NASA绘制4.5亿个星系地图的任务正在进行中

美国宇航局的SPHEREx太空望远镜开始看起来很像它到达地球轨道并开始绘制整个天空的地图。SPHEREx是宇宙历史分光光度计、再电离时代和冰探索者的缩写，SPHEREx类似于一个扩音器，尽管它的高度接近8.5英尺(2.6米)，宽度接近10.5英尺(3.2米)。该天文台的独特形状是其锥形光子防护罩，这些防护罩是在美国宇航局南加州喷气推进实验室的洁净室中组装的。

三个锥体相互嵌套，将包围SPHEREx的望远镜，以保护它免受太阳和地球的光和热的影响。航天器将像扫描地球内部一样扫描天空的每一个部分，每年完成两张全天图。

“SPHEREx必须非常敏捷，因为航天器在扫描天空时必须相对快速地移动，”喷气推进实验室的该任务副有效载荷经理兼有效载荷系统工程师萨拉·苏斯卡(SaraSusca)说。“看起来并非如此，但防护罩实际上很轻，由多层材料制成，就像三明治一样。外面是铝板，里面是铝蜂窝结构，看起来像纸板——轻但坚固。”

当SPHEREx不晚于2025年4月推出时，它将帮助科学家更好地了解水和生命必需的其他关键成分的起源。为此，该任务将测量星际气体和尘埃云中水冰的丰度，新恒星诞生于此，行星最终形成于其中。它将通过测量星系产生的集体光来研究星系的宇宙历史。

这些测量将有助于弄清楚星系何时开始形成以及它们的形成如何随着时间的推移而变化。最后，通过绘制数百万个星系相对于彼此的位置，SPHEREx将寻找关于宇宙如何在大爆炸后的几分之一秒内快速膨胀或膨胀的新线索。

凉爽稳定

SPHEREx将通过检测红外光来完成这一切，红外光的波长范围比人眼可以看到的可见光更长。红外光有时也称为热辐射，因为所有温暖的物体都会发射红外光。甚至望远镜也能产生红外线。由于光线会干扰探测器，因此望远镜必须保持低温——低于-350华氏度(约-210摄氏度)。

外部光子屏蔽将阻挡来自太阳和地球的光和热，锥体之间的间隙将阻止热量向内流向望远镜。但为了确保SPHEREx达到寒冷的工作温度，它还需要一种称为V形槽散热器的东西：三个锥形镜子，每个都像一把倒置的雨伞，堆叠在一起。每个光子防护罩都位于光子防护罩下方，由一系列楔形物组成，这些楔形物可以改变红外光的方向，使其穿过防护罩之间的间隙反射到太空中。这可以消除包含计算机和电子设备的室温航天器总线通过支架携带的热量。

喷气推进实验室的任务有效载荷经理康斯坦丁·佩纳宁(KonstantinPenanen)表示：“我们不仅关心SPHEREx有多冷，而且还关心它的温度保持不变。”“如果温度变化，可能会改变探测器的灵敏度，这可能会转化为错误信号。”

眼睛看着天空

SPHEREx的核心当然是它的望远镜，它使用三个镜子和六个探测器从远处收集红外光。望远镜的底座倾斜，这样它就可以看到尽可能多的天空，同时保持在光子屏蔽的保护范围内。

该望远镜由科罗拉多州博尔德市的鲍尔宇航公司建造，于5月抵达加利福尼亚州帕萨迪纳市的加州理工学院，在那里它与探测器和V形槽散热器集成在一起。然后，在喷气推进实验室，工程师将其固定在一个振动台上，该振动台模拟了望远镜在火箭飞向太空时所承受的震动。之后，它返回加州理工学院，科学家们证实其镜子在振动测试后仍然清晰。

SPHEREx的红外“视觉”

SPHEREx望远镜内的镜子收集来自遥远物体的光，但探测器可以“看到”任务试图观察的红外波长。

像我们的太阳这样的恒星会发射整个可见波长范围，因此它是白色的(尽管地球的大气层使其在我们的眼中看起来更黄)。棱镜可以将光分解成其组成波长——彩虹。这称为光谱学。

SPHEREx将使用安装在其探测器顶部的过滤器来执行光谱分析。每个滤光片只有饼干大小，肉眼看上去呈虹彩状，并且具有多个部分，可以阻挡除一种特定波长之外的所有红外光。SPHEREx观察到的每个物体都将由每个部分成像，使科学家能够看到该物体发出的特定红外波长，无论它是恒星还是星系。该望远镜总共可以观测100多个不同的波长。

由此，SPHEREx将创建不同于以往的宇宙地图。

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