“能不能搞定,我們也沒(méi)有十足的把握?!币曈嵁?huà)面中的黃宗晟如是說(shuō)道:“方案目標(biāo)確實(shí)面臨巨大挑戰(zhàn),不過(guò)最終能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的70%也可以了,比如黃金鍍膜工藝,不一定非要60納米,100納米也能接受。”
顯然,這是先預(yù)設(shè)一個(gè)非常高的目標(biāo),但并非必須要達(dá)到。
預(yù)設(shè)一個(gè)高目標(biāo),是為了給研發(fā)團(tuán)隊(duì)壓力。
聞,陸安點(diǎn)了點(diǎn)頭說(shuō):“那行,我支持該方案,先搞著吧?!?
對(duì)于望遠(yuǎn)鏡來(lái)說(shuō),配備的鏡子越大,它能捕捉到的光線就越多,得到的圖像分辨率就越高,“陸安望遠(yuǎn)鏡”的主鏡由36個(gè)六邊形鏡片組成了一個(gè)直徑為8.8米的鏡面。
這36個(gè)鏡片的表面都需要鍍上一層超薄的黃金,因?yàn)辄S金最能反射紅外光,反射率能達(dá)到98%以上。
最核心的技術(shù)挑戰(zhàn)就是超高工藝精密制造,例如主鏡系統(tǒng)需要納米級(jí)精度的超低溫光學(xué)工程。
該設(shè)計(jì)方案是采用鈹基材和黃金鍍層,主鏡由36塊六邊形鈹鏡拼裝,選擇鈹金屬是它兼具了輕量化、高剛度以及-240c下的熱穩(wěn)定性。
黃金鍍膜工藝,需要把鏡面蒸鍍60納米黃金層,相當(dāng)于頭發(fā)絲的千分之一厚度。
提升紅外波段反射率,鍍膜需要在1371c真空環(huán)境中完成,且厚度誤差需要控制在原子級(jí)別。
每塊鏡片表面積粗糙度要小于7納米,這相當(dāng)于只有20個(gè)鈹原子寬度,拼接后整體形變?nèi)莶钜∮诘扔?納米。
可以說(shuō),這個(gè)望遠(yuǎn)鏡要是能成功制造出來(lái),將是人類(lèi)迄今為止最精密且最復(fù)雜的空間天文硬件設(shè)施。
陸安自己肯定沒(méi)時(shí)間帶隊(duì)去搞這個(gè)望遠(yuǎn)鏡,他有大把的事情要忙。
不過(guò)他可以給一些理論思路,陸安打算回頭根據(jù)其設(shè)計(jì)方案目標(biāo),在材料科學(xué)、精密制造、低溫工程、在軌部署這四個(gè)主要環(huán)境提供一些思路和方向給他們。
思路有了之后,讓他們用五到十年的時(shí)間去搞,應(yīng)該是能夠達(dá)到方案目標(biāo)的。
陸安的這種能力靠的是天賦,也是經(jīng)驗(yàn),是前世數(shù)百年積累下來(lái)的記憶學(xué)識(shí),這讓他高度掌握了整個(gè)知識(shí)體系。
接下來(lái)又跟黃宗晟討論了“陸安望遠(yuǎn)鏡”發(fā)送到什么軌道位置更好。
只見(jiàn)陸安毫不猶豫道:“既然是專注紅外波段,這望遠(yuǎn)鏡肯定是部署在日地l2點(diǎn)位置,也只有這個(gè)位置是最合適的,能有效阻隔太陽(yáng)、月球的熱輻射,維持超低溫環(huán)境?!?
視訊中的黃宗晟說(shuō)道:“l(fā)2點(diǎn)的確是最合適望遠(yuǎn)鏡的軌道位置,我們也討論過(guò),但問(wèn)題是我們的火箭技術(shù)能把望遠(yuǎn)鏡送到150萬(wàn)公里的位置嗎?這是個(gè)大問(wèn)題,我們的火箭還從沒(méi)有這么遠(yuǎn)的發(fā)送能力?!?
