NASA韦伯望远镜将带着网球场大小的遮阳罩开启百万英里旅程

NASA詹姆斯韦伯太空望远镜的工程师们已经成功地折叠和包装了它的遮阳罩,以备今年晚些时候开始百万英里(约150万公里)的旅程。遮阳罩是一个五层的菱形结构,有一个网球场那么大,是经过特别设计的,可以围绕着望远镜的两边折叠起来,并适合其运载火箭阿丽亚娜5号火箭的限制。

现在,位于加利福尼亚州雷东多海滩的诺斯罗普-格鲁曼公司已经完成了折叠工作,遮阳罩将在发射过程中和望远镜在太空中度过的最初几天里保持这种紧凑的形式。

遮阳罩的设计是为了保护望远镜的光学元件不受任何可能干扰视线的热源影响,是韦伯最关键和最复杂的部件之一。由于韦伯是一台红外望远镜,它的反射镜和传感器需要保持在极低的温度下,才能探测到来自宇宙中遥远物体的微弱热信号。

在太空中,遮阳罩的一面总是会反射来自太阳、地球和月球的光和背景热。热力模型显示,最外层的最高温度为383开尔文,即约230华氏度。同时,太阳盾的另一面将始终面向深空,最冷层的模型最低温度为36开尔文,约为零下394华氏度。

完全展开后,望远镜的遮阳罩尺寸几乎为70英尺×47英尺(21米×14米)。当收进火箭内部准备发射时,折叠后的太阳盾将被包装在天文台其他结构之间一个非常狭窄的区域,以塞进直径18英尺(5.4米)火箭整流罩内的有限空间。

诺斯罗普-格鲁曼公司的首席太阳盾设计工程师Jeff Cheezum表示:"我们试图通过折叠起一个网球场大小的遮阳罩实现的目标,其实并没有什么可比性,但它类似于包装降落伞,就像跳伞运动员需要正确地包装降落伞,才能完美打开并成功返回地面一样,韦伯需要它的遮阳罩完美地收起,以确保它也能完美地打开并保持其形状,以便成功地将望远镜保持在所需的工作温度下。

长达一个月的折叠遮阳罩过程,首先是将五层遮阳罩尽可能平铺。在部署状态下,遮阳罩就像一艘多层银船,因此其固有的曲面给这一步骤增加了一定的复杂性。之后,各层被垂直吊起,并支撑在特殊的支撑设备上,以便对它们进行适当的约束,以便进行折叠。然后,一队技术人员小心翼翼地将每层膜以之字形折叠,在望远镜的两侧形成手风琴状的膜堆。

第一层遮阳罩的厚度为千分之二英寸(0.005厘米),而其他四层的厚度只有千分之一英寸。对该团队来说,一个内在的挑战是折叠如此薄层的精细度。折叠过程中还必须考虑到诸如遮阳罩90根不同的张紧电缆等组件,这些电缆必须以特定的方式收纳,以确保太阳盾顺利部署。

随着遮阳罩折叠顺利完成,工程团队已经为遮阳罩在太空复杂部署做好了准备。遮阳罩将在发射后望远镜在太空的第一周结束时展开,伸展到其全部尺寸,然后将其五层中的每一层分开并张紧。

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