否則，望遠(yuǎn)鏡將無法正常冷卻，對紅外觀測將毫無用處：這是它的主要目的。

這里顯示的是遮陽板原型，比例為三分之一的部件。

詹姆斯·韋伯的“望遠(yuǎn)鏡端”會被動地將自己冷卻到不高于50K：足以使氮?dú)庖夯臏囟取?

詹姆斯·韋伯之所以需要被安置在離地球如此之遠(yuǎn)的L2拉格朗日點(diǎn)，而不是像哈勃那樣處于低地球軌道上，是因?yàn)樗鼘⒈磺八从械乇粍永鋮s。

一個巨大的五層防曬罩是專門為詹姆斯·韋伯制作的，它能反射盡可能多的陽光，并遮擋住它下面的那一層。

如果它在近地軌道上，地球發(fā)出的紅外線熱量將阻止它達(dá)到必要的低溫。

鉆石形狀的遮陽板本身是巨大的：長尺寸為21.2米，短尺寸為14.2米。

每一層都有面向太陽的“熱面”和面向望遠(yuǎn)鏡的“冷面”。

最外層的熱面溫度將達(dá)到383K，即231°F。當(dāng)你到達(dá)最內(nèi)層時(shí)，熱面只有221K，即-80°F，而冷面則一直下降到36K，或-394°F。只要望遠(yuǎn)鏡保持在~50K以下，它就能按設(shè)計(jì)正常工作。

哈勃極深場的一部分，總共拍攝了23天，這與詹姆斯·韋伯預(yù)期的紅外模擬圖像形成了鮮明對比。

由于宇宙-韋伯場預(yù)計(jì)將達(dá)到0.6平方度，它應(yīng)該會在近紅外線揭示大約50萬個星系，揭示出迄今為止還沒有天文臺能夠看到的細(xì)節(jié)。

雖然NIRCam將產(chǎn)生最好的圖像，但MIRI儀器可能會產(chǎn)生最深刻的數(shù)據(jù)。

有了主動的低溫冷卻，韋伯的溫度將一直降到~7K。被動冷卻達(dá)到的低溫在36到50K的范圍內(nèi)，對于韋伯的所有近紅外儀器的運(yùn)行來說是完全足夠的。

這包括它的四個主要科學(xué)儀器中的三個：NIRCam(近紅外相機(jī))、NIRSpec(近紅外光譜儀)和FGS/NIRISS(精細(xì)制導(dǎo)傳感器/近紅外成像儀和無縫隙光譜儀)。

它們都設(shè)計(jì)成在39K下工作：完全在被動冷卻的范圍內(nèi)。

但第四臺儀器，MIRI(中紅外成像儀)，需要冷卻到比被動冷卻更遠(yuǎn)的地方，這就是制冷機(jī)的用武之地。

氦只有在大約4K時(shí)才會變成液體，所以通過在MIRI儀器上安裝液氦制冷機(jī)，韋伯的科學(xué)家可以將其冷卻到所需的工作溫度：~7K。你想要探測的光的波長越長，你需要讓儀器變得越冷，這是詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡做出大多數(shù)設(shè)計(jì)決定的主要原因。

當(dāng)彗星和小行星圍繞太陽運(yùn)行時(shí)，它們可能會稍微解體，隨著時(shí)間的推移，軌道軌道上的碎片會伸展開來，導(dǎo)致我們在地球穿過泥石流時(shí)看到的流星雨，正如美國宇航局(NASA)的斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的這張圖像所顯示的那樣。

只有在低于我們想要觀測的波長的溫度下冷卻，我們才能獲得這樣的數(shù)據(jù)；當(dāng)涉及到詹姆斯·韋伯時(shí)，中紅外觀測是依賴于冷卻劑的。

與美國宇航局的斯皮策號不同的是，斯皮策號在冷卻劑耗盡后過渡到了一次“溫暖”的任務(wù)，而詹姆斯·韋伯則應(yīng)該在其整個生命周期內(nèi)保持較低的溫度。

保持詹姆斯·韋伯積極冷卻的液氦原則上永遠(yuǎn)不應(yīng)該耗盡；這是一個封閉的系統(tǒng)。

然而，正如任何曾經(jīng)從事實(shí)驗(yàn)物理工作的人都可以證明的那樣，無論你如何防范泄漏，都不可避免地會發(fā)生泄漏。

在最樂觀的情況下，韋伯的設(shè)計(jì)任務(wù)至少是5.5年，在最樂觀的情況下有可能達(dá)到10年或更長時(shí)間，如果它符合設(shè)計(jì)規(guī)范，它的低溫冷卻劑應(yīng)該不會用完。

然而，總有出現(xiàn)問題的可能性，我們無法充分或在整個任務(wù)中主動冷卻中紅外成像儀，這將侵蝕韋伯對越來越長波長的敏感性。

(同樣的警告也適用于防曬罩損壞或效率低下的近紅外儀器。)

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的溫度越高，它可以探測的波長范圍就越窄。