韦伯望远镜 NASA韦伯望远镜遮光罩打包完毕将在年底开始百万英里的旅程

2021-11-20 12:55

美国宇航局的工程师们已经成功地折叠并打包了詹姆斯·韦伯空望远镜罩，百万英里的旅程将于今年晚些时候开始。

遮光罩是一个五层的菱形结构，有网球场那么大。经过特殊设计，可以折叠在望远镜的两侧，以满足阿丽亚娜5号火箭的要求。加利福尼亚州雷东多海滩的诺斯罗普·格鲁曼公司已经完成了折叠工作，发动机罩将保持这种紧凑的结构，直到发射完成。韦伯空望远镜将在Tai 空待上几天。

引擎盖的设计是为了保护望远镜光学元件的视野不受任何干扰热源的影响，是韦伯最关键、最复杂的部件之一。因为韦伯是一台红外望远镜，它的反射镜和传感器需要保持极低的温度才能探测到来自宇宙中遥远物体的微弱热信号。

詹姆斯·韦伯空之间的望远镜罩两侧被垂直提起，为折叠防晒层做准备。

在Tai 空中，引擎盖的一侧将始终反射来自太阳、地球和月球以及背景热源的光。热模型显示最外层的最高温度为383开尔文。引擎盖的另一侧始终面向深处空，最冷表层的模拟最低温度为36开氏度。

当完全伸展时，望远镜遮阳板几乎是70英尺乘47英尺。在装载火箭之前，需要将发动机罩折叠起来，与其他望远镜设备集成到一个非常狭窄的区域，以适合火箭整流罩内径为18英尺的有限空空间。

诺斯罗普·格鲁曼公司首席遮阳设计工程师杰夫·契祖姆说:“没有折叠网球场大小的遮光罩的例子，但它们类似于打包的降落伞。“就像跳伞运动员需要正确打包降落伞，以确保降落伞能够完美打开并成功返回地面一样，为了成功将望远镜保持在所需的工作温度，韦伯需要完美折叠引擎盖，以确保其能够完美打开而不会变形。”

詹姆斯·韦伯空中的望远镜罩正在折叠，整个技术人员小组小心翼翼地将每一层折叠成之字形，在望远镜的两侧形成手风琴状的胶片堆。

引擎盖的折叠过程可以长达一个月，从将五层尽可能平放开始。在展开状态下，光盾类似于多层银船，因此在原本弯曲的表面上进行上述步骤是一项复杂的任务。之后，这些材料层被垂直提升，并被固定在特殊的支撑设备上，以便固定折叠。然后一组技术人员小心翼翼地将每一层折叠成之字形，在望远镜的两侧形成手风琴状的胶片堆。

头罩第一层有千分之二英寸厚，其他四层只有千分之一。对于团队来说，叠得这么薄是一种自我挑战。在发动机罩折叠过程中，需要以特定的方式存放90根不同的张紧拉线，应仔细考虑这些部件，以确保展开过程的顺利进行。

随着引擎盖的折叠成功完成，工程团队已经为引擎盖在Tai 空的复杂部署做好了准备。在发射后的第一周结束时，引擎盖在tai 空逐渐膨胀到最大尺寸，然后将五层分离并拉紧。部署和张紧程序流程的最后一次测试于2020年12月在地球上完成。

詹姆斯·韦伯空望远镜头罩的最终展开和拉伸实验于2020年12月完成。

“回想一下；我们希望将发动机罩展开成特定的形状，以实现所需的性能。整个折叠过程都是考虑到这一点而设计的。我们必须每次都以同样的方式干净仔细地折叠它，以确保它完全按照我们想要的方式展开。”马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德飞行中心首席遮阳工程师詹姆斯·库珀说。

例如，折叠过程中最复杂的操作之一-胶片堆叠对齐。引擎盖的每一层都特意设置了数百个孔，可以避免引擎盖完全展开时光线和热量传递到望远镜的光学元件上。在折叠过程中，这些孔必须对齐，以便韦伯技术人员可以将“销”插入每个胶片叠的孔中。发射时，107个“别针”或薄膜释放装置将固定遮光层，但一旦望远镜进入too 空，它将被解开以延伸遮光层。

“整个过程必须有序，我们习惯于确保所有设备都正确对齐。”诺斯罗普·格鲁曼公司机械工程负责人马克·罗斯表示:“我们的团队经历了许多训练周期，在这个过程中，我们不断汲取过去的经验，最终完成了发动机罩的折叠。”

在接下来的三个月里，工程师和技术人员将完成包装好的发动机罩的分类和固定。该过程包括安装薄膜释放装置、装配、固定所有发动机罩电缆和堆叠薄膜盖。同时，它还包括两个用于存放遮光罩的“臂”——中间臂组件——在展开过程中将遮光罩水平向外延伸，同时放置一个托盘结构，用于将遮光罩保持在某个位置。