美國宇航局正嘗試在地球軌道上製造未來的太空望遠鏡

2020-10-30 用戶92322398432

太空望遠鏡是一件非常了不起的事情。通過將天文臺部署到軌道，天文學家可以在不受大氣幹擾的情況下為宇宙拍照。但是，它們的建造、維護和發射都非常昂貴。正如哈勃望遠鏡有缺陷的鏡子所證明的那樣，太空望遠鏡必須經過嚴格的檢查，因為它在發射後會變得很難維修。

為了解決這個問題，美國宇航局正在研究在太空建造未來太空望遠鏡的可能性。這涉及到一種被稱為原子層沉積（ALD）的製造技術，即在表面沉積一層厚度不超過一個原子的材料層，然後將其硬化。現在，一個由NASA支持的研究小組有機會在微重力環境中測試這項技術。

ALD工藝通常在工業中使用，包括放置一層材料（稱為基底）在一個類似於烤爐的反應室中，然後用不同類型的氣體脈衝對其進行處理。這最終的結果是一個光滑的，高度均勻的，只有一個原子的厚度薄膜層。對於太空望遠鏡來說，該方法可用於在望遠鏡的反射鏡上塗覆波長特定的反射塗層。

正如在一份美國宇航局的聲明所說的：「我們的技術專家認為，直徑超過20米的下一代望遠鏡將在軌道上建造和組裝。與其在地面上製造反射鏡，為什麼不在太空中列印呢？我們的想法是，利用這項技術，我們可以用高反射材料覆蓋一個光學元件。我們已經在地面上使用了這項技術，並了解了這一過程。」

作為該計劃的一部分，一個用商用現成組件搭成的ALD艙，將搭載藍色起源的新謝潑德可重複使用火箭飛向太空。在飛行過程中，有效載荷將經歷3分鐘的微重力，這個時間足夠在ALD艙的5釐米矽片上沉積一層氧化鋁。這項測試還包括派遣一名技術演示者登上一枚新的謝潑德火箭，以查看它在微重力環境中的狀況。

ALD除了提供增強望遠鏡發射鏡的作用外，還可能具有其他有助於未來太空探索的應用。例如，在月球探測中，由於靜電荷的表土粘附在所有物體上，因此減少灰塵是一個主要的必要條件。

目前，國際空間站正在研究使用ALD來解決這一問題的可能性，在那裡，ALD塗層的樣品將暴露在實驗託盤上的等離子體中。以測試氧化銦錫是否可以用於油漆和其他材料上，以防止月球塵埃粘附在太空衣、探測器和設備上。

除了在太空中建造望遠鏡外，ALD還為各種太空製造提供明顯的優勢。 ALD腔室可擴展至任何尺寸，並且能夠在非常大的區域上始終如一地施加光滑的層。這種精確度對於開發靈敏光學器件和其他應用至關重要。

舉例來說，如果我們將一塊矽片按華盛頓市區的尺寸放大，並將其放入一個ALD室中，我們就可以沉積一層厚度不超過60微米的材料。除了光學和減少塵埃外，這一過程還可以在軌道上應用於對飛往其他行星甚至其他恆星系統的太空飛行器進行消融屏蔽！

