第四百六十六章：时域物质波透镜 作者：三寸寒秋 普通观众听不懂這些专业术语，不代表蹲守在直播间裡面的各国专家听不懂。 特别是合金材料以及镜面制造方面的专家，在听到這一系列指数的时候均忍不住倒吸了口凉气。 弧度误差0.0000108rad； 镜面IRI指数0.0000023m/km 這些数据代表的是什么，他们再清楚不不過。 這些指数，代表的是顶级的镜面抛光打磨工艺。 通俗的来說，花费了一百多亿米金，耗费了近十五年時間才上天的世上最强鸽王‘韦伯望远镜’的镜面，都远远比不上眼前的這块铍铱合金。 如果将韦伯望远镜的镜面指数化，其速冷前和速冷后的弧度误差在0.0002rad左右、镜面IRI指数会更高，恐怕能达到0.00007m/km。 和眼前的這面铍铱合金镜面相比，其指数化数据能相差十几倍甚至几十倍。 当然，這和两者使用的材料和结构不同也有关系。 韦伯望远镜的镜面虽然同样使用的是铍合金，但并非铍铱合金，在热膨胀系数上肯定比不過后者。 而结构上就更好說了。 韦伯望远镜发射的时候，因为发射火箭运力的关系，会尽力的去减轻发送货物的重量。 而這其中，就有针对镜面的调整工作。 铍合金的密度虽然很低，只有1.85 g/cm，远比铁的7.86 g/cm要来的低，但毕竟也是金属。 而微博望远镜的镜面则都是有铍合金制造的，所以为了降低镜面的重量，工作人员首先会切掉铍镜坯的大部分背面，只留下一個薄的“肋”结构。 虽然大部分金属都消失了，但這個肋骨足以保持镜面的整個形状的稳定。 而這個操作能够使每個部分都非常轻。一個铍镜片的质量为 公斤。 极大的降低了镜面的重量。 而对于韩元来說。 20公斤，别說是一块直径超過一点三米的巨型镜面了，就是他目前手裡的這块铍铱合金就远超過這個重量了。 偷空镜面，降低重量，這一点在一定程度上也会降低镜面本身的稳定性，只不過這個降低的程度是在可接收范围之内而已。 不過对于韩元来說，沒必要這样做。 他有着足够推力的航天飞机，能将超重的空间望远镜送上太空。 所以尽可能的去提升镜面的反射效果才是目的。 对铍铱合金的低温检测完成后，韩元将暴露在低温下而导致的反射镜段形状的变化，以及相关的数据全部记录了下来，而后开始计算和调整镜面的打磨抛光角度、速度、弧度等信息。 针对太空望远镜镜面的打磨抛光不是一次就能完成的，即便是他，在预先通過数据模型几乎完美的计算了打磨抛光数据后，抛光出来的镜面依旧有瑕疵。 比如某一部分的弧度误差有些偏大，某一部分的镜片平整度偏高等等。 随着這些偏大偏高的地方依旧符合标准数值，但是却可以通過计算来进行进一步的优化调整，进而提高镜面的反射性能。 虽然很麻烦，但這对于他来說是完全值得的。 镜面性能越高，能看到的东西也就越清晰。 特别是韩元還想借助這台空间望远镜仔细的观察一下太阳系外的情况，看看太阳系外到底发生了什么。 所以对镜面的打磨抛光，就要更加的精益求精了。 低温检测完成后，依据记录下来的各项数据，韩元再一次对铍铱合金镜面进行了调整。 這次调整又花费了五天的時間，不過很是值得。 第三次的调整，几乎将镜面的每一部分的平整度都降低至了0.00006m/km。 别看只是少了一個万分点，提升的性能可能還不到百分之一甚至千分之一。 但最终制造组装成性能后，這一点的性能提升，能让這台空间望远镜能看到的距离提升数光年，甚至是数十光年。 一点小小的差别，放到以光年计数的宇宙中，产生的误差，影响能大到不可思议。 