美国宇航局称，新太空望远镜采用前所未有的材料，没有问题

詹姆斯·韦伯太空望远镜的 NASA 工程师们正在从头开始做很多事情——例如，他们必须设计新的镜子和可折叠的太空茧——但他们的最新成果可能最令人瞩目：为了在最寒冷的太空环境中生存，他们发明了一种全新的复合材料。他们给它起了个绰号叫“难得元素”。

韦伯望远镜的核心是汽车大小的综合科学仪器模块，它将容纳望远镜的所有仪器，并将它们紧密地包装在一起。望远镜的高精度光学元件需要稳定性，因此底盘必须足够坚固，以避免在距地球 100 万英里的极寒天气中变形。但它也必须足够坚固，以承受发射时的压力。

工程师们查阅了科学文献，想找到一种能满足这些标准的材料，但一无所获。他们决定必须想出点办法，于是他们用数学模型测量了几种成分。最后，他们找到了两种复合材料，可以产生一种叫做碳纤维/氰酸酯树脂体系的东西。

它非常适合制作底盘的 3 英寸管，但工程师们仍需弄清楚如何将它们组装在一起——ISIM 有大约 900 个组件。最终，他们使用了几种方法，包括镍合金配件、夹子和用他们发明的粘合剂连接的特殊复合板。

一旦他们完成了这一切，他们就必须想出如何测试它，因为戈达德太空飞行中心的三层空间环境模拟器不够冷。

韦伯望远镜将于 2014 年某个时候发射升空，届时它将在拉格朗日点冷却，这是太空中的一个特殊点，地球和月球的引力场在此达到平衡，卫星可以位于两者之间。望远镜的仪器被一个巨大的太空伞遮挡住，白天温度将达到 39 开尔文，即 -389.5 华氏度。模拟器只能达到 100 K 左右，这足以测试大多数其他太空设备。

但该团队希望将桁架冷却至 27 K，大致相当于冥王星的表面温度，以确保它不会破裂。因此，他们建造了一个类似于金枪鱼罐头的罩子，并将其插入测试室。一旦测试室中的空气被排出，他们就会将氦气泵入罩子，将桁架冷却至 27 K。

在 26 天的测试中，它没有破裂。正如数学模型所示，一旦温度达到 27 K，它就会收缩 170 微米——大约相当于一根针的宽度。NASA 的曲速极限是 500 微米，因此这种超级材料证明了它的价值。

没关系，ISIM 首席机械工程师 Jim Pontius 说道。

他说：“技术挑战正是吸引人们参与该项目的原因。”

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