韦伯太空望远镜的中红外仪器冷却工作继续进行 以便能够探测更长波长的光子

中红外仪器(MIRI)和其他韦伯太空望远镜的仪器在过去三个月的大部分时间里一直在通过向黑暗的太空辐射其热能来冷却。近红外仪器将在大约34至39开尔文的温度下运行，被动地冷却。但是MIRI的探测器将需要变得更冷，以便能够探测更长波长的光子。这就是MIRI低温冷却器的作用。

出于需要，MIRI的探测器是用一种特殊配方的掺砷硅(Si:As)制造的，它需要在低于7开尔文的温度下才能正常工作。这个温度仅靠被动方式是不可能的，因此韦伯携带了一个"低温冷却器"，专门用于冷却MIRI的探测器。

在过去的几周里，低温冷却器一直在使冷氦气体循环经过MIRI光学台，这将有助于将其冷却到大约15开尔文。很快，低温冷却器即将经历其任务中最具挑战性的日子。通过操作低温阀门，低温冷却器将重新引导循环的氦气，并迫使它通过一个流动限制装置。随着气体在离开限制器时的膨胀，它变得更冷，然后可以使MIRI探测器达到低于7开尔文的低温工作温度。

但首先，低温冷却器必须通过"夹点"--在接近15开尔文的温度范围内的过渡，此时低温冷却器的除热能力是最低的。几个时间关键的阀门和压缩机操作将快速连续进行，根据MIRI低温冷却器温度和流速测量的指示进行调整。特别具有挑战性的是，在流量重新定向后，随着温度的降低，冷却能力会变得更好。反过来说，如果由于例如比模拟的热负荷大而不能立即实现冷却，MIRI将反之开始升温。

一旦低温冷却器克服了剩余的热负荷，它将在任务的剩余时间里进入低功率的稳定科学运行状态。这种夹点事件已经在美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的低温冷却器测试平台上进行了广泛的实践，该实验室负责管理MIRI的低温冷却器，并在该机构的戈达德太空飞行中心和约翰逊太空中心进行韦伯测试。在轨道上进行，将得到由JPL、戈达德和太空望远镜科学研究所人员组成的操作团队的支持。

MIRI低温冷却器是由诺斯罗普-格鲁曼空间系统公司开发的。MIRI是作为NASA和ESA(欧洲航天局)之间50/50的合作项目开发的，JPL领导美国的努力，欧洲天文研究所的一个多国财团为ESA做出了贡献。

MIRI从韦伯的其他仪器中脱颖而出，因为它能在更长的红外波长下工作，而其他仪器都是以'N'开头的'近红外'。MIRI将支持仪器套件探索红外宇宙，其深度和细节远远超过迄今为止天文学家所能获得的任何成就。

该成像仪有望揭示从附近的星云到遥远的相互作用的星系等天文目标，其清晰度和灵敏度远远超过我们以前所看到的，温度与地球相近的系外行星在中红外光下会闪耀得最亮。因此，MIRI配备了四个日冕仪，这些日冕仪是经过精心设计的，以便在母星的强光下探测这些行星。然后，MIRI的两台光谱仪可以测量外巨行星(类似于我们自己的木星)的详细颜色，以揭示其大气层气体(包括水、臭氧、甲烷、氨以及更多)的化学特性、丰度和温度。

2012年，MIRI在位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的巨型无尘室中接受检查。

为什么这么冷?MIRI最先进的光敏探测器被调整为在中红外线下工作，除非它们被冷却到7开尔文(-266摄氏度，或-447华氏度)以下，否则就会看不见。相比之下，一个标准的家用冰柜将其内容物冷却到大约255开尔文(-18摄氏度，或-0.7华氏度)。在更高的温度下，任何可能从天空中检测到的信号都会在其内部的信号之下消失。

标签： 韦伯太空望远镜 中红外仪器 冷却工作 继续进行