就這样，時間一点一点的過去，折腾了差不多近二十天時間，韩元总算完成了铍铱合金镜面的所有工作。 测试、调整，测试，调整；再测试，再调整..... 整整大半個月的時間，全都耗费在這個上面了。 可以說這是自从直播以来，耗费制造時間最长的单個零件了，也是所有零件中，最为精密的了。 即便之前制造過的纳米级光刻机和纳米级的碳基芯片，其精密度也沒有低至五纳米级别。 不過花费的時間是完全值得的，這一块实验用的铍铱合金镜面在各种测试中都符合基础要求。 而且在他的精益求精之下，最终成型的镜面各种指数远超出原有的设定。 如果說，在之前的目标中，這台空间望远镜能看到一百三十亿年以前的宇宙发出的红外光。 那么现在，韩元估计這個年数能再往前提升五亿年左右。 别看提升的百分比并不多，但這对于当前宇宙来說，是非常难的。 尽管红外光具有相当良好的传播性，但越是時間久远的红外光，被湮灭在宇宙中的概率也就越高。 而即便是偶尔有能到达地球的，那也需要相当高性能的空间望远镜才能捕捉到。 因为穿過茫茫宇宙，它们已经微弱到很难被人发现了。 完成实验用的铍铱合金镜面，收集到各种数据后，剩下的，就是开始制造真正的太空望远镜镜面了。 這项工作韩元沒有亲自动手，将其交给了X1型工业机器人，他自己则开始动手制造太空望远镜的另一個关键零件。 他亲自动手制造的，是镜面系统中的三级反射镜和精细转向镜。 在一台红外感应外太空望远镜设备中，有三大基本系统结构。 镜面结构系统、综合科学仪器结构系统、以及控制结构系统。 相对于后两者来說，前者是整個望远镜的核心部分。 也是最难制造的部分。 拿他设计的這台红外光望远镜来說，一套完整的镜面结构包含了主镜、次镜、三级反射镜、精细转向镜一共四套组镜。 其中主镜共有十八块，次镜、三级反射镜、精细转向镜都是一块。 這二十一块镜面组成了一個完整观察镜。 其中面向太空，次镜面向主镜。 其形状和一把撑开雨伞有些类似。 只不過這把‘雨伞’它是内侧对着天空的。 主镜就像雨伞撑开后倒放在地面上的雨布，天空中下的雨，就是遥远的外太空传递来光，落在雨布上后被收集起来。 而次镜则是‘伞把’，因为主镜特殊的弧形，落在上面的红外光会被集中反射到伞把上。 而伞把（次镜）会将這些光再一次反射到三级反射镜上。 如果依旧用雨伞来比喻的话，那么三级反射镜和精细转向镜就是雨伞上的那個固定用的弹簧和撑伞的骨架。 它们的背后连接着综合科学仪器结构。 可以将次镜传递回来的光与图像进一步稳定，然后按照不同的类型传递给不同的科学载荷模块进行分析。 分析完成的数据再通過通信模块传递回地球。 全程到這裡结束。 這就是韩元设计的红外光反射空间望远镜是如何观察宇宙，并绘制星图的全過程。 其原理就是普通的光学折射，只不過折射的是人眼看不到的红外线而已。 当然，除了红外光折射观察宇宙外，他设计空间望远镜還有一套地外行星发现模块。 這個模块的作用和前者不同，前者是用于观察数百亿光年之外的宇宙的。 而后者的作用，是在太阳系邻近数十光年之内，寻找是否存在与地球條件相似的行星，并进一步为解开地外生命的“悬念”获取宝贵的线索。 当然，在韩元手上，它的作用是探索太阳系外的近距离外太空中都有什么。 泰山基地的前任宿主遗留给他的话语到现在都還一直停留在他脑海中念念不忘。 再加上那些很明显是从太阳系外過来的巨型昆虫。 太阳系外到底存在着什么东西，比外星人更让韩元感兴趣。 三级反射镜、精细转向镜的制造，难度比主镜的制造更大。 這個原理，其实和光刻机裡面的掩膜版其实是一样的。 