韋伯太空望遠鏡發送回超預期清晰的圖片
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韋伯太空望遠鏡發送回超預期清晰的圖片,韋伯指向了大麥哲倫星雲的一部分,在韋伯的所有傳感器中提供了一個由數十萬顆恆星組成的密集區域。韋伯太空望遠鏡發送回超預期清晰的圖片。
韋伯太空望遠鏡發送回超預期清晰的圖片1
NASA詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的校準工作現已完成。經過全面審查,韋伯已經能夠用其四個強大的機載科學儀器中的每一個捕捉清晰、聚焦良好的圖像。
在完成望遠鏡校準的第七個也是最後一個階段後,韋伯團隊舉行了一系列關鍵決策會議,一致同意韋伯準備好進入下一個也是最後一個系列的準備工作,即科學儀器調試,這一過程大約需要兩個月的時間,之後就可以開始正式的科學觀測行動啦。
美國宇航局戈達德航天飛行中心韋伯光學望遠鏡元件經理說:“這些出色的測試圖像表明,當有一個大膽的科學願景探索宇宙時,各國和各大洲的人們團結起來可以取得什麼樣的成就。該望遠鏡的光學性能遠遠高於我們的預期,韋伯的分鏡現在正將太空收集的完全聚焦的光引導到每臺儀器中,每臺儀器都成功地捕捉到光傳遞給它們的圖像。”
韋伯波前傳感和控制科學家說:“隨着望遠鏡對準工作的完成和我們很多人半輩子的努力,我們在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡任務中終於看到了太空觀測的未來,我們被宇宙創造的交響樂所包圍,到處都是星系。更重要的是,所有圖像數據全部公開,全世界每一個人都能看到史詩一般的宇宙。”
現在,韋伯團隊將把注意力轉向科學儀器的調試。每臺儀器都是一套高度精密的探測器,配備了獨特的透鏡、過濾器和定製設備等等,有助於完成其設計的科學目標,這些儀器的特殊性將在儀器調試階段以各種組合進行配置和操作,以充分確認其科學性。
隨着望遠鏡校準的正式結束,參與每臺儀器調試的關鍵人員已經抵達巴爾的摩空間望遠鏡科學研究所的任務操作中心,一些參與望遠鏡校準的人員已經結束了他們的工作。
儘管韋伯望遠鏡校準已完成,但仍有一些望遠鏡校準活動還需要進行,作爲科學儀器調試的一部分,望遠鏡將被命令指向天空中的不同區域,在這些區域,擊中韋伯的太陽輻射總量將發生變化,以確認在改變目標時的熱穩定性。此外,每兩天進行一次持續的維護觀察將監測分鏡的對準情況,並在需要時進行校正,使所有分鏡始終保持在對準位置。
在這次測試中,也就是在配圖中,韋伯指向了大麥哲倫星雲的一部分,這是銀河系中的一個小衛星星系,在韋伯的所有傳感器中提供了一個由數十萬顆恆星組成的密集區域。
這些圖像描繪了韋伯每一個儀器在望遠鏡焦平面中的相對排列,每個儀器都指向天空中相對彼此略微偏移的部分。韋伯的三種成像儀器分別是NIRCam(此處顯示的圖像波長爲2微米)、NIRISS(此處顯示的圖像波長爲1.5微米)和MIRI(顯示波長爲7.7微米)。
NIRSpec是光譜儀而不是成像儀,但可以拍攝圖像,如配圖中的1.1微米圖像,用於校準和目標採集。NIRSSPEC部分數據中可見的暗區是由於其microshutter陣列的結構,該陣列有數十萬個可控快門,可以打開或關閉,以選擇將哪些光發送到光譜儀。
最後,韋伯的精細導航傳感器跟蹤導航星,以精確地指向天文臺,它的兩個傳感器通常不用於科學成像,但可以拍攝如圖所示的校準圖像。
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NASA詹姆斯-韋伯太空望遠鏡上的中紅外儀器(MIRI)現在被一個氣態氦低溫冷卻器冷卻到7開爾文以下。隨着冷卻器處於最終狀態,韋伯團隊本週正在操作MIRI儀器以作爲望遠鏡調整工作的第七和最後階段的一部分。
當儀器運行時,探測器和電子裝置會產生熱量,這些熱量則會被低溫冷卻器平衡,從而使MIRI保持在一個穩定的、非常冷的工作溫度。近紅外儀器在運行過程中同樣也會升溫,所以必須分散熱量。來自探測器和電子設備的熱量則會被輻射到深空。
