科学探索|詹姆斯-韦伯太空望远镜已经冷却到最终温度了吗?--差不多

NASA詹姆斯-韦伯太空望远镜上的中红外仪器(MIRI)现在被一个气态氦低温冷却器冷却到7开尔文以下 。随着冷却器处于最终状态 , 韦伯团队本周正在操作MIRI仪器以作为望远镜调整工作的第七和最后阶段的一部分 。

科学探索|詹姆斯-韦伯太空望远镜已经冷却到最终温度了吗?--差不多
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当仪器运行时 , 探测器和电子装置会产生热量 , 这些热量则会被低温冷却器平衡 , 从而使MIRI保持在一个稳定的、非常冷的工作温度 。近红外仪器在运行过程中同样也会升温 , 所以必须分散热量 。来自探测器和电子设备的热量则会被辐射到深空 。
现在仪器已经达到了它们的工作温度 , 望远镜镜面也将继续冷却到它们的最终温度 , 不过现在它们还没有完全达到 。主镜段和副镜是由铍(涂有金)制成 。在低温条件下 , 铍有一个很长的热时间常数 , 这意味着它需要很长的时间来冷却或加热 。眼下 , 主镜段仍在冷却 , 这个过程非常缓慢 。
挂在其支撑结构的末端并离任何热源都很远的副镜则是最冷的镜面 , 目前为29.4开尔文 。18个主镜段的温度范围则从34.4开尔文到54.5开尔文不等 。铍镜的一个优点是 , 它们不会像玻璃镜在这些温度下那样随温度变化而改变形状 , 因此温度范围不会影响望远镜的对准过程 。

目前 , 18个镜段中有4个高于50开尔文:它们分别处于52.6、54.2、54.4和54.5开尔文的温度条件下 。这四个镜段发出一些中红外光并到达MIRI探测器 。由于现在所有的镜子温度都低于55开尔文 , 预计MIRI将有足够的敏感度来执行其计划中的科学 , 但这些镜面的任何额外冷却都只会提高其性能 。韦伯团队希望看到镜面再冷却0.5到2开尔文 。
当将望远镜指向一个天文目标时 , 望远镜和遮阳板将一起移动 。遮阳板呈现给太阳的角度被称为指向的“姿态” 。通过五层遮阳板到达主镜的少量余热取决于这个姿态 , 另外 , 由于镜段温度变化非常缓慢 , 所以它们的温度取决于多日平均的姿态 。
在调试期间 , 韦伯目前大部分时间都是对准黄道两极 , 这是一个相对较热的姿态 。在科学运行期间 , 从今年夏天开始 , 望远镜在天空中的指向性分布将变得更加均匀 。对最热的镜段的平均热输入预计会下降一些 , 镜面也会冷却一些 。
在调试的后期 , 团队计划测试镜面的热依赖性对姿态的影响 。他们将把韦伯放在热姿态上几天 , 然后再把韦伯放在冷姿态上几天--这个过程被称为热回转 。这将告诉科研人员 , 当观测站在这些位置上的任何特定时间内 , 镜面需要多长时间来冷却或加热 。
【科学探索|詹姆斯-韦伯太空望远镜已经冷却到最终温度了吗?--差不多】韦伯是否达到了它的最终温度?答案是:差不多了 。