美国韦伯望远镜完成镜面黄金镀膜程序

2011-9-20 13:57 来源: 新浪
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  这是首批完成镀膜工艺的6片镜面,它们现在正在宇航局马歇尔空间飞行中心准备接受超低温性能测试。

  北京时间9月20日消息,美国宇航局下一代空间望远镜——詹姆斯·韦伯空间望远镜日前迎来其建造过程中的一个里程碑。位于新泽西莫尔斯顿(Moorestown)的量子镀膜公司(Quantum Coating Inc)完成了对其镜面的镀膜程序。

  韦伯望远镜的镜面需要一层极薄的黄金镀层,以便很好地反射并聚焦红外光进入其科学设备。这一镀膜程序将赋予韦伯望远镜感知宇宙中最微弱红外辐射的能力。升空之后,其使命将是对宇宙中最遥远的天体进行观测。

  宇航局戈达德空间飞行中心光学望远镜部门的詹姆斯·韦伯空间望远镜主管李·费恩伯格(Lee Feinberg)说:“按时完成所有镜面镀膜程序是望远镜研制成功之路上的又一胜利。这些镀膜达到了设计要求,这将确保望远镜的科学探测能力。”

  韦伯望远镜拥有21块镜面,其中的18块将共同拼接成一块6.5米口径的主镜面。镜面主体使用铍制成,之所以采用这种特殊材料是看中它的高强度,轻质量,以及在超低温环境下的稳定性。不过纯的金属铍在近红外波段的反射性并不是理想,因此每块分镜面的表层都必须镀上大约0.12盎司的黄金。最终的分镜面每块直径1.5米,最后的一块也已经完成了镀膜工艺程序,从而宣告镀膜环节的完成。

  韦伯望远镜普遍被称为是下一代空间望远镜,是现役哈勃空间望远镜的接班人。这是人类迄今建造过最强大的空间望远镜,它可以观察到宇宙中形成的第一批星系,并对围绕遥远恒星运行的行星世界进行探测。这一雄心勃勃的项目是美国宇航局,欧洲空间局以及加拿大航天局联合实施的大型空间项目。

  镜面的生产始于8年前,当时生产的只是铍质裸镜面而已,这种金属的硬度非常高,它将构成望远镜的支撑件主体,维持望远镜在太空超低温环境下的运行。望远镜的镀膜工作则始于2010年6月。

  根据与项目承包商鲍尔宇航技术公司以及诺斯罗普-格鲁曼公司达成的协议,量子镀膜公司兴建了一座新的清洁车间以及新的镀膜设备来专门为这种大型镜面进行镀膜操作。在此之前,该公司已经花费将近两年时间进行技术研究,以便满足韦伯望远镜镀膜所需要的在平整度,超低温性能,耐受性,抗压性以及反射率等方面的苛刻指标。

  在镀膜过程中,金被加热至熔化,温度大约为1371摄氏度,使其蒸发并吸附在镜面上。根据要求,镀膜的厚度是120纳米,大致相当于100万分之一英寸,或更形象的说:人类头发丝的200分之一。

  量子镀膜公司总裁伊恩·史蒂文森(Ian Stevenson)说:“在此次镀膜操作中我们遇到了很多技术挑战。其中最大的挑战便是所有的飞行硬件的镀膜都必须确保一次成功,不允许有任何瑕疵。”

  随后这些镜片被送往科罗拉多州的鲍尔宇航技术公司车间内进行进一步处理。然后它们还要被送往亚拉巴马州亨茨维尔的宇航局马歇尔空间飞行中心,在零下240摄氏度的极端低温环境下接受测试。预计今年年底所有镜面都将完成本轮测试。