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美國宇航局繪制4.5億個星系地圖的任務正在進行中
發布時間：2025-12-10 02:01:14 來源：桑間濮上網 作者：知識
NASA sp herex任務的有效載荷副經理和有效載荷系統工程師Sara Susca抬頭看著飛船的一個光子護盾。這些同心圓錐保護望遠鏡免受來自太陽和地球的宇航光和熱的影響，這些光和熱會淹沒望遠鏡的局繪探測器。uux.cn/美國宇航局/JPL加州理工學院
（神秘的制億正進地球uux.cn）據美國宇航局噴氣推進實驗室：美國宇航局的SPHEREx任務的關鍵要素正在匯集，這是個星一架太空望遠鏡，將創建一個前所未有的系地行中宇宙地圖。
美國宇航局的任務SPHEREx太空望遠鏡開始看起來很像當它到達地球軌道并開始繪制整個天空時的樣子。SPHEREx是美國Specto-Photometer for the History of the Universe，Epoch of Reionization和Ices Explorer的宇航縮寫，它類似于一個擴音器，局繪盡管它幾乎有8.5英尺高(2.6米)，制億正進近10.5英尺寬(3.2米)。個星賦予該天文臺獨特形狀的系地行中是它的錐形光子屏蔽，這些光子屏蔽正在南加州美國宇航局噴氣推進實驗室的任務一個潔凈室中組裝。
三個圓錐體，美國一個套在另一個里面，將包圍SPHEREx的望遠鏡，以保護它免受太陽和地球的光和熱的影響。飛船將掃描天空的每一部分，就像掃描一個地球儀的內部一樣，每年完成兩張全天圖。
“SPHEREx必須非常敏捷，因為航天器在掃描天空時必須相對快速地移動，”JPL的Sara Susca說，她是該任務的有效載荷副經理兼有效載荷系統工程師。“看起來不像，但這些護盾實際上很輕，由像三明治一樣的多層材料制成。外面是鋁板，里面是鋁蜂窩結構，看起來像紙板——很輕，但很堅固。”
當不晚于2025年4月發射時，SPHEREx將幫助科學家更好地了解水和其他生命必需的關鍵成分的起源。為了做到這一點，該任務將測量星際氣體和塵埃云中的水冰含量，新恒星誕生的地方以及行星最終形成的地方。它將通過測量星系產生的集體光來研究星系的宇宙歷史。這些測量將有助于理清星系何時開始形成，以及它們的形成是如何隨著時間的推移而變化的。最后，通過繪制數百萬個星系相對于彼此的位置，SPHEREx將尋找關于宇宙如何在大爆炸后幾分之一秒內快速膨脹或膨脹的新線索。
涼爽而穩定
美國宇航局SPHEREx任務的機械集成負責人阿米莉亞·全(Amelia Quan)帶著V形槽散熱器，這是一種有助于保持太空望遠鏡低溫的硬件。uux.cn/美國宇航局/JPL加州理工學院
SPHEREx將通過檢測紅外光來實現這一切，紅外光的波長范圍比人眼能看到的可見光要長。紅外光有時也被稱為熱輻射，因為所有溫暖的物體都會發出紅外光。甚至望遠鏡也能產生紅外光。因為光會干擾它的探測器，望遠鏡必須保持低溫——低于零下350華氏度(約零下210攝氏度)。
外層光子屏蔽將阻擋來自太陽和地球的光和熱，錐體之間的間隙將阻止熱量向內流向望遠鏡。但是為了確保SPHEREx降低到其寒冷的工作溫度，它還需要一種叫做V形槽散熱器的東西:三個圓錐形的鏡子，每個都像一把倒置的傘，一個疊一個。每一個都位于光子護盾下方，由一系列楔形物組成，這些楔形物可以改變紅外光的方向，使其通過護盾之間的縫隙反射到太空中。這就帶走了包含計算機和電子設備的室溫航天器總線上通過支架攜帶的熱量。
“我們不僅關心SPHEREx有多冷，還關心它的溫度保持不變，”該任務的有效載荷經理JPL的康斯坦丁·佩納寧說。“如果溫度發生變化，它可能會改變探測器的靈敏度，這可能會轉化為錯誤信號。”
天空之眼
美國宇航局SPHEREx任務的望遠鏡在JPL接受測試。它的底座是傾斜的，因此它可以盡可能多地看到天空，同時保持在三個同心圓錐的保護下，這三個圓錐保護望遠鏡免受來自太陽和地球的光和熱的影響。uux.cn/美國宇航局/JPL加州理工學院
當然，SPHEREx的核心是它的望遠鏡，它使用三面鏡子和六個探測器收集來自遙遠光源的紅外光。望遠鏡的底座是傾斜的，因此它可以盡可能多地看到天空，同時保持在光子護盾的保護之下。
該望遠鏡由科羅拉多州博爾德市的鮑爾航空航天公司建造，于5月抵達加利福尼亞州帕薩迪納市的加州理工學院，在那里它與探測器和V形槽散熱器集成在一起。然后，在JPL，工程師們將它固定在一個振動臺上，模擬望遠鏡在乘坐火箭前往太空時將承受的震動。在那之后，它回到了加州理工學院，在那里科學家們確認它的鏡子在振動測試后仍然聚焦。
SPHEREx的紅外“視覺”
美國宇航局的SPHEREx將使用這些過濾器進行光譜分析，這是一種科學家可以用來研究物體成分或測量其距離的技術。每個過濾器——大約有餅干大小——有多個部分，除了一個特定波長的紅外光之外，都可以阻擋。uux.cn/美國宇航局/JPL加州理工學院
SPHEREx望遠鏡內的鏡子收集來自遙遠物體的光，但它是探測器，可以“看到”任務試圖觀察的紅外波長。
像我們的太陽這樣的恒星發出整個可見波長范圍的光，所以它是白色的(盡管地球的大氣層使它在我們眼中看起來更黃)。棱鏡可以將光分解成不同的波長——彩虹。這叫做光譜學。
SPHEREx將使用安裝在其探測器頂部的過濾器來進行光譜分析。只有餅干大小，每個濾光片肉眼看來都是彩虹色的，并且有多個部分來阻擋除了一個特定波長的紅外光。SPHEREx觀察的每個物體都將被每個片段成像，使科學家能夠看到該物體發出的特定紅外波長，無論它是恒星還是星系。這臺望遠鏡總共可以觀測100多種不同的波長。
由此，SPHEREx將繪制出不同于以往的宇宙地圖。
關于任務的更多信息
SPHEREx由美國宇航局天體物理學部門的JPL管理，隸屬于華盛頓的科學任務理事會。鮑爾航空航天公司建造了望遠鏡，并將提供飛船總線。SPHEREx數據的科學分析將由位于美國和韓國10個機構的科學家團隊進行。數據將在加州理工學院的IPAC進行處理和存檔。SPHEREx數據集將向公眾開放。
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