NASAのジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡の光沢のある巨大な鏡として金メッキされたベリリウムが使用されました

一つには：なぜそれは金なのか？

宇宙に打ち上げられる準備ができている巨大な金色のハニカムの画像をオンラインで見たことがありますか？ これは、ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡がこれまでに見たことのない宇宙の隅を研究することを可能にする象徴的な鏡です。

NASA、欧州宇宙機関、カナダ宇宙機関の共同コラボレーションであるジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡は、これまでで最も強力な宇宙望遠鏡になる予定です。 その印象的な観察力の秘訣は？ 巨大な金色の鏡。 ミラーは18個の小さなミラーで構成されており、ミッションチームはスコープを使用して、数十億光年離れた非常に遠い銀河からの光を測定できます。

「私たちが本当に必要としているのは、18個のミラーすべてが単一のモノリスであるかのように機能することです」とWebbの光学望遠鏡要素マネージャーであるLeeFeinbergは今年XNUMX月の記者会見でSpace.comに語った。

Webbは、フランス領ギアナのクールーにあるギアナ宇宙センター、またはヨーロッパの宇宙港から22月XNUMX日に宇宙に打ち上げられる予定です。

関連：ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡の構築（ギャラリー）

Webbの主鏡は21フィート、幅4インチ（6.5メートル）で、直径18フィート（4.3 m）の1.32個の六角形の鏡セグメントで構成されています。 Webbには、直径がわずか2.4フィート（0.74 m）の小さな副鏡もあります。

これにより、ウェッブの主鏡は、直径7.8フィート（2.4メートル）の鏡を備えたハッブル宇宙望遠鏡の主鏡よりも大幅に大きくなります。

巨大な六角形に焦点を当てる

NASAの声明によると、宇宙望遠鏡の特徴的なハニカムミラーセグメントは、すべてのピースで構成される主鏡がほぼ円形になるようにピースを組み合わせることができるため、そのような形状になっています（新しいタブで開きます）。

「セグメントが円形の場合、それらの間にギャップが生じます」と声明は述べ、「検出器の最もコンパクトな領域に光を集中させるため、ほぼ円形の全体的なミラー形状が望ましいと付け加えています。 たとえば、楕円形の鏡は、一方向に引き伸ばされた画像を提供します。 正方形の鏡は、中央領域から多くの光を送り出します。」

非常に遠くから光を拾うのに役立つ形状に加えて、Webbのミラーはいわゆるアクチュエーターの助けを借りて動作します。 アクチュエータは、ミラーが遠くの物体に焦点を合わせるのに役立つ小さな機械式モーターです。

各ミラーピースの背面にはXNUMXつのアクチュエータがあり、ミラーの各ピースを非常にゆっくりと動かすことができるため、ミッションチームはWebbのビューを微調整できます。

「これらのアクチュエータは、コアステージと呼ばれる長いストロークを移動できるという意味で、実際には非常に素晴らしいエンジニアリングですが、非常に正確な分数波長の光を移動できる細かいステージもあります」とファインバーグ氏は述べています。

なぜ金なの？

六角形と巨大なサイズを除けば、ウェッブの最も特徴的な特徴は、鏡の光沢のある明るい金色です。

NASAが宇宙望遠鏡に触発された芸術の公開提出に開かれた芸術挑戦（新しいタブで開く）さえ開催したほど、それは非常に印象的な外観を持っています。

それで、「なぜ金？」 ファインバーグは言った。 一つには、それは非常に反射的です（それはその華麗な外観ですぐに明らかになります）。 「それはこの驚くべき反射率を持っています…金は実際に非常に広い波長帯域にわたって最高の反射率を持っています。」

「このような大きな望遠鏡を作る理由は、個々の光子をすべて捕らえるためです」と彼は付け加えました。 「したがって、これらの各コーティングの反射率を非常に高くして、途中でフォトンが失われないようにする必要もあります。」

Webbのミラーは98％反射すると言われています。つまり、入ってくる光子の98％を反射します。これは、ほぼ同じくらい反射します。

ファインバーグ氏は、「オーバーコートが施された保護用の金でもあります…非常に頑丈なコーティングです」と付け加えました。

現在、Webbのミラーセグメントは金でコーティングされていますが、純金でできていません。 それらは実際には、丈夫で軽量な金属であるベリリウムから作られています。 各ミラーピースの重量は、地球上で約46ポンド（20キログラム）です。 NASAの声明によると、ベリリウムは非常に耐久性があり、比較的軽量であることに加えて、Webbが動作する必要のある極寒の温度でもその形状を保持できます。

何か素晴らしいものを作る（非常に寒い）

Webbは、20年にスコープの開発が最初に開始されて以来、1996年以上にわたって作成されてきました。

ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡のプロジェクトマネージャーであるビルオックス氏は、同じ記者会見で、ウェッブのミラーを開発、構築、テストするには、「世界中の光学専門家で構成された製品整合性チーム」が必要だったと語った。

Ochsは、ハードウェアを「[NASAの]ジョンソン宇宙センターで、世界最大の極低温チャンバーになるように改造されたアポロ時代に建てられたチャンバー内で」テストしたことを共有しました。

極低温環境を作り出す施設であるこの極低温チャンバーでは、「望遠鏡全体を展開することができました」とオックス氏は述べています。

宇宙の最果てを覗き込み、その星や銀河を見つけるために、ウェッブは赤外線で観測します。 ただし、赤外線は本質的に熱であるため、Webbが暖かすぎると、それ自体のミラーの輝きを超えて赤外線を検出できなくなります。

実際、Webbのミラーは、意図したとおりに機能するために華氏マイナス364度（摂氏マイナス220度）である必要があります。 これを冷たく保つために、スコープは深宇宙に送られ、そこで日よけを展開して、太陽からの長引く暖かさから鏡や他の機器を遮ります。

したがって、このテストにより、チームはWebbの貴重なミラーピースがこのような極端で極寒の条件で動作できることを確認できました。