詹姆斯·韦伯太空望远镜

影像来源：NASA/STScI NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜的校准工作现已完成。经过全面审查，天文台已被证实能够用其四个强大的机载科学仪器中的每一个捕捉清晰、对焦良好的图像。在完成望远镜校准的第七个也是最后一个阶段后，该团队举行了一系列关键决策会议，一致同意韦伯准备好进入下一个也是最后一系列准备工作，即科学仪器调试。这个过程将需要大约两个月的时间，然后科学操作将在夏季开始。 在一系列的图像中可以看到韦伯望远镜在所有仪器上的校准情况，这些图像捕捉到了天文台的全部视野。 NASA戈达德航天飞行中心韦伯光学望远镜元件经理李·范伯格说：“成功校准的望远镜拍摄的这些非凡的测试图像，展示了各国和各大洲的人们在有探索宇宙的大胆科学愿景时可以实现的目标。” 该望远镜的光学性能继续优于工程团队最乐观的预测。韦伯的镜面现在正将从太空收集的完全聚焦的光引导到每台仪器中，每台仪器都成功地捕捉到了光传递给它们的图像。提供给所有仪器的图像质量都是“衍射受限”的，这意味着在考虑到望远镜的尺寸的情况下，可以看到的细节的精细度在物理上是尽可能好。从这一点开始，对镜面的唯一改变将是对主视镜段进行非常小的周期性调整。 “随着望远镜校准工作的完成和我半辈子的努力，我在詹姆斯·韦伯太空望远镜任务中的角色已经结束。”Ball Aerospace公司韦伯波前传感和控制科学家斯科特·阿克顿说。“这些图像深刻地改变了我看待宇宙的方式。我们被创造的交响乐所包围；到处都是星系！我希望世界上的每个人都能看到它们。” 在每台仪器的视场中，清晰聚焦的恒星的工程图像表明，望远镜完全校准并处于准确对焦状态。在这次测试中，韦伯指向了大麦哲伦星云的一部分。大麦哲伦星云是银河系的一个小卫星星系，在天文台的所有传感器中提供了一个由数十万颗恒星组成的密集区域。这里显示的图像的大小和位置描绘了韦伯的每一个仪器在望远镜焦平面中的相对排列，每个仪器都指向天空中相对彼此略微偏移的部分。韦伯的三种成像仪器分别是NIRCam（图中显示波长为2微米）、NIRISS（图中显示波长为1.5微米）和MIRI（图中显示波长7.7微米，显示星际云和星光发射的更长波长）。NIRSpec是光谱仪而不是成像仪，但可以拍摄图像，如此图中显示的1.1微米图像，用于校准和目标获取。NIRSSPEC部分数据中可见的暗区是由于其微快门阵列的结构，该阵列有数十万个可控快门，可以打开或关闭以选择哪些光被送入光谱仪。最后，韦伯的精细导航传感器跟踪导航星，精确地指向天文台；它的两个传感器通常不用于科学成像，但可以拍摄如图所示的校准图像。该图像数据不仅用于评估图像清晰度，还用于精确测量和校准传感器之间的细微图像扭曲和校准，这是韦伯整个仪器校准过程的一部分。 影像来源：NASA/STScI 现在，韦伯团队将把注意力转向科学仪器的调试。每台仪器都是一套高度精密的探测器，配备了独特的透镜、面罩、过滤器和定制设备，有助于完成其设计的科学目标。这些仪器的特殊特性将在仪器调试阶段以各种组合进行配置和操作，以充分确认它们已准备好用于科学研究。随着望远镜校准的正式结束，参与每台仪器调试的关键人员已经抵达巴尔的摩空间望远镜科学研究所的任务操作中心，部分望远镜对准工作人员也已结束工作。 韦伯望远镜完成校准阶段 视频来源：NASA’s Goddard Space Flight Center 尽管望远镜校准已完成，但仍有一些望远镜校准活动：作为科学仪器调试的一部分，望远镜将被命令指向天空中的不同区域，这些区域的太阳辐射总量将会变化，以确定当目标改变时的热稳定性。此外，每两天进行一次持续的维护观察，将监测后视镜的校准情况，并在需要时进行校正，使镜面保持在校准位置。 参考来源： https://blogs.nasa.gov/webb/2022/04/28/nasas-webb-in-full-focus-ready-for-instrument-commissioning/

