太空望远镜为什么要在镜面镀金呢?

来源: 国家空间科学中心发布时间:2018-03-13

你想知道为什么太空望远镜的镜面要镀金不~

下图是美国宇航局NASA的詹姆斯·韦伯(James Webb)太空望远镜镀金的镜片。这台望远镜的发射一推再推,迄今还没有发射。

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詹姆斯•韦伯太空望远镜

镀金技术一直发挥着重要的作用,例如汽车的引擎感应器中集成电路内线路的连接需要镀金工艺。

另一个例子就是问题篇提到的,“艾普纳技术”公司多年来与NASA合作太空项目的镀金业务,在詹姆斯·韦伯太空望远镜当中他们负责的是中红外设备的冷却管,镀金冷却管能够很好地隔绝热辐射,让中红外设备保持在-266℃的工作温度,以更灵敏的探测来自遥远宇宙的红外辐射。艾普纳技术还曾在火星环球勘测者上的激光测高仪作镜面镀金。

那么为什么要给太空望远镜的主镜片镀金呢?

首先,黄金是惰性金属,化学性质也很稳定,几乎不会被氧化,这意味着镀了金的镜面不会失去光泽。

另外,金具有良好导电性与导热性,它能高效地反射光波,减少冷热不均的发生。镜面温差引起的变形会严重损害望远镜成像质量,宇宙中温差极大的环境以及光照更是对材料和设计有很大的要求。

再次,黄金对于红外波段有着极高的反射率,增强镜面的红外线反射能力,有助于探测遥远的天体。这恰好是詹姆斯·韦伯太空望远镜的主要观察波段(工作波长为0.6到28.5微米,即可见光金色段到中红外波段),这台望远镜镜面进行镀金自然更加有意义。下图是预计的哈勃空间望远镜(HST)与韦伯空间望远镜(HDST)对100亿光年外星系探测的清晰度差别。

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预计的哈勃空间望远镜(HST)与韦伯空间望远镜(HDST)对100亿光年外星系探测的清晰度差别

空间环境下的镀膜有时对强度要求非常高,可能要在恶劣环境保持高反射度,或者是需要经常的清理望远镜副镜避免出现微小划痕,这需要保留高反射率的同时把镀层做得更硬一些。现代航天镀金工艺可以在保证反射率的情况下让镀金层达到纯金的3倍,这对于航天领域也有帮助。

文章原名称为《太空望远镜镜面为什么要镀金?》

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