研究人员为美国宇航局的SPHEREX太空望远镜2025年发射做好准备 _美国

JPL导演劳里·莱辛在JPL与SPHEREx合影。该仪器安装在一个振动台上，用于模拟发射过程中的震动。鸣谢:美国宇航局/JPL加州理工学院
据加州理工学院（惠特尼·克莱文）：美国宇航局的SPHEREx太空望远镜在过去的两个月里断断续续地被塞进一个定制的房间，进行测试，为其两年的太空任务做准备。SPHEREx代表用于宇宙历史、再电离时代和Ices Explorer的分光光度计，将在2025年4月之前发射到环绕地球的轨道上。
它将用红外波长的光绘制整个天空，不仅捕捉数亿颗恒星和星系的图像，还捕捉这些物体的光谱。光谱是由将光分解成彩虹波长的仪器产生的，揭示了宇宙物体的成分、距离等新细节。
“这是一个小望远镜，但由于它的视野非常广阔，它收集了大量的光，”加州理工学院物理学研究教授兼SPHEREx团队成员Stephen Padin解释说。"这将是首次全天近红外光谱调查。"
为了让SPHEREx为它的旅程做好准备，加州理工学院和喷气推进实验室(JPL ，由加州理工学院为美国宇航局管理)的科学家和工程师们一直在加州理工学院卡希尔天文学和天体物理学中心的一个地下室实验室里忙着测试SPHEREx的探测器和光学器件。
因为进行这些测试需要模拟太空中极其寒冷的真空，SPHEREx团队招募了韩国天文学和空间科学研究所(KASI)的同事，为此建造了一个专门的试验箱。SUV大小的舱将望远镜冷却到约零下350华氏度(约零下200摄氏度) 。
“室内的一系列测量将测试望远镜是否对焦，并在发射的震动中保持对焦，”该任务的首席研究员、加州理工学院物理学教授、JPL大学高级研究科学家杰米·博克说。“该室稍后将用于表征SPHEREx的光谱仪，该光谱仪将捕捉天空中每一点的详细光谱信息。”
去年，在30吨起重机的帮助下，海关室被降低到卡希尔的地下室，正如延时拍摄的视频所示。然后，望远镜被小心翼翼地准备好放入室内，这一过程包括用箔片材料包裹望远镜的各个部分，以阻挡杂散光并保持望远镜冷却。第二段延时视频显示团队成员将望远镜装入舱中。
为了测试望远镜是否对焦，该团队使用了一个准直器，基本上是一个反向操作的望远镜，将一颗人造恒星照射到室内的探测器上。该室设计有一个镀金的蓝宝石窗口，允许团队将人造恒星投射到室内，同时将实验室的热量从室内反射出去。
“实验室在红外波长发光，”加州理工学院的科学研究员和SPHEREx团队的仪器科学家Phil Korngut解释说。“我们需要防止讨厌的热背景光进入望远镜，因为它会完全淹没探测器。”
在加州理工学院的测试期间，望远镜被运往JPL ，在那里一个大型机械振动器正在模拟SPHEREx在火箭上发射到太空时将经历的振动。一旦SPHEREx通过加州理工学院和JPL的测试，它将被运往科罗拉多州博尔德的Ball Aerospace，从2024年3月开始与航天器集成。
该任务的天空地图将用100多种不同的红外线波长展示宇宙中的恒星和星系。它的图像和光谱数据将允许天文学家追踪宇宙的大规模结构，以回答138亿年前宇宙诞生后最初时刻的基本问题。SPHEREx还将通过研究恒星和行星系统形成区域的水和其他冰的丰富程度，帮助解答水是如何到达地球的之谜。
“我们的任务是对其他任务的补充，如JWST和未来的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜，”加州理工学院博士后研究员兼SPHEREx团队成员Chi Nguyen说。“他们观察物体的细节，而我们绘制整个天空，更多地观察全局特征。”
SPHEREx由JPL为华盛顿特区科学任务理事会内的NASA天体物理学部门管理，Ball Aerospace将提供该航天器。SPHEREx数据的科学分析将由位于美国和韩国10个机构的科学家团队进行。数据将在加州理工学院的IPAC进行处理和存档。SPHEREx数据集将向公众开放。