NASA韋伯望遠鏡將帶著網球場大小的遮陽罩開啟百萬英里旅程
NASA詹姆斯韋伯太空望遠鏡的工程師們已經成功地折疊和包裝了它的遮陽罩,以備今年晚些時候開始百萬英里(約150萬公里)的旅程。遮陽罩是一個五層的菱形結構,有一個網球場那麼大,是經過特別設計的,可以圍繞著望遠鏡的兩邊折疊起來,並適合其運載火箭阿麗亞娜5號火箭的限制。
現在,位於加利福尼亞州雷東多海灘的諾斯羅普-格魯曼公司已經完成了折疊工作,遮陽罩將在發射過程中和望遠鏡在太空中度過的最初幾天裡保持這種緊湊的形式。
遮陽罩的設計是為了保護望遠鏡的光學元件不受任何可能干擾視線的熱源影響,是韋伯最關鍵和最複雜的部件之一。由於韋伯是一台紅外望遠鏡,它的反射鏡和傳感器需要保持在極低的溫度下,才能探測到來自宇宙中遙遠物體的微弱熱信號。
在太空中,遮陽罩的一面總是會反射來自太陽、地球和月球的光和背景熱。熱力模型顯示,最外層的最高溫度為383開爾文,即約230華氏度。同時,太陽盾的另一面將始終面向深空,最冷層的模型最低溫度為36開爾文,約為零下394華氏度。
完全展開後,望遠鏡的遮陽罩尺寸幾乎為70英尺×47英尺(21米×14米)。當收進火箭內部準備發射時,折疊後的太陽盾將被包裝在天文台其他結構之間一個非常狹窄的區域,以塞進直徑18英尺(5.4米)火箭整流罩內的有限空間。
諾斯羅普-格魯曼公司的首席太陽盾設計工程師Jeff Cheezum表示:”我們試圖通過折疊起一個網球場大小的遮陽罩實現的目標,其實並沒有什麼可比性,但它類似於包裝降落傘,就像跳傘運動員需要正確地包裝降落傘,才能完美打開並成功返回地面一樣,韋伯需要它的遮陽罩完美地收起,以確保它也能完美地打開並保持其形狀,以便成功地將望遠鏡保持在所需的工作溫度下。
長達一個月的折疊遮陽罩過程,首先是將五層遮陽罩盡可能平鋪。在部署狀態下,遮陽罩就像一艘多層銀船,因此其固有的曲面給這一步驟增加了一定的複雜性。之後,各層被垂直吊起,並支撐在特殊的支撐設備上,以便對它們進行適當的約束,以便進行折疊。然後,一隊技術人員小心翼翼地將每層膜以之字形折疊,在望遠鏡的兩側形成手風琴狀的膜堆。
第一層遮陽罩的厚度為千分之二英寸(0.005厘米),而其他四層的厚度只有千分之一英寸。對該團隊來說,一個內在的挑戰是折疊如此薄層的精細度。折疊過程中還必須考慮到諸如遮陽罩90根不同的張緊電纜等組件,這些電纜必須以特定的方式收納,以確保太陽盾順利部署。
隨著遮陽罩折疊順利完成,工程團隊已經為遮陽罩在太空複雜部署做好了準備。遮陽罩將在發射後望遠鏡在太空的第一周結束時展開,伸展到其全部尺寸,然後將其五層中的每一層分開並張緊。