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韦布望远镜开展最关键操作

来源:中国科学报 2022-01-06 15:38:03
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在2021年底发射后,美国的詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)已经开启了描绘宇宙诞生图景的使命。

12月25日12点20分,折叠成紧凑长方体的JWST搭乘阿丽亚娜5号火箭从法属圭亚那升空。大约27分钟后,JWST与火箭分离,并部署太阳能电池板,旨在为推进系统、通信系统及科学仪器提供动力。

JWST的下一个大动作是两次航向修正点火,开启火箭推进器,将望远镜推向绕太阳运行的正确轨道,并最终到达距离地球约150万公里的拉格朗日L2点。

美国宇航局(NASA)的工程师表示,由于之前阿丽亚娜5号火箭精准的飞行,使得这两次点火使用的燃料比预期要少,这意味着JWST将有足够的推进剂,可以“显著”延长其10年预期运行时间。与它的前辈“哈勃”太空望远镜不同,JWST距离地球太远,无法进行维修,因此任何剩余的燃料都有额外的好处。

1月3日,JWST的操作人员开始了该航天器最关键的操作——展开并拉紧它的遮阳板,该遮阳板保护望远镜的敏感仪器免受太阳的强大辐射。

该防护罩由5层轻质隔热材料Kapton制成,宽度相当于一个网球场。部署它的过程繁琐,涉及140多个步骤。如果这一过程执行不当,整个任务可能将处于危险之中。不过,经过地面上多次演练,NASA工程师们对成功充满信心。

“我不期待任何戏剧性的事情发生。”JWST项目经理Bill Ochs在1月3日的新闻发布会上说,“对这一操作来说,最好的事情就是‘无聊’。这就是我们对未来3天的预期——很无聊。”

目前,遮阳板前3层已经展开并收紧,其余的也将被拉紧。然而,根据JWST工程师在地面接收到的数据,该过程可能需要更长的时间。

除了计划中的操作外,NASA工程师们还必须适应JWST上不断变化的环境,比如微调其动力系统,以及考虑遮阳板发动机内部因入射阳光而高于预期的温度。

“我们用了1周的时间观察望远镜在太空中的实际表现。”NASA戈达德太空飞行中心的Mike Menzel说,“在飞行过程中了解航天器的某些特性并不罕见。”

一旦遮阳板就位,下一项重大任务就是部署望远镜的反射镜。1月7日,JWST将首先在主镜前展开一个副反射镜,然后在1月8日和9日展开6.5米宽的主反射镜。

反射镜部署完成后,如果一切按计划进行,JWST将在1月底到达L2。然后,在准备拍摄原始宇宙图像之前,该望远镜还将再用5个月的时间对其仪器和系统进行微调。(李木子)

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