测试巨型月球火箭和地面系统；为詹姆斯·韦伯望远镜（James Webb Space Telescope）的科学观测做准备；为未来的X-59研究测试仪器……最近新闻速递，尽在「本周NASA」！ 4月12至14日，NASA在肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center）的39B发射台上为太空发射系统火箭（Space Launch System）和猎户座（Orion）飞船进行了改进后的全箭演习（wet dress rehearsal，又称“湿彩排”），准备进行无人的阿尔忒弥斯1号登月任务（Artemis I）。 影像来源：NASA 为期多天的全箭演习的重点，是将燃料装入火箭的核心级油箱、改进倒计时程序以及验证关键模型和软件界面。除了最近的两次全箭演习测试外，这项改进后的测试还允许团队在阿尔忒弥斯1号任务之前演练一些对成功发射来说至关重要的操作。 影像来源：NASA 4月7日，詹姆斯·韦布空间望远镜上的中红外仪（Mid-Infrared Instrument，MIRI）降到了目标温度，为今年夏天的科学观测做准备。在低温冷却器的帮助下，中红外仪降温到了不到7开尔文（零下266摄氏度）的最终工作温度，仅比物质所能达到的最低温度高几度。韦布的四台科学仪器，包括MIRI，最初在网球场大小的遮阳罩阴凉处降温，但最终的降温对于望远镜唯一的中红外仪至关重要，它将在了解恒星和行星的起源方面发挥关键作用。 NASA在阿姆斯特朗飞行研究中心（Armstrong Flight Research Center）进行了一系列飞行测试，以评估冲击感应探测仪的相关改进，冲击感应探测仪旨在测量静音超音速X-59飞机在飞行过程中会产生的独特冲击波。该探测仪安装在NASA F-15研究飞机的机头上，用于测量来自NASA F-18的冲击波，使用的飞行技术将在未来静音超音速飞行的声学验证阶段测试X-59产生的冲击波。 这张图比较了彗星C/2014 UN271“贝尔纳迪内利-伯恩斯坦”的冰冷实心彗核与其他几颗彗星的大小。 影像来源：NASA、ESA、泽娜·莱维（Zena Levy，空间望远镜科学研究所） NASA的哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope）确认了天文学家观测过的最大冰彗核的大小。巨型彗星C/2014 UN271的估计直径约为120千米，和天津市差不多！利用哈勃在2022年1月为这颗彗星拍摄的五张系列图像，再结合周围尘埃彗发的计算机模型，科学家揭示了一个巨大但可测量的星状彗核，比在大多数已知彗星中心发现的彗核要大上约50倍。 2月14日，NASA的“露西”号探测器（Lucy）用它的4个可见光相机拍下了一系列校准图像。虽然第一张测试图像是在发布后不久拍摄的，但2月的测试图像范围要广得多。“露西”号利用其仪器指向平台（Instrument Pointing Platform）指向11个不同的星域，来测试相机的性能和灵敏度，以及探测器准确指向不同方向的能力。“露西”号发射于2021年10月，是第一个探索特洛伊小行星群（Trojan asteroids）中各种小型天体的太空任务。 以上就是「本周 NASA」的全部内容！ 更多详细信息，请访问nasa.gov/twan。 参考来源： https://www.nasa.gov/mediacast/this-week-nasa-april-15-2022/

