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韦伯望远镜镜子结构
韦伯望远镜是由18块直径1.32米的六边形镜子组成,整体直径是哈勃望远镜的三倍。
这个镜子是美国科信隆公司用一年半的时间研磨出来,铍这种金属本身是银白色的,但是大家看到的镜子是金色的,因为上面镀了金,目的是为了让这个镜子只反射金色,也就是黄色以上波长的一些光线。
除此之外,NASA还在镜面上多了一层非常硬的膜,因为宇宙空间中有很多飞沙走石,有毫米级的小陨石飞行速度达到每秒十公里,就是步枪子弹十倍以上的速度打在这个镜子上,而要保证陨石打上去不能碎,有划痕都不行。
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太空陨石
而韦伯望远镜从发射到现在才过去8个月,已经经历了5次撞击。
其中4次都没什么事,但是有一次,在上面撞了一个坑,这个坑对这个观测精度就会有影响,但是镜子后面有很多高级的马达能够微调整,现在说是用这个马达就可以把它这个误差给调整过来,还可以继续用,不然这个镜子就废了,100亿就没了。
为了让这18面镜子,每一面镜子都可以精密地移动,所有镜片后面都安装了7个高精度的马达,让这个镜片能够每次移动5纳米,以保证其精密。
还有镜子前面有一个像接数器的东西,其实这也是一面镜子采集下来的光线,经过四次的反射,才能进到镜子后面的仪器里面去,真正的感光元线在镜子的后面,镜子的后面有很多重要的仪器,其中最重要的一个就是一个近红外线照向器,就是四个感光元线,每个大概是2K的解析度。
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韦伯望远镜接数器
为什么要带冰箱上去?
伟因为伯望远镜除了配置近红外线照相机之外,里面还有个中红外线照相机。
而在实际中,中红外线的波长要比近红外线稍微长一点,更容易观测更远的星球。但是,它们都是红外线,会存在互相干扰。为了防止这个问题,所以照相机要待在一个特别冷的地方,因为低温可以有效防止机器发热,减少红外线的干扰。
现在近红外线相机正常运作时,在宇宙空间那个地方是零下220度左右,这个温度下,红外线不发热,这个近红外线状态机就可以正常运作了。
但是中红外线,就是零下230度,也可能发出中红外线干扰它的拍摄,所以这个照相机要所在的温度更低,多低呢?
要零下266度,所以这个照相机是带着一个冰箱上去。就给它放在一个冰箱里,这个冰箱是液态的,所以在地球上我们要给它弄个特别冷的东西 - 液态氮。液氮是零下196度,远远不够,它要零下266度,就只能用液态氦,液态氦是零下268度,就可以保证排除中红外线的干扰,让它接受的中红外线都是从宇宙空间传来的。
温度控制
那接下来,我们来介绍一下它如何控制温度,让它能保持在那么冷的环境下。大家看资料图片的时候可能注意到这个望远镜下面有一个像帆一样的东西,这个其实是个太阳伞。因为,这个照相机是用来捕捉宇宙中极远处的红外线。而太阳就会发出很多的红外线,地球也发出红外线了,为了屏蔽这些干扰的红外线,就用到这个帆。
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这个帆永远和它的观测方向相反,就能挡住后面的红外线干扰,而且有这个帆的存在,太阳永远照不到它,它就一直很冷,就能够保持在零下230度左右。而这个帆总共是五层结构的,每一层隔绝90%的热量,五层的话基本上就没有热量了。它长22米,宽10米,基本上跟个网球场那么大,这个东西和我们家里用的锡纸是一个原理的,但是它比锡纸结实很多。
有多结实呢?