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詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡必須像日出日落一樣可靠，像巖石一樣穩(wěn)定，其工作空間比但丁地獄第九層更冷。

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6月初，NASA公布詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡被一顆小隕石碰撞。這是一塊像灰塵一樣高速移動(dòng)的小巖石。如今，望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)師將密切關(guān)注進(jìn)入一定范圍的小隕石。事實(shí)上，這是韋伯的第五次攻擊，也是迄今為止最大的一次。

詹姆斯韋伯拍攝的太空照片

韋伯的主鏡由18個(gè)鈹金子鏡組成，其中一個(gè)留下了一個(gè)小坑。由此產(chǎn)生的輕微變形不應(yīng)影響太空數(shù)據(jù)采集。然而，這個(gè)小坑仍然提醒人們，韋伯，一個(gè)極其精密的設(shè)備，在極端和惡劣的環(huán)境中工作，必須可靠運(yùn)行，沒(méi)有任何事故。太空中充滿(mǎn)了小隕石和從太陽(yáng)風(fēng)暴中發(fā)出并通過(guò)星際空間高速輻射的帶電顆粒，也可能對(duì)電子設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。

在太空中，不僅沒(méi)有人能聽(tīng)到你的呼救聲，而且最近的維修團(tuán)隊(duì)也遠(yuǎn)離100萬(wàn)英里。

開(kāi)啟宇宙的陰涼

詹姆斯·韋伯是迄今為止發(fā)射到太空的最大望遠(yuǎn)鏡，也是一個(gè)驚人的工程奇跡。兒童手工折紙游戲受到折疊展開(kāi)鏡片的啟發(fā)。18個(gè)六邊形子鏡，每個(gè)都由六個(gè)執(zhí)行器控制。這些執(zhí)行器是由電機(jī)和齒輪組成的微小精密組件，可以調(diào)整每個(gè)子鏡的角度，使其像大鏡子一樣聚焦。

韋伯還配備了網(wǎng)球場(chǎng)大小的遮陽(yáng)板，這是保持其傳感器足夠低的溫度來(lái)檢測(cè)弱紅外輻射的必要條件，也是望遠(yuǎn)鏡的獨(dú)特專(zhuān)業(yè)知識(shí)。打開(kāi)這種涼爽，讓韋伯望遠(yuǎn)鏡在接近絕對(duì)零度的溫度下工作，這是中紅外儀器（MIRI）在7 K（-266°C或-447°F）物理上可能達(dá)到的最低溫度。

為什么要檢測(cè)紅外線(xiàn)？這樣做有兩個(gè)意義。一方面，由于宇宙的膨脹，最遙遠(yuǎn)的天體離我們最快，所以這些物體的光波被拉長(zhǎng)，就像警報(bào)的音調(diào)隨著遠(yuǎn)離速度的增加而減少一樣。這種現(xiàn)象稱(chēng)為紅移，將光線(xiàn)移到光譜中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅端。最遙遠(yuǎn)的天體和最遙遠(yuǎn)的時(shí)間——過(guò)去130億年的圖像—光已經(jīng)從可見(jiàn)光變成了紅外線(xiàn)。詹姆斯·韋伯將被用來(lái)尋找宇宙中最長(zhǎng)的發(fā)光物體。

另一方面，紅外線(xiàn)比其他波長(zhǎng)更能穿透灰塵和氣體云。因?yàn)楹阈?a >DigiInternational代理這種塵埃和氣體云通常發(fā)生在行星系統(tǒng)的誕生和形成中，因此紅外線(xiàn)允許我們獲得更好的質(zhì)量圖像。此外，紅外線(xiàn)更容易進(jìn)行光譜分析，這使我們能夠分析恒星或行星大氣的化學(xué)成分。

上演精美的舞蹈

詹姆斯·韋伯在第二個(gè)拉格朗日點(diǎn)成功發(fā)射一個(gè)月后（L2)進(jìn)入亞穩(wěn)軌道，在大約150萬(wàn)公里(100萬(wàn)英里)的距離跟蹤地球月球系統(tǒng)，圍繞太陽(yáng)運(yùn)行。在遮陽(yáng)板開(kāi)放的涼爽區(qū)域，在遠(yuǎn)離地球的舒適環(huán)境中，它將開(kāi)始下一個(gè)令人興奮的階段，包括觀(guān)察早期宇宙中最遙遠(yuǎn)的星系，以及一些相對(duì)接近的系外行星。

詹姆斯·韋伯上演了精彩的舞蹈，如釋放和展開(kāi)太陽(yáng)能電池板、航向修正點(diǎn)火、展開(kāi)遮陽(yáng)板、主鏡和副鏡。所有這些精彩的舞蹈都?xì)w功于NASA他們的合作伙伴，以及他們的科學(xué)家和工程師的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和奉獻(xiàn)精神。在太空中，關(guān)鍵的任務(wù)系統(tǒng)絕對(duì)不允許出錯(cuò)，因?yàn)槲覀儧](méi)有第二次機(jī)會(huì)。

開(kāi)采宇宙寶藏

風(fēng)河的功能安全、信息安全和可靠性DNA這些軟件產(chǎn)品已經(jīng)成功部署在許多空間系統(tǒng)中，從火星探測(cè)器的毅力和好奇心，到搜索與地球大小相似的太空望遠(yuǎn)鏡的開(kāi)普勒，再到接近小行星的本努（Bennu）采用樣本返回地球的航天器OSIRIS REx。在詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡集成科學(xué)儀器模塊（ISIM）中，風(fēng)河的VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）我們也發(fā)揮了重要作用，對(duì)此感到非常自豪。VxWorks操作系統(tǒng)服務(wù)層為科學(xué)有效的載荷應(yīng)用軟件提供(見(jiàn)NASA ISIM會(huì)議論文中的圖21)，并輻射處理器上運(yùn)行。

迷人的星系——NASA, ESA, CSA, AND STSCI

詹姆斯·韋伯的ISIM近紅外攝像機(jī)、光譜儀、中紅外儀器等四種主要科學(xué)有效載荷，可支持17種不同的儀器模式。NASA所有這些模式的檢查和驗(yàn)證過(guò)程都已經(jīng)完成，第一批圖像已經(jīng)發(fā)布。這里呈現(xiàn)的第一張預(yù)覽圖片顯示了驚人數(shù)量的星系。這張照片所代表的天空，大小相當(dāng)于我們張開(kāi)手臂擁抱的沙粒中的一顆！

詹姆斯·韋伯的科學(xué)有效載荷-近紅外成像儀和無(wú)縫光譜儀（NIRISS），它對(duì)研究外行星的大氣特別有效。基于我們可能獲得的所有關(guān)于宇宙早期形成的壯觀(guān)圖像和基本知識(shí)，這個(gè)相對(duì)偏向的話(huà)題可能會(huì)引起最大的公眾熱情。

想象一下，有一天詹姆斯·韋伯捕捉到了一個(gè)非常清晰的光譜儀，它捕捉到了恒星系中人類(lèi)居住區(qū)的大氣層。這是一種能顯示氧氣顯著百分比和光合作用的光譜儀。這甚至可以激發(fā)我們的想象力，找到類(lèi)似于我們的生物。

詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡的整體使命是比以往任何時(shí)候都更深入、更清晰地觀(guān)察宇宙。我們將得到我們以前從未理解過(guò)的新發(fā)現(xiàn)。意大利有句諺語(yǔ)：未知的知識(shí)就像未發(fā)現(xiàn)的寶藏。·韋伯將拍攝一張又一張具有里程碑意義的照片，我們續(xù)看到意想不到的奇跡。