地面望远镜上的运用已经很成熟,只是在太空中的运用略有不同。”平劲松指出,太空中望远镜处于失重状态,主动光学的调整对象不是望远镜的重力形变,而主要是运动形变和热形变,调整模型会有所不同。在拼接镜面时,参考系不再是地面,而是望远镜的基座,操作会有所不同。

同样因为面积太大而必须折叠的还有遮阳板。热源对于红外波段信息会有很大干扰。为防止来自太阳、地球甚至月亮的热量干扰,科学家为JWST配备了大小接近网球场、一共分为5层的遮阳板。美国诺斯罗普·格鲁曼公司JWST项目经理马丁·莫罕说:“这就好像给皮肤上涂了一层防晒指数为120万的防晒油。在这一关键技术出现之前,各种防热材料在反射太阳光的同时,都会因此被加热。”

对于进入太空后遮阳板能否顺利展开的疑虑,平劲松表示,发射升空前会进行充分的遮阳板展开实验。而且JWST的遮阳板一共有5层,发射时共折叠12次,全部展开能有效保障观测效果,但在出现故障的情况下,只要一半面积望远镜就能工作。“距离发射还有2年时间,可以进行大量测试和调试,现在担心镜面能否正确拼装、遮阳板能否顺利展开似乎为时过早。”他说。

 
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