在太空製造、小行星開採和深空探索之間，人類的未來很大程度上要涉及到在地球軌道和更遠的地方建立工廠！ALD技術不可或缺！

想了解更多精彩內容，快來關注吧！

相關焦點

  • 未來20年美國宇航局太空探測的重大項目
    過去一年，美國宇航局（NASA）宣布了一系列太空探索計劃，包括讓人類重返月球和利用核動力直升機在土衛六搜尋生命跡象。除了這兩項任務，未來10年宇航局還將實施其它一系列任務，其中包括探測一顆死亡行星的金屬核心，搜尋木衛二地下海洋的生命和拍攝大爆炸。這些任務將耗資數十億美元，橫跨數百萬英裡。就像宇宙不斷膨脹一樣，宇航局的探索觸角也在不斷延伸。
  • 美國宇航局「羅曼太空望遠鏡」主鏡已經完成建造
    美國宇航局「羅曼太空望遠鏡」主鏡已經完成建造（神秘的地球uux.cn報導）據cnBeta：美國宇航局正在努力研製下一代天基望遠鏡，以取代未來的太空望遠鏡之一被稱為南希·格雷斯·羅曼，簡稱「羅曼太空望遠鏡」。美國宇航局近日宣布，這臺將收集和聚焦光線的太空望遠鏡的主鏡已經完成建造。羅曼號將使用直徑7.9英尺的鏡頭來捕捉太空圖像，其視野範圍是「行業標兵」哈勃號的100倍。美國宇航局羅曼望遠鏡經理斯科特·史密斯表示，完成主鏡是一個令人興奮的裡程碑。
  • 美國宇航局將在一年內發射詹姆斯·韋伯太空望遠鏡
    昨天，也就是2020年10月31日，距離美國宇航局打算將其科技含量極高、功能極多的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡送入軌道還有整整一年的時間。目前，該望遠鏡的發射日期定在2021年10月31日。那將是一個星期天，全世界的天文學家都非常期待這次發射。
  • 美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡通過了關鍵測試
    美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在通過環境測試後，明年仍按計劃進行部署這些評估評估瞭望遠鏡能否在發射。 美國宇航局戈達德太空飛行中心的韋伯項目經理比爾·奧克斯（Bill Ochs）在一份聲明中說： 「成功完成我們的天文臺環境測試代表了發射的裡程碑式的裡程碑。」 「環境測試表明韋伯有能力承受火箭飛行升空，這是它離地球大約一百萬英裡的軌道旅行中最猛烈的部分。」
  • VOA英語:美國宇航局再次推遲韋伯太空望遠鏡的發射
    美國宇航局已經將這臺新的太空望遠鏡確定為首要科學任務。這臺大型紅外望遠鏡配備了近7米口徑的反射鏡用於探索太空。它旨在比其它任何太空飛行器更深入地探索太空，並提供有關宇宙過往的更多答案。美國宇航局官員表示，明年3月發射的各項工作似乎進展很順利，直到新冠病毒襲來。美國宇航局表示，與這次健康危機相關的各種限制措施延緩了其主要製造商美國諾斯羅普·格魯曼公司對望遠鏡的開發工作。
  • 美國宇航局100億美元「韋鴿」太空望遠鏡完成一項關鍵測試
    導讀：這架耗資100億美元的太空望遠鏡已經一拖再拖，由於各種原因還沒發射！被網友調侃為「鴿王」望遠鏡或者「韋鴿」望遠鏡。這項測試展示了從規劃科學網絡到將科學數據發布到社區檔案完整的端到端流程。美國宇航局的研究人員指出，這是他們第一次同時測試實際的網絡飛行硬體和地面系統。
  • 未來的天文望遠鏡將看到什麼太空景象
    韋伯太空望遠鏡藝術圖2網易探索11月27日訊，據美國太空網消息，像哈勃、斯皮策和錢德拉這樣的巨型望遠鏡能提供空前美麗的宇宙景象，但天文學家還是渴望有更加強大的望遠鏡進入地球軌道美國宇航局期望2013年發射詹姆士·韋伯太空望遠鏡(JWST)，許多科學家在思考其未來的觀察會是什麼。德國馬克斯·普朗克天文學學會的天文學家雷切爾·薩默維爾就是其中的一位科學家，她表示，如果沒有額外的援助，天文學家很難解答宇宙中一些最神秘的謎團。「我們還需要更好地觀察來使我們的宇宙模型更加完善。如果你只是紙上談兵，即使今後15年你用上超級電腦來進行電信模擬，這也將無濟於事。」
  • 美國宇航局等八國聯合建造的月球軌道空間站將迎來新科學套件實驗
    這其實是兩個太空氣象儀器套件，分別是NASA製造的HERMES和歐洲宇航局製造的ERSA，它們將探測月球軌道附近的亞原子粒子和電磁場，探測的範圍非常大，接下來我們再說。另外，這兩個儀器將預裝在月球軌道空間站的模塊上，兩個科學載荷不是安裝在一個模塊上，月球軌道空間站的動力推進模塊和居住模塊將各安裝一個。這兩個儀器套件將提前全面觀察月球輻射環境，並在太空人重返月球之前返回數據。為了加強數十年的太空合作關係，NASA和ESA歐洲宇航局各自製造了一套儀器套件，以監測深空輻射並將數據報告回地球。
  • 美國宇航局  Roman（羅馬）太空望遠鏡主鏡完成
    2020年9月4日NASA發布完成Roman（羅馬）望遠鏡的主鏡安裝工作進度Nancy Grace Roman（南茜·格蕾絲·羅馬）太空望遠鏡的主鏡已經完成，它將收集和聚焦遠近宇宙物體的光線。利用這面鏡子羅曼將以比哈勃望遠鏡大100倍的視野捕捉令人驚嘆的太空景象。
  • 克卜勒太空望遠鏡退役 未來或多次與地球「相遇」
