调试即将结束 NASA科学家介绍詹姆斯·韦伯太空望远镜的冷热变化

来源:cnBeta | 2022-05-05 08:32:26

美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的光学对准工作完成后,韦伯团队进入了科学仪器调试的最后阶段。在这个最后阶段,韦伯团队和仪器科学家将测试四个科学仪器的所有模式和操作,以评估它们的能、校准和整个观测站的运作。

当韦伯望远镜的镜子慢慢冷却到它们的最终工作温度时,韦伯团队正在为热稳定测试做准备。NASA戈达德太空飞行中心韦伯副天文台项目科学家 Erin Smith介绍了这个测试的冷热情况。

“韦伯的五层遮阳板使望远镜和科学仪器保持凉爽,并使其免受太阳、地球和月球的影响。这种保护使韦伯能够对红外宇宙进行测量,这需要一个冷的望远镜和冷的仪器光学器件。然而,当韦伯指向天空周围的不同目标时,太阳在遮阳板上的角度就会发生变化,这就改变了天文台的热曲线。这些温度的变化会引起观测站的微小变化,并影响韦伯的光学质量、指向、观测背景和其他参数。”

“热稳定将通过在韦伯视场的两个极端之间移动来测量这些变化,从热态到冷态,在冷态下停留多天,然后再回转到热态。在这段时间里,韦伯团队将测量热稳定、指向和光学波前漂移。除了测量天文台的能外,该团队还将检查用于预测天文台行为的热力模型。”

“在望远镜被遮挡住太阳的情况下,韦伯在任何时候都能观察到天空中的一个环形区域或“甜甜圈”,称为“视场”。在每年的过程中,这个环形物扫过整个天空。倾角是指朝向(负)或远离(正)太阳的角度。韦伯点在-5和+45度的倾角之间。热态是在0度,太阳正对着遮阳板照射。冷态是+45度,太阳光减少了一个余弦系数(45度),约为0.7。”

“为了开始热稳定测试,韦伯团队将以约0度的俯仰角将韦伯指向热态,并在其热稳定时保持5天。该团队将对指向的稳定、光学波前误差和仪器电子装置引起的任何振荡进行基线测量。一旦这个基线建立起来,团队将把天文台回转到冷态,大约+40度的俯仰。在回转之后,研究小组将立即使用NIRCam的一套弱透镜,持续24小时,以连续测量对波前的任何短时尺度的影响。在此之后,团队将每12小时监测一次望远镜的稳定,以测量望远镜本身的热稳定。”

“望远镜将在冷态下度过一个多星期,直到温度稳定下来。然后韦伯将回转到热态,团队将使用FGS/NIRISS和NIRCam仪器获取高频率的指向稳定数据。MIRI仪器也将在两种姿态下进行观测,以了解不断变化的热环境如何影响中红外背景水。在这个漫长的测试过程中,望远镜不会无所事事;一些仪器的调试活动与冷热指向兼容。”

“当集合在一起时,来自热稳定测试的数据将使团队更好地了解观测站的热能。虽然这些变化预计非常小,但韦伯是如此敏感,以至于在我们优化望远镜的能时,它们可能会产生差异。这种对韦伯开发者所使用的复杂热力模型的现实世界的校准,将有助于为未来的观测策略和建议提供信息。”

标签: 詹姆斯韦伯 太空望远镜 天文观测 科学仪器调试

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