法國當地時間12月25日13時15分(北京時間25日20時15分),美國航空航天局(NASA)耗資90億美元的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(簡稱JWST)在法屬蓋亞那庫魯基地成功發射升空。它將是當今全球最領先的外太空觀測工具。它發射成功後,將取代當前的哈勃太空望遠鏡和史皮哲太空望遠鏡。
早在2016年,美國晶鑽公司的Spider-80X裝置(多通道動態資料採集系統)就被NASA選用於測試詹姆斯韋伯空間望遠鏡的動態特性,針對詹姆斯韋伯空間望遠鏡進行多項地面測試。直至今天,我們終於迎來了期待已久的發射,有幸見證這一偉大歷史的事件,更期待未來它觀測到的宇宙影象。
詹姆斯韋伯空間望遠鏡裝備了一個分段直徑為6.5米的主鏡將置於太陽和地球之間的第二拉格朗日點上,而不是像哈勃望遠鏡一樣繞地球轉動。詹姆斯韋伯空間望遠鏡將用一個巨型擋光板阻擋射到鏡片和四個科學儀器上的陽光使得它們可以保持低於-220攝氏度的低溫工作環境。
Spider-80X在詹姆斯韋伯空間望遠鏡無數複雜的測試中佔據了一個關鍵的位置,用於測試詹姆斯韋伯空間望遠鏡的動態特性,它的測試結果將有助於保證將來詹姆斯韋伯空間望遠鏡正常工作。
Spider-80X主要用於採集詹姆斯韋伯空間望遠鏡透過訊號處理器的低溫加速計資料和各項振動資料。Spider-80X高達150分貝的動態範圍和超高精度的前端設計,以及102.4kHz的超高取樣率尤為受到NASA的詹姆斯韋伯空間望遠鏡專案的青睞。
為了操作詹姆斯韋伯空間望遠鏡的低溫真空測試,NASA翻新了位於約翰遜航天中心的阿波羅時代的一個超大的真空室。該真空室可能在美國是唯一足夠大到可以適合詹姆斯韋伯空間望遠鏡的尺寸。一個大型的潔淨間加在真空室邊上並作為該真空室的一部分,你會看見著名的“探路者號”,即望遠鏡的承重部分,被安置在潔淨間中靠近門的位置上。當然,所有的測試裝置都是嶄新的。
所有的裝置包括Spider-80X和加速度感測器線纜從真空室的特製穿透板上伸出來並連線到不同的地方,當然也包括操作人員所在地方。
Spider-80X左邊的盒子是一個特製的Kistler訊號調理器用於配合低溫加速度感測器的使用。加速計透過真空室的穿透板連線到Kistler的盒子上再用黑色的BNC線纜連線到Spider-80X。以上是Spider-80X用於詹姆斯韋伯空間望遠鏡測試時的一個實際操作部分。
下面是一個對詹姆斯韋伯空間望遠鏡複合背板和探路者號的一個很好的概述。http://jwst.nasa.gov/backplane.htm(複製瀏覽器訪問)
下面是另一篇文章和一些精彩的圖片。http://www.nasa.gov/feature/goddard/nasas-webb-pathfinder-telescope-successfully-completes-first-super-cold-optical-test(複製瀏覽器訪問)。
這篇文章講述了第一次測試(我們稱為OGSE1)的情況,但是圖片卻是第二次測試的(OGSE2)。操作者在OGSE2中和OGSE2之後都用到了Spider-80X系統來獲取低溫真空室的振動資料。 簡單來說,詹姆斯韋伯空間望遠鏡對空間穩定性要求極其高,任何外部微小的振動都可能產生對詹姆斯韋伯空間望遠鏡的不良影響導致觀察不準確。Spider-80X很好的幫助了我們排除的這個潛在的影響,因為非常細微的振動影響都可以被Spider-80X檢測出來,Spider-80X的這種超高動態範圍的特性在工業界是相當獨特的。在OGSE2期間,探路者號上能夠顯現過多的不必要的振動,因此我們同時又用了另一套Sider-80X系統來檢測。透過檢測出來的振動,我們調整並消除了振動源使得詹姆斯韋伯空間望遠鏡可以正常的工作。
至今,Spider-80X一直是晶鑽儀器主打的產品之一,主要設計用於資料採集,振動控制,和狀態監測。每個裝置模組前端都有8個模擬通道,取樣率高達256K,透過24位的高精度的雙ADC將資料送入裝置進行分析和計算。多個模組可以方便地進行級聯擴充套件至512個通道。裝置之間以及和PC端都是用乙太網連線來最大限度的減小噪聲和電子干擾,並方便使用者進行遠端操控。150dBFS動態範圍使得Spider-80X可以捕捉到小至600nV和大至20V的訊號。該超高動態範圍的實現歸功於一項獲得美國專利的雙ADC設計。在多模組的系統中,精確的時間同步使得整個測量系統的各個通道之間的相位差極小。大容量的內部和外部儲存系統設計保證可靠地記錄原始時間訊號。