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詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡即將發(fā)射,10個令人難以置信的事實


  來源: 冬哥譜科 時間:2021-12-23 編輯:清風(fēng)
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詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的反射鏡甚至在第一次低溫冷卻發(fā)生之前就已經(jīng)移除了90%以上的質(zhì)量。


通過加工鏡子的背面,實現(xiàn)了巨大的重量減輕,使詹姆斯·韋伯總共幾乎輕了哈勃的一半。


雖然詹姆斯·韋伯的鏡子看起來是金色的,但實際上是由鈹制成的。


是的,每面鏡子上都涂了一層金色的涂層,但如果完全用黃金制造鏡子,那將是災(zāi)難性的。


不,不是因為黃金的密度非常高,也不是因為黃金的延展性,這兩者都是黃金絕對擁有的特性。


最大的問題將是熱膨脹。


即使在非常低的溫度下,黃金也會隨著微小的溫度變化而大幅膨脹和收縮,這是韋伯鏡子的首選材料的決定性因素。


然而,鈹在這方面大放異彩。


通過將鈹冷卻到低溫,并在那里拋光,你可以確保在室溫下會有缺陷,但當(dāng)這些鏡子再次冷卻到工作溫度時,這些缺陷就會消失。


只有在鈹被制造并加工成其最終形狀之后,才能涂上金涂層。



韋伯的鏡子在鍍上一層僅有約100納米厚的金原子之前,完全是由鈹制成的,這張照片展示了經(jīng)過機械加工、拋光和許多其他重要步驟之后,但在經(jīng)歷金的蒸氣沉積到鏡子表面之前的鏡子。


詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡鏡子中的黃金總量只有48克。


詹姆斯·韋伯的18面鏡子中的每一面都需要突出地反射它設(shè)計用來觀察的光的類型:紅外線。


涂抹的黃金數(shù)量需要恰到好處;涂得太少,你不會完全覆蓋鏡子,但涂得太多,當(dāng)溫度變化時,你會開始經(jīng)歷膨脹、收縮和變形。


涂覆金涂層的過程被稱為真空氣相沉積。


通過把“空白”鏡子放入真空室,在那里所有的空氣都被抽走,你就可以在里面注入少量的黃金蒸氣。


不需要涂層的區(qū)域,比如鏡子的背面,都被遮住了,這樣只有光滑、拋光的表面才會涂上一層金色的涂層。


這一過程一直持續(xù)到金達(dá)到所需的厚度,僅為~100納米,或約600個金原子厚度。



鍍金后,需要對反射鏡的彎曲度、公差、低溫性能等進(jìn)行多項測試。


只有在所有這些測試都通過之后,最后一層無定形玻璃的涂層才最終被涂上,以保護黃金。


黃金本身不會直接暴露在太空中;它被覆蓋在一層薄薄的無定形二氧化硅玻璃上。


你為什么不直接把黃金暴露在太空深處呢?


因為它非常柔軟,延展性很強,即使是輕微或微小的撞擊也很容易損壞。


盡管鈹在很大程度上不會受到微流星體撞擊的影響,但薄薄的金涂層會受到影響,因此如果沒有額外的保護層,就無法保持望遠(yuǎn)鏡運行所需的光滑度。


這就是最后一層“涂層上的涂層”的用武之地:無定形二氧化硅玻璃。


雖然我們通常會將鏡子與玻璃制成并在其上涂上某種涂層聯(lián)系在一起,但在這種情況下,玻璃的功能非常簡單:對光線透明,并保護黃金。


所以,是的,它是鍍金的,但黃金本身也需要用它自己的涂層來保護。



遮陽板的所有五層都必須沿著其支撐物正確展開和張拉。


每一個夾子都必須松開;每一層都不能卡住、卡住或撕裂;一切都必須正常工作。


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