詹姆斯?韦伯要上天

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  “大约137.98亿年前,一个致密高热的奇点突然爆炸,随后急剧膨胀和演变,直到形成今天的宇宙!因此宇宙时空的尺度极大,有些天体事件已经发生了几亿年,发出的光却到现在才抵达地球……所以詹姆斯·韦伯同学,你的任务是接替哈勃同学,继续观测来自遥远太空的信息!”在2018年太空望远镜“交班”大会上,科学家语重心长地说。
  “哈勃同学,听说你帮人类解决了很多观测难题,还在太阳系外发现了多颗行星!可你在太空一呆就是20多年,想必会很冷、很寂寞吧?”


  “我围绕着地球上空旋转,不时还有宇航员来给我维修保养、聊天解闷!倒是韦伯同学你,听说要被发射到距离地球150万千米外的遥远太空!那里冷得要死,辐射又多,更没法派宇航员过去,搞不好还会被外星生物盯上……想必你的设计非常精密,不然要是病了,人类可只能干着急!”
  韦伯的脸色顿时沉了下来,的确,为完成前辈们望尘莫及的任务—观测宇宙大爆炸发生2亿年后的场景!韦伯的视力很好(配有超高性能的红外观测仪),脸大(主反射镜的面积超过哈勃5倍),配有太空遮阳伞(屏蔽太阳光等干扰光源的巨型遮光板),但光鲜背后,它经历过小考、中考、大考等重重考验和折磨,有着别人难以想象的经历……
  阻挡体味的防护服


  回想起制造过程,韦伯忍不住捂起鼻子—材料中的环氧树脂、润滑剂、溶剂等都会释放气体,那是令韦伯讨厌的味道!气体中的污染物颗粒,一旦挂到精密脆弱的仪器及其零部件上,韦伯就容易生病,而传统的吸气装置又大又笨,很耗费发射成本。为此,研究人员找到了替代品—沸石晶体—它的孔穴粗大,制成涂料并抹到仪器表面后,等于给韦伯穿上一层轻便的防护服,让他再也不用害怕自己的“体味”!
  这不,在NASA的热真空太空模拟器中(模拟航天器处在真空、冷黑和太阳辐射环境中的状态),喷了沸石涂料的测试面板,在气体抵达仪器之前成功地将其捕获。
  只要功夫深,镜片磨得准
  宇宙无边无际,遥远物体发出的光可能非常微弱,韦伯要捕捉它们,每个镜面的抛光误差不得超过10纳米!但光是精心打磨出镜片还不够,科研人员制订了四组完全不同的检查、测试计划,只有当结果的数据完全一致,镜片才通过考试。但如果有细微偏差就会“挂科”,必须修正镜片后进行“补考”!韦伯不堪折磨,向科研人员讨要说法,得到的回答是:“成功发射后,你的每块镜片都会借助马达,在10纳米的精度内调整形状和朝向!更何况是镜片本身的精度呢?”
  镜面镀了层土豪金
  韦伯的镜面涂有薄薄一层24K金,尽管这并不像它所说的那样,是尊贵和王者的象征,而是科研人员考虑到利用黄金能把98%的光线反射,普通镜面只能反射85%!不过,这也足以令即将退役的哈勃同学羡慕不已。
  用飞雪洗个澡
  韦伯常说自己的眼里容不得一粒沙子,确实,一点灰尘都会大大影响其观测精度!但镜面比人的眼睛还要脆弱,稍不留神就会损伤,想必清洁不能靠擦!
  “呼—”见工程师拿着莫名其妙的高压喷嘴,冲自己的镜面快速喷射着什么,韦伯恨不能捂住自己的脸。“别怕,这是二氧化碳‘雪’—高速运动的二氧化碳小颗粒!它迅速膨胀喷射出来,能形成高速流体,快速彻底地帮你洗个澡!我们已经拿测试镜片多次练习,保证它不会划伤你的镜面!”“确实蛮舒服的……”韦伯已经开始享受这项服务了,在后来的测试前,它总会主动要求洗澡—“别磨蹭,快点喷啊!”
  奢华的巨型遮阳伞
  令韦伯自豪的另一项配置,是它那SPF值(防晒系数)达到100万的超级遮阳伞—5层结构、接近网球场大小的巨型遮阳装置!张开这把伞,炎炎烈日,或者其他外部热源的侵扰,都会被隔绝在外,让韦伯始终“冷静”地观测太空。
  长满尖牙的辐射测试
  太空好似一个巨大的微波炉,各种天体向外辐射着电磁波,甚至是形成宇宙射线的高能粒子!韦伯的科学仪器将始终处在辐射状态下,怎会不紧张呢?
  这次,韦伯的仪器被送进一个“浑身是刺”、安静得令人发毛的实验室中!它正在忐忑,工程师穿着防护服进来了,“别怕,这里是电磁干扰实验室,我们将通过电磁辐射评估你的“身体器官” —各种仪器—受辐射干扰的可能性!这种测试必须在无回声室内进行,而周围墙壁上突出的物体,用来减少电磁波的反射,确保测试的可靠性。”韦伯这才放下心里负担,配合研究人员,让他们根据测试结果来制定对策。
  在极端寒冷中工作
  由于太空的平均温度为零下270.3℃!就算韦伯耐冻,也要确保它的红外观测仪(用来捕捉遥远天体的红外光)能正常工作。这必须经受NASA热真空太空模拟器的另一项测试—电源接通后,热真空室外部的气泵会把空气抽干,使室内形成真空状态,再将温度调低到接近绝对零度(零下273.15℃)的水平!这是一场超过百天的持续测试和观察,还好,韦伯的红外观测仪等仪器没出毛病,一直顽强地运行着。
  “哈勃同学,你的使命已经光荣完成,而詹姆斯·韦伯将进入第二拉格朗日点进行观测,为科学家分析宇宙、太阳系的诞生和进化,带来极大的帮助!在天文观测史上,你们都将永载史册!”仿佛注视着换届的优秀学生,科学家一脸欣慰和期待。
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