2021年12月25日,终于到了用阿丽亚娜5号火箭将詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)发射到太空的时候了。经过30天的飞行,哈勃太空望远镜的继任者到达了距地球150万公里的所谓拉格朗日点的目的地。从此以后,这台望远镜将与地球一起绕太阳运行。借助反射镜和探测器,JWST能够回顾过去 – 回到宇宙初期。为此,这台望远镜使用可见光红色波段(0.6微米)到中红外线(28微米)的辐射。其使命是探索宇宙的起源,自7月11日以来,JWST一直在发送来自太空深处的精美图像。在价值数十亿美元的JWST装配过程中,PI技术多次在关键时刻施以援手。
用于精密定位主镜段的六足位移台
JWST的轻型可伸缩主镜由18块六角形子镜组成其旋转表面,主镜直径超过6.5米。在展开运行状态下,这块主镜的大小与网球场相当。“为了使镜段组合起到单面镜的作用,必须将其放置在彼此相距数毫米的范围内,以达到几分之一毫米的精度。人工操作员无法如此准确地放置反射镜,因此我们开发了一套机器人系统进行装配,”华盛顿总部的NASA詹姆斯韦伯太空望远镜项目负责人Eric Smith说(资料来源:>> NASA)。
为了精密安装各镜段,端部带有专用PI六足位移台的机械臂可以沿六个方向移动。如此一来,就可以使用望远镜结构高度精密地移动并定位各个镜元件。在一支工程师团队操纵机械臂的同时,另一支团队使用激光进行测量,以确保在安装下一镜段之前,每个镜段均已精准定位、用螺栓固定并粘合到位。
NIRSpec仪器校准
JWST中集成的NIRSpec(近红外光谱仪)仪器是波长范围为0.6至5微米的光谱仪。它能够同时记录多达100个物体的光谱。在校准物体的同时,还会模拟太空中的运行条件,尤其是77开氏度(-196.1摄氏度)的温度和高真空条件。为此,其中使用了多个PI线性轴。通过使用一种称为Dispal®的特种类型的铝,可以将线性轴设计为在指定的气候条件下无差错运行。