詹姆斯·韦伯太空望远镜的反射镜甚至在第一次低温冷却发生之前就已经移除了90%以上的质量。
通过加工镜子的背面,实现了巨大的重量减轻,使詹姆斯·韦伯总共几乎轻了哈勃的一半。
虽然詹姆斯·韦伯的镜子看起来是金色的,但实际上是由铍制成的。
是的,每面镜子上都涂了一层金色的涂层,但如果完全用黄金制造镜子,那将是灾难性的。
不,不是因为黄金的密度非常高,也不是因为黄金的延展性,这两者都是黄金绝对拥有的特性。
最大的问题将是热膨胀。
即使在非常低的温度下,黄金也会随着微小的温度变化而大幅膨胀和收缩,这是韦伯镜子的首选材料的决定性因素。
然而,铍在这方面大放异彩。
通过将铍冷却到低温,并在那里抛光,你可以确保在室温下会有缺陷,但当这些镜子再次冷却到工作温度时,这些缺陷就会消失。
只有在铍被制造并加工成其最终形状之后,才能涂上金涂层。
韦伯的镜子在镀上一层仅有约100纳米厚的金原子之前,完全是由铍制成的,这张照片展示了经过机械加工、抛光和许多其他重要步骤之后,但在经历金的蒸气沉积到镜子表面之前的镜子。
詹姆斯·韦伯太空望远镜镜子中的黄金总量只有48克。
詹姆斯·韦伯的18面镜子中的每一面都需要突出地反射它设计用来观察的光的类型:红外线。
涂抹的黄金数量需要恰到好处;涂得太少,你不会完全覆盖镜子,但涂得太多,当温度变化时,你会开始经历膨胀、收缩和变形。
涂覆金涂层的过程被称为真空气相沉积。
通过把“空白”镜子放入真空室,在那里所有的空气都被抽走,你就可以在里面注入少量的黄金蒸气。
不需要涂层的区域,比如镜子的背面,都被遮住了,这样只有光滑、抛光的表面才会涂上一层金色的涂层。
这一过程一直持续到金达到所需的厚度,仅为~100纳米,或约600个金原子厚度。
镀金后,需要对反射镜的弯曲度、公差、低温性能等进行多项测试。
只有在所有这些测试都通过之后,最后一层无定形玻璃的涂层才最终被涂上,以保护黄金。
黄金本身不会直接暴露在太空中;它被覆盖在一层薄薄的无定形二氧化硅玻璃上。
你为什么不直接把黄金暴露在太空深处呢?
因为它非常柔软,延展性很强,即使是轻微或微小的撞击也很容易损坏。
尽管铍在很大程度上不会受到微流星体撞击的影响,但薄薄的金涂层会受到影响,因此如果没有额外的保护层,就无法保持望远镜运行所需的光滑度。
这就是最后一层“涂层上的涂层”的用武之地:无定形二氧化硅玻璃。
虽然我们通常会将镜子与玻璃制成并在其上涂上某种涂层联系在一起,但在这种情况下,玻璃的功能非常简单:对光线透明,并保护黄金。
所以,是的,它是镀金的,但黄金本身也需要用它自己的涂层来保护。
遮阳板的所有五层都必须沿着其支撑物正确展开和张拉。
每一个夹子都必须松开;每一层都不能卡住、卡住或撕裂;一切都必须正常工作。