對于一臺外太空望遠鏡來說,決定它能看多遠的是鏡子面積大小。
但在鏡面面積大小的基礎(chǔ)上,穩(wěn)定且低的熱膨脹系數(shù),以及反射的是哪一種光,才是更關(guān)鍵的東西。
穩(wěn)定且低的熱膨脹系數(shù)決定了望遠鏡的工作狀態(tài),反射的哪一種光決定了它能看到多少細節(jié)。
比如哈勃太空望遠鏡,它反射的光以‘可見光’為主。
它能拍攝到的最遠恒星,最的是一顆距離地球129億光年外的原始恒星。
這顆恒星,誕生于宇宙大爆炸后4.5億年,不屬于第一批形成的恒星。
如果要拍攝宇宙中第一批形成的恒星的話,這個時間得再往前提前,可時間再往前哈勃望遠鏡就心有余而力不足了。
因為時間再往前推,哈勃望遠鏡反射探索的可見光,幾乎就全都泯滅于茫茫宇宙了。
相對而言,韋伯望遠鏡在理論上能看到宇宙大爆炸2~3億年后形成的第一批星系。
因為它反射和觀察的,是紅外光。
紅外光能夠與大多數(shù)分子發(fā)生共振現(xiàn)象,具有熱效應(yīng),而且它的衍射能力強,穿透云霧的能力強。
這就讓來自宇宙早期的紅外光有了穿越茫茫宇宙來到地球進而被人類觀察到的可能性。
所以為了看到早期宇宙中的第一批恒星和星系,就必須觀察它們發(fā)出的紅外光。
當(dāng)然,相對比觀察可見光的空間望遠鏡來說,觀察紅外光的空間望遠鏡無論是在制造技術(shù),還是發(fā)射難度,亦或者排除干擾等問題上都要更難。
比如哈勃望遠鏡在距地559公里的地方就能看清宇宙,而韋伯望遠鏡卻要飛到距地150萬公里遠的深空,在那里“安家落戶”。
這是因為凡是熱的物體,本身就會發(fā)出紅外光或熱量。
所以送上太空的韋伯望遠鏡,需要保持本身一個相當(dāng)?shù)偷臏囟取?
這個溫度最少是在零下220攝氏度,甚至更低,因此望遠鏡的鏡子作為一個整體必須能夠承受極冷的溫度并保持其形狀。
所以為了讓它保持寒冷,韋伯望遠鏡被送入遠離地球的深空,并且使用遮陽板為鏡子和儀器遮擋太陽的熱量。
除此之外,還有為了屏蔽地球,以及望遠鏡本身的紅外輻射干擾等因素。
但這僅僅是一部分,除了使用遮陽板為鏡子和儀器遮擋太陽的熱量外,還需要鏡面材料在面對溫度變化時保持穩(wěn)定的膨脹系數(shù)。
因為膨脹系數(shù)不穩(wěn)定,那么總有一天鏡面就會被不穩(wěn)定的膨脹系數(shù)折騰出皺紋、扭曲或者裂痕。
而無論是哪一種,對于精度要求極極極高的太空望遠鏡來說,都是致命的。
.......
物理實驗室中,韓元調(diào)配著手中的材料。
鈹銥合金的主體材料是金屬鈹和金屬銥,但不代表里面沒有其他的材料了。
除了這兩種金屬外,還有鎳、鐵、碳這三種材料。
只不過后面三種材料的含量比例相對而言都比較低而已。
按照比例,先將除去碳之外的各種材料利用實驗室的小型坩堝融化,去除掉雜質(zhì)后滴水,研磨成粉末。
研磨后的粉末再通過真空鍛爐進行重新融化,融化后冷凝成型,然后再經(jīng)過真空自耗爐或者電渣重熔爐進行二次熔煉,三次熔煉。
而在二次熔煉和三次熔煉的過程中需要添加各種化學(xué)試劑以排除里面的硫、磷、鉛、錫等各種雜質(zhì)。
步驟相當(dāng)繁瑣。
其主要目的是為了確保合金化程度,并且排除掉合金中的氣泡、孔隙等各種干擾合金質(zhì)量的雜質(zhì)。
因為這種合金材料是應(yīng)用于太空望遠鏡的鏡面上的,對材料要求相當(dāng)高。
其實越是高級的合金材料,對于冶煉的手段要求就越高。