韦伯继续走在成为一个重点天文台的道路上。该团队已经成功地完成了镜段校准的七个阶段中的第二和第三阶段的工作。随着这些阶段的完成，即分段对齐和图像堆叠，团队现在将开始对韦伯的镜面的位置进行更小的调整。 这个由NIRCam仪器拍摄的六边形图像阵列显示了在分段对齐阶段取得的进展，利用地面发出的精确运动指令进一步校准韦伯的18个主镜段和次镜。 影像来源：NASA/STScI 在将18个分散的星光点移到韦伯标志性的六边形阵型中后，研究小组通过细微的调整完善了每个镜段的图像，同时也改变了韦伯次镜的排列。这个过程被称为“分段对齐”，它是将所有镜段的光线重叠在一起，使它们能够一致工作的关键步骤。 这张动图显示了分段对齐“之前”和“之后”的图像，当时团队纠正了主镜段的巨大定位误差，并更新了次镜的校准。 影像来源：NASA/STScI 一旦实现了分段对齐，每个镜段反射的聚焦点就会相互叠加，将每个镜段的光子传输到NIRCam传感器上的同一位置。在这个被称为“图像叠加”的过程中，研究小组一次激活六组镜段，并命令镜段重新定位使光线重叠，直到所有星光点相互彼此重叠。 在这个称为图像叠加的对齐阶段，单个镜段图像被移动，以便精确地落在传感器的中心，从而生成一个统一的图像，而不是18个。在这张图中，所有18个镜段图像都相互叠加。在未来的校准步骤之后，图像将更加清晰。 影像来源：NASA/STScI “我们仍有工作要做，但我们对我们看到的结果越来越满意。”美国宇航局戈达德太空飞行中心韦伯光学望远镜元件经理李·范伯格说。“多年来的计划和测试正在得到回报，团队对看到未来几周和几个月的情况感到非常兴奋。” 尽管“图像叠加”将来自恒星的所有光线都集中在NIRCam的探测器上，但镜段仍然扮演着18个小望远镜的作用，而不是一个大望远镜。现在，这些镜段需要以比光的波长更小的精度排列在一起。 该团队现在开始了镜子对准的第四个阶段，称为粗略相位，在这个阶段，NIRCam被用来捕获来自20个独立的镜段配对的光谱。这有助于团队识别和纠正镜段之间的垂直位移，或其高度上的微小差异。这将使单点星光在未来几周内逐渐变得更清晰、更集中。 参考来源： https://blogs.nasa.gov/webb/2022/02/25/webb-mirror-alignment-continues-successfully/

影像来源：NASA 詹姆斯·韦伯太空望远镜使用近红外相机（NIRCam）校准天文台的主镜，这一耗时数月的过程的第一阶段已接近完成。 该团队面临的挑战有两个：确认NIRCam已经准备好收集来自天体的光，然后在18个主镜段的每个部分中识别来自同一颗恒星的星光。结果是由18个随机组织的星点组成的图像拼接，这是韦伯的非对齐镜面部分的产物，所有来自同一颗恒星的光都反射回韦伯的副镜并进入NIRCam。 该团队的挑战是双重的：确认NIRCam已经准备好收集天体的光线，然后在18个主镜段中的每一个中识别来自同一恒星的星光。结果是一幅由18个随机排列的星光点组成的图像拼图，韦伯望远镜的未对齐镜面将所有来自同一颗恒星的光反射回韦伯望远镜的副镜，并反射到NIRCam的产物。 这张看起来像模糊星光的简单图像，现在成为了校准和聚焦望远镜的基础，以便韦伯今年夏天提供前所未有的宇宙景象。在接下来的一个多月里，研究团队将逐步调整镜段，直到这18颗恒星变成一颗。 “整个韦伯团队对拍摄图像和调整望远镜的第一步进行得如此顺利感到欣喜若狂。我们很高兴看到光进入NICAM。”亚利桑那大学NICAM仪器首席调查员兼天文学教授玛西娅·瑞克说。 