主镜是一级掩膜版，三级反射镜和精细转向镜是末级掩膜版。 它需要将主镜反射過来的光线全部接收，并且确保這些光线和图像沒有任何损失，甚至還要对其进一步的做稳定。 两者的难度，就好比在核桃上和在米粒上雕刻同一副画一样。 虽然都很难，但后者的难度明显比前者更高。 将主镜和次镜的制造工作交给X1型工业机器人后，韩元来到了数控工厂中。 实验用的铍铱合金镜面能在物理实验室中制造出来，但三级反射镜和精细转向镜的镜面不行。 物理实验室裡面工具达不到制造這种镜面的级别要求，只能借助数控工厂裡面更加精密的设备来完成。 制造三级反射镜和精细转向镜和材料并沒有什么变化，两者都都是铍铱合金。 不同的是，三级反射镜和精细转向镜上不仅要求精度更高，而且還需要自带一套冷却系统。 严格的来說，三级反射镜和精细转向镜自身的温度要低于主镜和次镜一個级别甚至两個级别。 因为只有更低的温度，才能更好、更精准的接收次镜折射回来的红外光。 如果温度一样，三级反射镜和精细转向镜接收到的红外光有一定的概率会出现光谱模糊的情况。 一旦光谱模糊，计算机就无法還原拍摄到的深空，即便是還原出来了，也会出现失真等問題。 這在高精度的太空望远镜裡面是绝对不允许的。 取出事先准备好的铍铱合金，韩元在数控工厂内忙碌了起来。 相对比主镜带有些弧度来說，三级反射镜和精细转向镜本身都不带弧度。 它们是平整的镜面。 从這一点来說，是更加有利于镜面的加工的。 只不過更高要求的精细度，依旧自身需要携带冷却系统让它们加工难度更高。 更高的镜面精细度对于韩元来說并不是太难的事情。 编写好数控程序后，他将铍铱合金镜面交给了数控设备，自己则思考如何给三级反射镜和精细转向镜降温。 主镜和次镜的工作温度是在零下二百二十三度的极端低温中工作的。 這個温度是韩元通過铍铱合金的性能计算出来的。 在223℃的环境中，铍铱合金本身的红外热辐射就可以忽略不计了，不会对镜面反射外来红外线造成影响。 而三级反射镜和精细转向镜的温度要求還要更低。 当然，如果是单纯的要制造一個這样的温度，对于他来說有不少的办法。 比如激光制冷、比如氦气制冷等等。 想了想，韩元将目标锁定在两种方式上。 第一种是液氦制冷，這种方式最低的极限可以将温度降低到接近270℃。 但這种方法有個缺点，液氦制冷比较适合室内制冷，如果是在广阔的太空中，它并不是很适合。 当然，韩元可以選擇将透镜挖空，在透镜内布管线，通過這种方式来进行降低镜面温度。 但同样有着缺点，那就是镜面的冷热可能不均匀，而且液氦的温度不好控制。 不過這种方法依旧被韩元列入了计划中。 第二种则是‘时域物质波透镜’制冷法。 這种一听就是物理界名词，其实還真的是来自物理界。 其原理类似于激光制冷，只不過要更加复杂。 简单来說，就是通過减慢粒子运动的速度来降低系统的温度。 通過将玻色爱因斯坦凝聚(BEC)的激发与磁透镜结合，可以制造出来了一個‘时域物质波透镜系统’。 通過将‘时域物质波透镜’的焦点置于无穷远处，就能将系统内的总内部动能降低到三十八皮开尔文。 通過這种方法，理论上来說，可以将系统域内的温度最多可以降低到十七皮开尔文。 十七皮开尔文，也就是256.15摄氏度。 這個温度虽然比不上液氦制冷的极限，但相对而言，它能控，且更加稳定。 缺点是制造起来很复杂，且对计算的负荷要求较大。 两种方法，各有各的优点和缺点，所以韩元决定這两种方法都尝试一下，看看哪一种更加适合。 相关 __都市小說