韋伯太空望遠鏡的中紅外儀器冷卻工作繼續進行 以便能夠探測更長波長的光子

中紅外儀器(MIRI)和其他韋伯太空望遠鏡的儀器在過去三個月的大部分時間里一直在通過向黑暗的太空輻射其熱能來冷卻。近紅外儀器將在大約34至39開爾文的溫度下運行，被動地冷卻。但是MIRI的探測器將需要變得更冷，以便能夠探測更長波長的光子。這就是MIRI低溫冷卻器的作用。

出于需要，MIRI的探測器是用一種特殊配方的摻砷硅(Si:As)制造的，它需要在低于7開爾文的溫度下才能正常工作。這個溫度僅靠被動方式是不可能的，因此韋伯攜帶了一個"低溫冷卻器"，專門用于冷卻MIRI的探測器。

在過去的幾周里，低溫冷卻器一直在使冷氦氣體循環經過MIRI光學臺，這將有助于將其冷卻到大約15開爾文。很快，低溫冷卻器即將經歷其任務中最具挑戰性的日子。通過操作低溫閥門，低溫冷卻器將重新引導循環的氦氣，并迫使它通過一個流動限制裝置。隨著氣體在離開限制器時的膨脹，它變得更冷，然后可以使MIRI探測器達到低于7開爾文的低溫工作溫度。

但首先，低溫冷卻器必須通過"夾點"--在接近15開爾文的溫度范圍內的過渡，此時低溫冷卻器的除熱能力是最低的。幾個時間關鍵的閥門和壓縮機操作將快速連續進行，根據MIRI低溫冷卻器溫度和流速測量的指示進行調整。特別具有挑戰性的是，在流量重新定向后，隨著溫度的降低，冷卻能力會變得更好。反過來說，如果由于例如比模擬的熱負荷大而不能立即實現冷卻，MIRI將反之開始升溫。

一旦低溫冷卻器克服了剩余的熱負荷，它將在任務的剩余時間里進入低功率的穩定科學運行狀態。這種夾點事件已經在美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的低溫冷卻器測試平臺上進行了廣泛的實踐，該實驗室負責管理MIRI的低溫冷卻器，并在該機構的戈達德太空飛行中心和約翰遜太空中心進行韋伯測試。在軌道上進行，將得到由JPL、戈達德和太空望遠鏡科學研究所人員組成的操作團隊的支持。

MIRI低溫冷卻器是由諾斯羅普-格魯曼空間系統公司開發的。MIRI是作為NASA和ESA(歐洲航天局)之間50/50的合作項目開發的，JPL領導美國的努力，歐洲天文研究所的一個多國財團為ESA做出了貢獻。

MIRI從韋伯的其他儀器中脫穎而出，因為它能在更長的紅外波長下工作，而其他儀器都是以'N'開頭的'近紅外'。MIRI將支持儀器套件探索紅外宇宙，其深度和細節遠遠超過迄今為止天文學家所能獲得的任何成就。

該成像儀有望揭示從附近的星云到遙遠的相互作用的星系等天文目標，其清晰度和靈敏度遠遠超過我們以前所看到的，溫度與地球相近的系外行星在中紅外光下會閃耀得最亮。因此，MIRI配備了四個日冕儀，這些日冕儀是經過精心設計的，以便在母星的強光下探測這些行星。然后，MIRI的兩臺光譜儀可以測量外巨行星(類似于我們自己的木星)的詳細顏色，以揭示其大氣層氣體(包括水、臭氧、甲烷、氨以及更多)的化學特性、豐度和溫度。

2012年，MIRI在位于馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心的巨型無塵室中接受檢查。

為什么這么冷?MIRI最先進的光敏探測器被調整為在中紅外線下工作，除非它們被冷卻到7開爾文(-266攝氏度，或-447華氏度)以下，否則就會看不見。相比之下，一個標準的家用冰柜將其內容物冷卻到大約255開爾文(-18攝氏度，或-0.7華氏度)。在更高的溫度下，任何可能從天空中檢測到的信號都會在其內部的信號之下消失。

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