韦伯的冷却

　　美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的光学校准完成后，我们进入了调试科学仪器的最后阶段。在最后阶段，韦伯团队和仪器科学家将测试四种科学仪器的所有模式和操作，以测量它们的性能、校准和整体天文台操作。
　　当镜子慢慢冷却到最终的工作温度时，韦伯团队正在为热稳定性测试做准备。我们请来韦伯天文台项目副科学家 Erin Smith 告诉我们这次测试的冷热。
　　＂韦伯的五层遮阳板使望远镜和科学仪器保持凉爽，并免受太阳、地球和月球的影响。这种保护允许韦伯测量红外宇宙，这需要冷望远镜和冷仪器光学。然而，随着韦伯指向天空周围的不同目标，太阳在遮阳板上的角度发生了变化，从而改变了天文台的热剖面。这些温度变化会引起天文台的微小变化，并影响韦伯的光学质量、指向、观察到的背景和其他参数。
　　＂热稳定性演习将通过在韦伯视场的极端之间移动来衡量这些变化，从热态到冷态，在冷态下度过多天，然后转回热态。在此期间，韦伯团队将测量热稳定性、指向性能和光学波前漂移。除了测量天文台的性能外，该团队还将检查用于预测天文台行为的热模型。
　　＂在望远镜被太阳遮挡的情况下，韦伯在任何特定时间都观察到天空上的一个环形或甜甜圈，称为＂关注领域＂。在每一年的过程中，这个环带扫过整个天空。俯仰是朝向（负）或远离（正）太阳的角度。韦伯点在 -5 度和 +45 度之间。＂热＂姿态为 0 度，太阳直射遮阳板。＂冷＂姿态为 +45 度，阳光减少了正弦因子（45 度），约为 0.7。
　　上图：韦伯处于＂热＂状态，指向连续观察区 (CVZ) 附近；底部：韦伯的＂冷酷＂态度。
　　图片来源：NASA/STScI
　　＂为了开始热稳定性测试，韦伯团队将把天文台指向大约 0 度俯仰角的热姿态，并在热稳定期间将其保持在那里五天。该团队将对指向稳定性、光学波前误差和仪器电子设备引起的任何振荡进行基线测量。一旦建立了这个基线，团队将把天文台转向冷态，大约 +40 度的俯仰角。转换后，该团队将立即使用 NIRCam 的弱透镜套件 24 小时连续测量波前的任何短时间尺度效应。此后，该团队将每 12 小时监测一次望远镜的稳定性，以测量望远镜本身的热稳定性。
　　＂天文台将在寒冷的状态下度过一个多星期，直到温度稳定下来。然后韦伯将回到热态，团队将使用 FGS/NIRISS 和 NIRCam 仪器获取高节奏指向稳定性数据。MIRI 仪器还将在两种姿态下进行观察，以了解不断变化的热环境如何影响中红外背景水平。在这漫长的考验中，天文台不会坐以待毙；一些仪器调试活动与冷热指示兼容。
　　＂将热稳定性测试的数据组合在一起后，天文台团队将能够更好地了解天文台的热行为。尽管预计这些变化非常小，但韦伯非常敏感，以至于在我们优化望远镜性能时它们可能会有所作为。Webb 开发人员使用的复杂热模型的这种真实世界校准将有助于为未来的观测策略和建议提供信息。＂
　　——艾琳·史密斯，韦伯天文台项目副科学家，美国宇航局戈达德
　　——乔纳森·加德纳，韦伯副高级项目科学家，美国宇航局戈达德
　　-Stefanie Milam，韦伯行星科学副项目科学家，美国宇航局戈达德