韦伯望远镜最冷的仪器达到工作温度
在这幅图中,NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜上的多层遮阳板延伸到天文台的蜂窝状镜面下。遮阳板是冷却韦伯红外仪器的第一步,但中红外仪器(MIRI)需要额外的帮助才能达到工作温度。影像来源:NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez
据NASA公布的韦伯望远镜最新状态,其最后一个开机的仪器,也是最低工作温度的仪器-中红外仪器(MIRI)已经制冷到6k的超低温度(-267 )(如图1所示),达到了其7K以下工作温度的要求(如图2所示,图中的水平的虚线为中红外仪器的目标制冷温度)。韦伯目前镜面校准只剩下最后的一步,最后一步需要等到中红外仪器制冷到工作温度后才能进行。
图1.韦伯望远镜最新温度
图2.韦伯望远镜仪器温度曲线
在韦伯携带的四台仪器中,另外三台均为近红外仪器(NIRCam、NIRSpec、FGS-NIRISS),均已达到其目标范围34k至39k工作温度,并且均已开机。中红外仪器携带的探测器本身必须保持在6.7 K的标称温度下,在1000秒的曝光时间内,温度稳定范围要求为20mK,结构和光学元件必须保持在低于15.5 K的温度下,稳定性在1K范围内,以避免长波长的背景辐射影响系统灵敏度。因此需要将中红外仪器组件冷却到大约 7K,接近探测器温度,以消除温度梯度。
韦伯的中红外仪器为什么要这么冷呢?因为在更高的温度下,任何可能从太空中探测到的信号都会在其内部产生的"暗电流"信号下丢失,即使探测器被冷却,韦伯的图像仍然会被自己的镜子和铝结构发出的热红外光淹没(如果它们的温度超过15k的话)。
近红外仪器的冷却采用的是被动方式实现的,但中红外仪器要求的7k以下的温度不可能仅通过被动方式实现,因此韦伯携带了一种创新的制冷机(图2中曲线上的红点即为制冷机开机的时间点),专门用于冷却中红外仪器。
用氦冷脉管制冷机,声波再生器实现热量交换。一个很科幻的神奇制冷。
这种制冷机使用氦气将热量从中红外仪器的光学元件和探测器输送到遮阳板的温暖一侧。为了管理冷却过程,MIRI还配备了加热器,以保护其敏感部件免受结冰风险。韦伯团队通过逐步调整制冷机和这些加热器,以确保仪器缓慢、可控、稳定的冷却。最后,技术团队将完全关闭MIRI的加热器,使仪器的工作温度降至7k以下(或-266 )。
图3.韦伯望远镜MIRI制冷组件
图3.韦伯望远镜MIRI制冷组件
由于韦伯望远镜的焦距很长,制冷机最具挑战性的要求之一是低振动。振动水平必须非常低,以防止光学元件的抖动和由此产生的图像模糊。制冷器的预冷器中的脉冲管冷却和制冷机冷头组件中的焦耳-汤姆逊效应冷却没有运动部件。制冷机中唯一的运动部件是两个两缸水平对称活塞泵(如图4所示),通过使水平对称活塞保持良好的平衡和调谐,并以几乎完美的对称运动,振动基本上被抵消,从而最小化。
据NASA介绍,MIRI因为它在更长的红外波长下工作,其深度和细节远远超出天文学家迄今为止所能获得的任何信息。该成像仪有望揭示从附近的星云到遥远的相互作用星系的天文目标,其清晰度和灵敏度远远超过我们以前所看到的。温度与地球相似的系外行星将在中红外光下最亮。因此,MIRI配备了四台日冕仪,这些日冕仪经过精心设计,可以在母星的强光照射下探测此类行星。然后,MIRI的两台光谱仪可以测量出系外巨行星(类似于我们自己的木星)的详细颜色,以揭示其大气中气体(包括水、臭氧、甲烷、氨等)的化学特性、丰度和温度。当然,这一切都必须以MIRI降到7k以下的极低温为前提。
本文转载于【光电成像】,如有侵权请联系:Jo0729,承诺三天内删除
有一种累,叫想太多作者儒风大家心是会累的,人是会倦的。只想不做,那叫空想只做不想,那叫冲动敢想敢做,才是智慧。千万别让想太多,毁了你的生活。1想太多,心情就毁了想得太多,心情就毁了。佛家讲菩提本无树
一个真正有远见的人,会有以下五个特点,希望你也有作者拾壹言01序言世事无常,心安即是归处。这世间,最难的就是守住本心,保持初心,不管是人还是事,都要学会看淡。无论我们在生活中,遭遇了怎样的挫折和磨难,都不要被它们所打倒,要学会在
小记开悟一二事如何开悟,似乎很多人都在寻找答案。对我个人而言,开悟皆来自生活中自己的所思所想所行,包括曾经或正在经历的人和事,以及自身的学习感悟等。开悟是自然而然的过程,非外求可得。人这辈子,谁
解码奇瑞捷豹路虎十年高质量发展进阶之路北京日报客户端2012年,奇瑞捷豹路虎成立。十年时间,这家中英合资豪华车企经历了从无到有从有到优的创造历程。同时这十年,也恰好是汽车产业作为国民经济支柱产业,不断扩大规模引领制造业
卫龙估值破灭的背后学校门口五毛一包的辣条,曾是不少学生的心头爱,也是家长们的眼中钉。毕竟在很长一段时间,辣条都是垃圾食品的代名词。成立于2001年的卫龙(09985。HK),很好地把握住了这一痛点背
经常吃得太饱也有错?除了肥胖,可能还会遇上这4个难题长时间错误饮食容易让某些疾病出现,那些每顿饭吃太饱,大量获取食物的人,除了提供营养还会获取许多的热量,不良后果是逐渐发胖。另外,有的疾病也和过多获取食物有关,应该提前了解,在预防疾
长期吃药控制三高会伤肾?介绍4种药,加强疾病控制还能保护肾脏高血压高血糖和高血脂这类疾病是困扰着很多人的疾病,尤其是对于上了年纪的中老年患者来说,这类疾病都是十分常见的。相信绝大多数人都知道高血压高血糖和高血脂都是需要通过长期服药才可以得到
牛肉是乳腺结节的催化剂?提醒真正危险的是这3种食物我一顿不吃肉,浑身都难受。王女士来门诊的时候,还在跟家里人置气。原来,事情的起因是,王女士特别喜欢吃肉,其中牛肉是她的最爱。可是,自从查出乳腺结节后,家里人就开始限制王女士的饮食。
中国篮球女神许诺,35岁仍是单身,直言择偶对象要比自己高说到篮球运动员,人们第一时间想到的就是个子很高身材比较壮,因为篮球需要扣篮,篮筐又比较高,篮球运动员在选拔时就会更偏向个子更高的选手。所以,女篮球运动员的个子也会比普通女生高出很多
中国4大富婆个个身价不菲,一个40未婚,一个曾是中国首富3月17日,胡润研究院发布了胡润全球富豪榜。50岁的埃隆马斯克以1。29万亿连续第二年成为世界首富,资产比去年增长了4。亚马逊的杰夫贝佐斯以1。19万亿排名第二,比去年下降了1。路
天猫京东抖音快手四大平台618玩法新出炉618将近,各大平台之间的流量争夺已然蓄势待发,在4月的末尾之际,天猫京东抖音快手相继都推出了2022年618年中大促的一些规则与玩法或趋势指南。下面我们一起来看看今年618四大平