國(guó)內(nèi)目前的航天器抵達(dá)的最遠(yuǎn)距離也就是月球,地月距離不到40萬(wàn)公里。
五年前倒是有個(gè)“螢火一號(hào)”火星探測(cè)項(xiàng)目,但那是用大鵝的火箭送過(guò)去的,而且這個(gè)跟大鵝合作的深空探測(cè)項(xiàng)目還失敗了,此次失敗導(dǎo)致原定于2012年9月抵達(dá)火星的計(jì)劃受阻,雙方聯(lián)合的火星探測(cè)項(xiàng)目也因此受挫。
所謂的l2點(diǎn)就是日地拉格朗日l(shuí)2點(diǎn),位于日地連線的延長(zhǎng)線上,距離地球約150萬(wàn)公里的距離,是引力與離心力平衡的特殊位置。
陸安自信地笑道:“現(xiàn)在的確不具備這種能力,但不代表將來(lái)還不具備。老師,等你們搞定了望遠(yuǎn)鏡,那個(gè)時(shí)候的星界動(dòng)力航天肯定已經(jīng)具備把它送到l2點(diǎn)的能力,放心吧,我保證?!?
兩人討論經(jīng)過(guò)一番,關(guān)于“陸安望遠(yuǎn)鏡”的運(yùn)行軌道,就確定在了日地l2點(diǎn)位置。
這時(shí),陸安回頭對(duì)孟秋顏說(shuō)道:“拿塊白板給我?!?
不一會(huì)兒,孟秋顏拿來(lái)了一塊20寸大小的白板遞給陸安,后者迅速拿筆在上面寫(xiě)了一些公式,畫(huà)了一些對(duì)應(yīng)的軌道草圖。
然后將白板面向視訊鏡頭。
陸安旋即道:“大體的流程就是,火箭把望遠(yuǎn)鏡送入一條高度橢圓的轉(zhuǎn)移軌道,該軌道設(shè)計(jì)可使得望遠(yuǎn)鏡獲得足夠動(dòng)能向l2點(diǎn)方向推進(jìn),當(dāng)然尚未完全脫離地球引力束縛?!?
接著補(bǔ)充道:“發(fā)射之后,中途要進(jìn)行一些修正,利用星載推進(jìn)器調(diào)整速度矢量,將其精準(zhǔn)送入圍繞l2點(diǎn)的光環(huán)軌道?!?
視訊連線的黃宗晟看著白板內(nèi)容不由得點(diǎn)了點(diǎn)頭,選擇在l2點(diǎn)是因?yàn)檫@個(gè)軌道位置的優(yōu)點(diǎn)很多。
首先是極端低溫環(huán)境保障,l2點(diǎn)位于地球背向太陽(yáng)的一側(cè),距離地球150萬(wàn)公里。
望遠(yuǎn)鏡的遮陽(yáng)罩可完全屏蔽太陽(yáng)、地球和月球的熱輻射,使得望遠(yuǎn)鏡維持在極低溫狀態(tài),這是實(shí)現(xiàn)紅外波段高靈敏度觀測(cè)的關(guān)鍵。
若是像哈勃望遠(yuǎn)鏡那樣置于近地軌道,地球的紅外輻射會(huì)完全淹沒(méi)目標(biāo)觀測(cè)信號(hào)。
其次是擁有無(wú)遮擋的連續(xù)觀測(cè)窗口,在l2點(diǎn),望遠(yuǎn)鏡可以同時(shí)避開(kāi)地球和月球的陰影,實(shí)現(xiàn)對(duì)50%天區(qū)的持續(xù)觀測(cè),通過(guò)半年一次的軌道繞行可逐步覆蓋全天區(qū)。
相比之下,哈勃望遠(yuǎn)鏡每90分鐘穿越地球陰影一次,觀測(cè)效率受限大。
最后是穩(wěn)定的熱與動(dòng)力環(huán)境,光環(huán)軌道使得望遠(yuǎn)鏡始終處于恒定日照條件,避免了近地軌道中頻繁的晝夜溫差對(duì)精密光學(xué)系統(tǒng)器件的損害。