这幅拼图是通过将望远镜对准大熊座中一颗明亮的孤立恒星HD 84406拍摄的。之所以选择这颗恒星，是因为它很容易识别，而且没有被其他类似亮度的恒星所挤占，这有助于减少背景混淆。拼图中的每个点都由拍摄到它的相应主镜段标记。这些初步结果与预期和模拟结果非常吻合。 影像来源：NASA 在2月2日开始的图像采集过程中，韦伯被重新指向恒星预测位置周围的156个不同位置，并使用NIRCam的10个探测器生成了1560张图像，总计54GB的原始数据。整个过程持续了近25个小时，但值得注意的是，在最初的6个小时和16次曝光中，天文台能够在其每个镜段中找到目标星。然后，这些图像被拼接在一起，产生一个单一的大型拼图，在一帧中捕捉每个主镜段的特征。这里展示的图片只是那个更大的拼图的中心部分，这是一个超过20亿像素的巨大图像。 “最初的搜索覆盖了一个满月大小的区域，因为这些片段点可能在天空中分散开来。”韦伯的副望远镜科学家、太空望远镜科学研究所的天文学家马歇尔·佩林说。“在第一天就获得如此多的数据，需要韦伯在地球上的所有科学操作和数据处理系统从一开始就与太空中的天文台顺利合作。在搜索初期，我们发现了所有18个非常靠近中心的部分发出的光！这是一个很好的镜子校准的起点。” “最初的搜索覆盖了一个与满月差不多大的区域，因为这些镜段点可能分布在天空中。”韦布的副望远镜科学家、太空望远镜科学研究所的天文学家马歇尔·佩林说：“在第一天就获得如此多的数据，需要韦伯在地球上的所有科学操作和数据处理系统从一开始就与太空天文台顺利工作。在那次搜索的早期，我们发现了非常靠近中心的所有18个部分的光！这是镜面校准的一个很好的起点。” NASA戈达德太空飞行中心的韦伯光学望远镜元件经理李·范伯格解释了镜面校准过程的早期阶段。 拼接图中可见的每一个独特的点，都是韦伯的18个主镜段所拍摄到的同一颗恒星，这是光学专家和工程师将用来校准整个望远镜的细节宝藏。这一活动决定了每个镜段部署后的校准位置，这是将整个天文台带入科学操作的功能对准的关键的第一步。 NIRCam是天文台的波前传感器和关键成像仪。它被有意选择用于韦伯的初始校准步骤，因为它具有广阔的视野和比其他仪器在更高温度下安全运行的独特能力。它还配有定制的组件，专门设计用于辅助改过程。NNIRCam将在望远镜镜面校准的几乎整个过程中使用。然而，需要注意的是，NIRCam在拍摄这些初始工程图像时，其工作温度远高于理想温度，并且可以在拼图中看到视觉伪影。随着韦伯接近理想的低温工作温度，这些伪影的影响将显著减少。 “将韦伯发射到太空当然是一件激动人心的事情，但对于科学家和光学工程师来说，这当来自恒星的光成功地通过系统进入探测器时，这是一个巅峰时刻。”NASA戈达德航天飞行中心韦伯天文台项目科学家迈克尔·麦克尔文说。 这张“自拍”是用NIRCam仪器内部的一个专门的瞳孔成像透镜制作的，该仪器的设计目的是拍摄主镜部分的图像，而不是太空图像。这项配置在科学操作中不使用，严格用于工程和校准目的。在这种情况下，明亮的部分指向了一颗明亮的恒星，而其他的部分目前还没有处于相同的排列状态。这幅图像显示了主镜对准仪器的早期迹象。 影像来源：NASA 今后，随着其他三个仪器达到预定的低温工作温度并开始采集数据，韦伯的图像将变得更加清晰，细节更多，也更复杂。第一批科学图像预计将于今年夏天向全世界公布。尽管这是一个重要的时刻，确认韦伯是一个功能性的望远镜，但在未来的几个月里，还有许多工作要做，以使该天文台为使用所有四种仪器进行全面的科学操作做好准备。 参考来源： https://blogs.nasa.gov/webb/2022/02/11/photons-received-webb-sees-its-first-star-18-times/