詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的反射鏡甚至在第一次低溫冷卻發生之前就已經移除了90%以上的質量。
通過加工鏡子的背面,實現了巨大的重量減輕,使詹姆斯·韋伯總共幾乎輕了哈勃的一半。
雖然詹姆斯·韋伯的鏡子看起來是金色的,但實際上是由鈹制成的。
是的,每面鏡子上都涂了一層金色的涂層,但如果完全用黃金制造鏡子,那將是災難性的。
不,不是因為黃金的密度非常高,也不是因為黃金的延展性,這兩者都是黃金絕對擁有的特性。
最大的問題將是熱膨脹。
即使在非常低的溫度下,黃金也會隨著微小的溫度變化而大幅膨脹和收縮,這是韋伯鏡子的首選材料的決定性因素。
然而,鈹在這方面大放異彩。
通過將鈹冷卻到低溫,并在那里拋光,你可以確保在室溫下會有缺陷,但當這些鏡子再次冷卻到工作溫度時,這些缺陷就會消失。
只有在鈹被制造并加工成其最終形狀之后,才能涂上金涂層。
韋伯的鏡子在鍍上一層僅有約100納米厚的金原子之前,完全是由鈹制成的,這張照片展示了經過機械加工、拋光和許多其他重要步驟之后,但在經歷金的蒸氣沉積到鏡子表面之前的鏡子。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡鏡子中的黃金總量只有48克。
詹姆斯·韋伯的18面鏡子中的每一面都需要突出地反射它設計用來觀察的光的類型:紅外線。
涂抹的黃金數量需要恰到好處;涂得太少,你不會完全覆蓋鏡子,但涂得太多,當溫度變化時,你會開始經歷膨脹、收縮和變形。
涂覆金涂層的過程被稱為真空氣相沉積。
通過把“空白”鏡子放入真空室,在那里所有的空氣都被抽走,你就可以在里面注入少量的黃金蒸氣。
不需要涂層的區域,比如鏡子的背面,都被遮住了,這樣只有光滑、拋光的表面才會涂上一層金色的涂層。
這一過程一直持續到金達到所需的厚度,僅為~100納米,或約600個金原子厚度。
鍍金后,需要對反射鏡的彎曲度、公差、低溫性能等進行多項測試。
只有在所有這些測試都通過之后,最后一層無定形玻璃的涂層才最終被涂上,以保護黃金。
黃金本身不會直接暴露在太空中;它被覆蓋在一層薄薄的無定形二氧化硅玻璃上。
你為什么不直接把黃金暴露在太空深處呢?
因為它非常柔軟,延展性很強,即使是輕微或微小的撞擊也很容易損壞。
盡管鈹在很大程度上不會受到微流星體撞擊的影響,但薄薄的金涂層會受到影響,因此如果沒有額外的保護層,就無法保持望遠鏡運行所需的光滑度。
這就是最后一層“涂層上的涂層”的用武之地:無定形二氧化硅玻璃。
雖然我們通常會將鏡子與玻璃制成并在其上涂上某種涂層聯系在一起,但在這種情況下,玻璃的功能非常簡單:對光線透明,并保護黃金。
所以,是的,它是鍍金的,但黃金本身也需要用它自己的涂層來保護。
遮陽板的所有五層都必須沿著其支撐物正確展開和張拉。
每一個夾子都必須松開;每一層都不能卡住、卡住或撕裂;一切都必須正常工作。