一切顺利!韦伯望远镜完成“完全部署”,遮阳板展开曾发生小故障

2022-01-10 07:17 来源:航天信息港 原文链接:点击获取

自2021年12月25日成功发射之后,“韦伯”望远镜就开始了向150万公里外L2拉格朗日点进发的漫漫征程。而在飞行过程中,它也开始了复杂的“变形”。由于阿丽亚娜-5运载火箭整流罩的空间有限,所以在发射前,“韦伯”需要进行多重折叠,进入太空之后,则要将一个网球场面积的各种精巧零部件展开,以便投入工作状态。

韦伯折叠的样子

韦伯展开的样子

而在当地时间1月8日下午1时17分,NASA宣布“韦伯”由18面镜子组成的,直径6.5米的黄金主镜于当日成功展开,这标志着该望远镜已顺利“完全部署”。接下来只要对望远镜的光学元件和其他科学仪器进行校准,人类有史以来最为昂贵的单体航天器就可以投入工作了。

韦伯的最新状态

要知道,整个“韦伯”望远镜共有 344个单点故障,只要其中任意1个出现问题,就会让整个系统无法运作,如果同时有2个单点故障出现,就意味着整台望远镜完全无法使用了,真的是比九九八十一难还要难上好几倍。

真的是不好搞

而在地面上测试的时候,“韦伯”这344个单点故障就多次爆发问题,甚至出现重大故障。比如在2018年的测试中,它的遮阳薄膜竟然被意外撕裂了,种种诸如此类的问题,也是导致它在地面上“鸽”了14年的原因,有时候比资金不足更加致命。

薄膜在地面试验中曾被撕裂

而被撕裂的遮阳薄膜,也是整个“韦伯”望远镜最为复杂的部分,因为它有5层,由涂有硅和铝的聚酰亚胺薄膜组成,每层像头发丝一样薄,名字叫Kapton ,而每层的长度都有约21.34米,宽14.33米,相当于网球场大小。在五层材料的共同作用下,超过 200 千瓦的太阳能,被减少到零点几瓦,可以保护望远镜免受太阳、地球和月球的红外辐射,使其冷却到所需的极低的零下 223 摄氏度。

这个材料真神奇

“韦伯”望远镜344个单点故障,70%到75%都在遮阳膜上,它涉及了139个释放机构、70个铰链组件、8个展开马达、大约 400 个滑轮和 90 根总长大约四分之一英里的单独电缆。在近两周的部署过程中,仅遮阳板的展开,就花了一周多才完成,超过原计划的时间。期间太阳能电池阵列、遮阳板电机等设备甚至还出现了一些小问题,但最终还是成功解决了。

展开过程还真出现问题了

比如太阳能电池阵列工厂的预设,限制了它们的功率输出,但是与“韦伯”在太空中遇到的问题不一样,所以NASA根据实际重新平衡了阵列,使望远镜获得了足够的电能来正常运行。而用于释放遮阳罩并帮助拉紧各层薄膜的电机,它们的实际运行温度,也比原先预期的要高一些,因此NASA的工程师们稍微调整了望远镜的方向,以减少阳光照射,使得电机冷却,降到设计的温度。

真的像星际战舰

目前,150万公里的旅程刚好已到一半,再过两周时间,“韦伯”将抵达它在L2拉格朗日点的最终目的地,然后它还要在晕轮轨道上运行一圈,以适应环境,也就是说最快到今年6月底或者7月初,我们就可以看到“韦伯”向地球发回它的第一批太空图像了。

到L2点还要转几个月才能投入工作

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