美国宇航局(NASA)的詹姆斯韦伯太空望远镜,配备了有望看到大爆炸发生后形成的首个星系。但在开展这项任务之前,研究团队需要先将机载仪器降温到极低的7开尔文(即266447)。如下图所示,该望远镜在蜂窝镜组下方延伸出了多层遮阳板,但这只是冷却仪器只工作温度前的第一步。 (图自:NASAGSFCCILAdrianaManriqueGutierrez) 在通过遮阳板降至90开尔文(183摄氏度298华氏度)之后,詹姆斯韦伯太空望远镜的中红外仪器(MIRI)还需要调用电动低温冷却器来进一步降温。 上周,研究团队达成了一个极具挑战性的里程碑从15开尔文(258433)到6。4开尔文(267448),让仪器降温至所谓的夹点(pinchpoint)。 位于南加州的NASA喷气动力实验室的MIRI项目经理AnalynSchneider表示:我们为此倾注了大量的心力,转入关键活动的詹姆斯韦伯太空望远镜让大家感到既兴奋又紧张。设备执行了教科书式的降温程序,且实际表现甚至高于预期。 MIRI光束路径演示(图自:ESAATG媒体实验室) SCITechDaily指出,之所以要达成如此低的工作温度,是因为詹姆斯韦伯太空望远镜的所有四种仪器都能够检测红外光略长于人眼的可见光波长。 通过红外波段,天文学家们可观测到遥远星系、隐藏在尘埃中的恒星、太阳系外的行星,但其它温暖的物体本身也有红外辐射(包括望远镜自己的电子光学硬件)。 冷却四套仪器的探测器和周围硬件,有助于抑制这部分红外辐射(减少干扰)。而MIRI检测的红外波长比另外三款仪器都更长,这意味着它需要降到更低的工作温度。 NASA在戈达德航天中心的热真空室中检测过詹姆斯韦伯太空望远镜的MIRI隔热罩 其次,太空望远镜中的探测器,需要低温来抑制所谓的暗电流(darkcurrent)、或由探测器本身的原子振动而产生的电流。 据悉,暗电流类似于探测器中的真实的信号,但这其实属于一种误差、产生其已被外部光源所照射到的错误印象。对于想要在浩瀚数据中捞出真实信号的天文学家们来说,这点显然是难以接受的。 仪器温度每升高一度,暗电流就会升高10倍左右。不过只要温度降得足够低,探测器中原子振动产生的暗电流也会越少。 最后,一旦MIRI达到极低的6。4开尔文工作温度,科学家们就会开始执行一系列检查,以确保仪器能够如预期般运行。