現在儀器已經達到了它們的工作溫度,望遠鏡鏡面也將繼續冷卻到它們的最終溫度,不過現在它們還沒有完全達到。主鏡段和副鏡是由鈹(塗有金)製成。在低溫條件下,鈹有一個很長的熱時間常數,這意味着它需要很長的時間來冷卻或加熱。眼下,主鏡段仍在冷卻,這個過程非常緩慢。
掛在其支撐結構的末端並離任何熱源都很遠的副鏡則是最冷的鏡面,目前爲29.4開爾文。18個主鏡段的溫度範圍則從34.4開爾文到54.5開爾文不等。鈹鏡的一個優點是,它們不會像玻璃鏡在這些溫度下那樣隨溫度變化而改變形狀,因此溫度範圍不會影響望遠鏡的對準過程。
目前,18個鏡段中有4個高於50開爾文:它們分別處於52.6、54.2、54.4和54.5開爾文的溫度條件下。這四個鏡段發出一些中紅外光併到達MIRI探測器。由於現在所有的鏡子溫度都低於55開爾文,預計MIRI將有足夠的敏感度來執行其計劃中的科學,但這些鏡面的任何額外冷卻都只會提高其性能。韋伯團隊希望看到鏡面再冷卻0.5到2開爾文。
當將望遠鏡指向一個天文目標時,望遠鏡和遮陽板將一起移動。遮陽板呈現給太陽的角度被稱爲指向的“姿態”。通過五層遮陽板到達主鏡的少量餘熱取決於這個姿態,另外,由於鏡段溫度變化非常緩慢,所以它們的溫度取決於多日平均的.姿態。
在調試期間,韋伯目前大部分時間都是對準黃道兩極,這是一個相對較熱的姿態。在科學運行期間,從今年夏天開始,望遠鏡在天空中的指向性分佈將變得更加均勻。對最熱的鏡段的平均熱輸入預計會下降一些,鏡面也會冷卻一些。
在調試的後期,團隊計劃測試鏡面的熱依賴性對姿態的影響。他們將把韋伯放在熱姿態上幾天,然後再把韋伯放在冷姿態上幾天--這個過程被稱爲熱迴轉。這將告訴科研人員,當觀測站在這些位置上的任何特定時間內,鏡面需要多長時間來冷卻或加熱。
韋伯是否達到了它的最終溫度?答案是:差不多了。
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對於太空迷來說,這是一個激動人心的日子,因爲NASA確認詹姆斯-韋伯太空望遠鏡現在已經完全對準。自2021年12月望遠鏡發射以來,在一個長達數月的過程中,該望遠鏡的鏡面和儀器目前都已部署完畢,另外它還進行了細緻的調整以收集極其清晰、準確的圖像。
這使得望遠鏡能夠觀察到遙遠的天體如星系,如此遙遠,這意味着它將能看到宇宙非常年輕的時候。
當望遠鏡發射時,它必須被摺疊起來以適應其火箭。在前往圍繞太陽的最終軌道的途中,它逐漸展開了它的硬件,如它的網球場大小的遮陽板及它的主鏡和副鏡。當所有的硬件被展開,首先是它的鏡面然後是它的儀器。爲了收集非常準確的數據,它的主鏡的18個部分中的每一個都必須被調整,然後它的四個儀器也必須進行調整從而使所有東西都能得到正確的對焦。
NASA發佈了一系列來自韋伯的四個儀器和一個引導傳感器的圖像以顯示其一切都很清晰和準確。
NASA戈達德太空飛行中心的韋伯光學望遠鏡元件經理Lee Feinberg說道:“這些來自成功對準的望遠鏡的非凡測試圖像表明,當有一個探索宇宙的大膽科學願景時,跨越國家和大陸的人們能夠取得什麼成就。”
韋伯的下一步工作
該望遠鏡的儀器和能力已經過審查,NASA已經確認韋伯現已準備好開始調試其儀器。截止到目前,韋伯的性能比團隊希望的還要好,它的每個儀器都被宣佈爲“衍射有限”。這意味着,考慮到望遠鏡的鏡面尺寸,所有進入儀器的光線都被儘可能好地記錄下來。
在望遠鏡的剩餘壽命中,鏡面將保持在它們目前的位置--除非有小的定期調整。而下一個挑戰是讓所有四個儀器在調試階段做好使用準備,這包括檢查每個儀器的所有部件如它們的鏡頭或過濾器。預計該望遠鏡將在今年夏天晚些時候開始收集科學數據。這意味着工程團隊成員在韋伯上的一些工作現在已經完成。
來自Ball Aerospace的Scott Acton說道:“隨着望遠鏡對準的完成和半生的努力,我在詹姆斯-韋伯太空望遠鏡任務中的角色已經結束。這些圖像深刻地改變了我看待宇宙的方式。我們被一首創造的交響樂所包圍;到處都是星系!我希望世界上的每個人都能看到它們。”據悉,Acton擔任韋伯望遠鏡波前感應和控制科學家的角色。
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