    圖：克卜勒太空望遠鏡的藝術渲染圖鳳凰網科技訊 據Space北京時間11月1日報導，對於美國航空航天局（以下簡稱「NASA」）的克卜勒太空望遠鏡而言，世界的盡頭是冰冷的太空而非再入大氣層時的火球。在迄今為止被證實的約3800顆系外行星中，70%是由克卜勒太空望遠鏡發現的。它已經閉上了「眼睛」。NASA官員當地時間10月30日表示，克卜勒太空望遠鏡將在未來1或2周退役。克卜勒太空望遠鏡不會像NASA圍繞土星運行的卡西尼號太空飛行器那樣壯烈。當燃料耗盡時，NASA指揮卡西尼號太空飛行器在2017年9月撞向土星厚厚的大氣層。
  • 美國宇航局：將用氣球把一個2.5米的望遠鏡送入地球平流層
    美國宇航局一項雄心勃勃的新任務已經開始，該任務將用氣球將一個8.4英尺(2.5米)高的尖端望遠鏡送入平流層。暫定於2023年12月從南極洲發射的ASTHROS（亞毫米波長高光譜解析度觀測的天體物理平流層望遠鏡簡稱）將花費大約三周時間在結冰的南部大陸上空的氣流中漂流，並在此過程中實現幾個第一。由美國宇航局（NASA）噴氣推進實驗室管理的ASTHROS觀測遠紅外光。
  • 太空垃圾雲正不斷擴大 或致同步衛星軌道報廢
    近日，俄羅斯聯邦航天署署長弗拉基米爾·波波夫金在俄聯邦委員會圓桌會議上的一番話再次引發了人們對太空垃圾的擔憂。他表示，目前地球同步軌道的太空垃圾汙染非常嚴重，即使不再發射任何太空飛行器，現有太空飛行器老化、報廢和毀壞也會導致太空垃圾「自我繁殖」。如果不解決太空垃圾問題，人類可能在未來20年內失去地球同步衛星軌道。
  • 美國宇航局表示：需要新的太空望遠鏡，來尋找威脅地球的小行星
    發現有威脅近地天體的速度正在放慢，因此行星防禦界正在期待一種新的太空望遠鏡，以幫助定位所有威脅地球小行星中的90%。在向NASA行星科學諮詢委員會提交的報告中，行星防禦官員林德利·詹森(Lindley Johnson)表示：已經發現了大約35%的預測小行星數量，這些小行星被認為是近地天體(NEO)，直徑約450英尺(140米)或更大。
  • 美國宇航局SPHEREx太空望遠鏡將尋找宇宙大爆炸的線索
    美國國家航空航天局（NASA）達到了SPHEREx空間望遠鏡發展的一個重要裡程碑，該望遠鏡的設計宗旨是研究大爆炸理論和星系起源。NASA在博客中表示，該任務已進入C階段（Phase C），這意味著NASA已批准了天文臺的初步設計，並可以開始最終設計階段以及硬體和軟體的製造。
  • 美國宇航局望遠鏡發現了兩顆新的行星
    美國宇航局過境系外行星測量衛星（TESS）的插圖。佛羅裡達州奧蘭多市 - 官員周四表示，在佛羅裡達州卡納維拉爾角發射五個月後，一個行星狩獵軌道望遠鏡設計用於探測太陽系以外的世界。美國宇航局的過境系外行星測量衛星，更為人所知的是TESS，它在距離我們至少49光年遠的太陽系中發現了「超地球」和「熱地球」行星，這標誌著該衛星自4月發射以來首次發現。
  • 小行星圍繞地球,美國宇航局追蹤到一顆足以終結人類文明的大傢伙
    據英國媒體LADbible網12月31日報導，美國宇航局（NASA）在2020年追蹤到了1400多顆小行星，其中一顆大到足以終結人類文明。美國宇航局近地天體中心將研究距離太陽1.3個天文單位以內的小行星，即距離地球4500萬公裡的小行星。
  • 地球裝不下了！美國想把地月軌道管起來 相關的飛行器正在研發
    該項目負責人戴維·布勒表示，隨著美國利益向月球延伸，美國太空軍的任務範圍也將隨之擴展。「今天的軍事太空活動僅限於地球軌道。隨著美國航空航天局（NASA）規劃在月球建立永久存在並與私營企業合作發展月球經濟，這種情況在未來幾年內可能會改變。如果這些利益受到其他大國的挑戰，美國太空軍將發揮保護作用。
  • 除了韋伯望遠鏡,未來4大巨型太空望遠鏡
    博科園：科學科普-天文航天類隨著最近發射的系外行星勘測衛星(TESS)於2018年4月18日(周三)發射，許多人的注意力都集中在下一代太空望遠鏡上，這些望遠鏡將在未來幾年內進入太空。這不僅包括目前計劃於2020年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，還包括將於本世紀30年代部署的其他先進太空飛行器。美國宇航局詹姆斯·韋伯望遠鏡將提供更多關於先前探測到系外行星的信息，2020年以後更多下一代太空望遠鏡將在其發現的基礎上建造，圖片NASA這是2020年天體物理學的十年之際研究主題，其中包括目前正在研究的四個旗艦任務概念。
  • ...射電望遠鏡|宇宙|nasa|望遠鏡|天文學|哈勃太空望遠鏡
    其次，在太空中的望遠鏡可以觀測被大氣層吸收殆盡的紅外線和紫外線。需要注意的是，哈勃事實上只能拍攝黑白照片，小夥伴們看見的彩色都是NASA後期渲染合成的。哈勃望遠鏡由美國宇航局主製造，外加歐洲宇航局支援完成。儘管理論提出的很早，但是由於技術限制、經費不足外加1986挑戰者災難打擊，一直擱淺至1990年4月24日才由「發現者」號航天飛船發射升空。
  • 2021太空探索的忙碌一年
    在火星軌道上運行一段時間後。5月份，一個載有巡遊車的著陸器將著陸在火星表面。能夠安全降落在太陽系第四顆行星上並不容易，以前只有美國宇航局多次完成該任務。如果在火星上成功著陸。這將是繼去年年底嫦娥五號完成登月並帶回月球巖石樣本後的又一裡程碑。