詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的反射鏡甚至在第一次低溫冷卻發(fā)生之前就已經(jīng)移除了90%以上的質(zhì)量。
通過(guò)加工鏡子的背面,實(shí)現(xiàn)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(lái)是金色的,但實(shí)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(zāi)難性的。
不,不是因?yàn)辄S金的密度非常高,也不是因?yàn)辄S金的延展性,這兩者都是黃金絕對(duì)擁有的特性。
最大的問(wèn)題將是熱膨脹。
即使在非常低的溫度下,黃金也會(huì)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(guò)將鈹冷卻到低溫,并在那里拋光,你可以確保在室溫下會(huì)有缺陷,但當(dāng)這些鏡子再次冷卻到工作溫度時(shí),這些缺陷就會(huì)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(jīng)過(guò)機(jī)械加工、拋光和許多其他重要步驟之后,但在經(jīng)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(yuǎn)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(shè)計(jì)用來(lái)觀察的光的類型:紅外線。
涂抹的黃金數(shù)量需要恰到好處;涂得太少,你不會(huì)完全覆蓋鏡子,但涂得太多,當(dāng)溫度變化時(shí),你會(huì)開(kāi)始經(jīng)歷膨脹、收縮和變形。
涂覆金涂層的過(guò)程被稱為真空氣相沉積。
通過(guò)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(qū)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(huì)涂上一層金色的涂層。
這一過(guò)程一直持續(xù)到金達(dá)到所需的厚度,僅為~100納米,或約600個(gè)金原子厚度。
鍍金后,需要對(duì)反射鏡的彎曲度、公差、低溫性能等進(jìn)行多項(xiàng)測(cè)試。
只有在所有這些測(cè)試都通過(guò)之后,最后一層無(wú)定形玻璃的涂層才最終被涂上,以保護(hù)黃金。
黃金本身不會(huì)直接暴露在太空中;它被覆蓋在一層薄薄的無(wú)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?yàn)樗浅H彳洠诱剐院軓?qiáng),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(huì)受到微流星體撞擊的影響,但薄薄的金涂層會(huì)受到影響,因此如果沒(méi)有額外的保護(hù)層,就無(wú)法保持望遠(yuǎn)鏡運(yùn)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(wú)定形二氧化硅玻璃。
雖然我們通常會(huì)將鏡子與玻璃制成并在其上涂上某種涂層聯(lián)系在一起,但在這種情況下,玻璃的功能非常簡(jiǎn)單:對(duì)光線透明,并保護(hù)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(lái)保護(hù)。
遮陽(yáng)板的所有五層都必須沿著其支撐物正確展開(kāi)和張拉。
每一個(gè)夾子都必須松開(kāi);每一層都不能卡住、卡住或撕裂;一切都必須正常工作。