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美国宇航局的罗曼太空望远镜超出预期近30%

Science Daily2026年10月17日 13:28

美国宇航局的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的表现超出了科学家的预期,此前工程师完成了一系列广泛的测试和精确调整。这项工作使天文台的强大仪器聚焦异常清晰,其主要相机系统现在的图像质量比预测的好近30%。这一成就标志着望远镜雄心勃勃的任务向前迈出了重要一步,该任务旨在研究暗物质、暗能量及宇宙的其他奥秘。即便是光学精度的最小改进,也可能帮助罗曼在其广泛的宇宙调查中捕捉到更清晰的图像。“罗曼的所有广泛调查将依赖于宽视场仪器,”美国宇航局戈达德太空飞行中心宽视场仪器系统工程师戴夫·希基表示。“许多任务的主要目标,如研究暗物质和暗能量,没有这个仪器就无法实现,所以看到它运行良好既令人兴奋又令人宽慰!” 美国宇航局对罗曼的强大相机系统进行测试在宽视场仪器于九月激活后,工程师们开始了一项综合测试活动,以确认每个组件在单独和整体系统中的正常运行。他们的首要任务是检查仪器的18个探测器,每个探测器大约有便签纸大小,以及驱动它们的电子设备。接下来,团队评估了元素轮,一个旋转机制,配备了过滤器和其他光学组件。这些组件允许选定波长的光到达探测器,并可以将入射光分离为各自的颜色。之后是仪器的内部校准系统。工程师们激活了其发光二极管(LED),这些LED作为可调光源,能够在地球命令下产生不同的颜色和亮度。通过测量探测器对这些受控信号的响应,科学家可以识别灵敏度的差异,并进行必要的修正,以获得准确的观测。工程师们还测试了仪器的对齐机制,并将其从发射时使用的故意模糊位置移动到预计能提供最清晰图像的位置。最后,他们检查了thermal控制系统,该系统维持仪器各个组件正常运作所需的温度。“校准一个仪器就像在音乐会之前为钢琴或吉他调音,”美国宇航局戈达德的宽视场仪器系统工程师马克西姆·里佐说。“你调整一切,直到达到你想要的状态,然后保持设置不变,以便在使用时保持稳定的性能。” 一个已接近完美对齐的太空望远镜在一组工程师专注于准备宽视场仪器时,另一组则致力于改善望远镜的整体光学对齐。结果从一开始就令人鼓舞。罗曼的镜子和其他光学组件已经以令人瞩目的精确度定位,这意味着工程师只需进行微小的修正。“在我们开始调整所有镜子和其他光学的对齐之前,望远镜的表现就异常优秀,这得益于在发射前地面上进行的卓越准备工作,”美国宇航局戈达德的罗曼光学系统首席马修·博尔卡尔表示。“在戈达德和L3哈里斯及BAE空间与任务系统的承包商进行的所有测试和建模工作,只留给我们进行小幅修正,以实现接近完美的对齐。” 对于航天器来说,实现这种精度水平尤其具有挑战性。发射过程中经历的力量可能导致敏感设备发生微小的位移,而轨道中的条件与地球上的条件有很大不同。罗曼于8月30日发射,携带了在离开地面前经过细致测试的光学系统。“我们的地面测试无法完全再现罗曼在太空中所经历的环境,例如缺乏重力,”博尔卡尔说。“还有温度变化和湿度含量的微小差异。尽管面临这些挑战,最近的评估显示我们的地面测试表现出色,两个仪器的性能或与我们预测的相匹配或超过。” 一次小于人类头发的镜面调整罗曼依赖于一套复杂的镜子和光学组件组合,从遥远宇宙天体收集光并引导至其两个科学仪器。为了让生成的图像保持清晰,光必须沿着一个极为精确的路径传播。即便是微观的错位也可能影响望远镜聚焦光的准确性。幸运的是,罗曼的光学系统已经那么好对齐,只需进行极小的移动便能改善其性能。“我们将次级镜子移动了大约人类头发直径的六分之一.

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