太空望远镜是如何在轨组装？超过5米要会“缩骨功”，自带机械臂

事实上，太空千里镜和航天器都能够使用太空组装手艺来进行组装。固然还有好多手艺问题的存在，然则大部门的预备工作已完成，并且太空千里镜能够在太空中获得修理和升级。机械人和机械臂可以在这个过程中供应很大的匡助。

（本文来自www.jj00.com）

出品：太空伊卡洛斯 （原创文章久久自媒体）

无论是在地球照样太空，对千里镜的需求都是越大越好。但对于巨型太空千里镜来说，很难找到合适的发射器，所以它们只能被折叠放进5米高的发射整流罩。而接下来的詹姆斯·韦伯太空千里镜是发射太空的最大限制。所认为了更好地索求太空，下一代千里镜将在太空中完成组装。在1990年时，哈勃太空千里镜是在发现号航天器中，完成了2.4米反射镜等设备的组装。而有着3.5米的主镜和其他仪器的赫歇尔红外天文台，差点放不进Ariane5ECA火箭4.6米高的发射整流罩中。跨越5米还要会缩骨功，若是是更大的千里镜，就需要自带机械臂了，在轨道上自行进行组装。

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图注：韦伯千里镜地面组装完成的式样，然则在火箭整流罩中可不是如许

图注：韦伯千里镜正在进行折叠“缩骨功”，以便安装到火箭整流罩中

图注：首次折叠之后进行太空情况测试

配有6.5米镜子和伟大遮阳罩的下一代韦伯太空千里镜，也需要经由折叠放入Ariane5火箭。当它达到日地拉格朗日L2点时，会起头组装所有构造。共有40种分歧的构造需要经由多达20次的组装，并包管178个释放机制都可以运行。组装过程中不许可任何失误，一旦显现差池则无法挽回。鄙人一次十年查询中，天文学中最需要解决的难题，以及解决难题所需的设备将成为科学方针。不管如何，接下来的千里镜一定是超巨型的，它们很难被折叠放进5米的发射整流罩内，所以必需要在太空中进行组装。

韦伯太空千里镜和广域红外探测千里镜，它们将作为哈勃太空千里镜的交班者。美国宇航局在2018年5月时，起头使用天基组织方式来研究千里镜太空组装手艺，这项研究与多个机构合作，为了找出巨型千里镜在太空中组装的最佳时间和完美该手艺。

图注：韦伯千里镜整合到火箭整流罩中

图注：韦伯千里镜在整流罩中的式样，就像一个会缩骨功的机械

在太空组装手艺几十年的成长汗青中，最成功的义务就是国际空间站的组装。该组装过程长达二十年，履历过三十多次的自力组装，，在宇航员和长途机械臂的通力合作下，所有模块在空间站中都完成固定。在这个过程中，还有很多手艺、硬件等需要改善的处所。哈勃太空千里镜也是很成功的例子，在此次组装过程中，手艺和硬件等处所都进行了改良。抛开人类，机械人在国际空间站和哈勃太空千里镜的平常维护中，饰演了很主要的脚色，它能与运输用品的太空舱进行对接。

为认识决太空组装最佳时间的问题，研究人员设计了巨型太空千里镜，并在地面将天基组织方式和传统组织方式进行了对比。它是一个直径为5-20米的千里镜，并可以看到各类光线的波长，这是今朝所有发射整流罩都无法容纳的巨细。直径为20米的千里镜将被发射到日地拉格朗日L2点，而且可以对系外行星进行观测。像构造框架、千里镜镜段等所有组件，都需要放入5米的发射整流罩中。航天器总线以及其他电子设备和机械臂会被发射到装配轨道，接下来，其他组件也会一一进入装配轨道，机械臂对它们进行组装。在完成组装后，可以用较少的推进剂达到日地拉格朗日L2点，然后千里镜就能够起头运行和观测。

图注：哈勃千里镜在地面进行折叠，以便放入航天飞机货舱内

图注：哈勃千里镜在地面进行折叠，以便放入航天飞机货舱内

事实上，太空千里镜和航天器都能够使用太空组装手艺来进行组装。固然还有好多手艺问题的存在，然则大部门的预备工作已完成，并且太空千里镜能够在太空中获得修理和升级。机械人和机械臂可以在这个过程中供应很大的匡助。将千里镜分成多个部门时，能够节约一些要素的成本，但为了使韦伯太空千里镜被放进发射整流罩，工程师需要破费更多成正本竖立最轻的释放机制。在超重型火箭中，极限就是经由折叠的直径为15米的千里镜，但若是是在太空中组装，那么这个千里镜的规模就能够无限大。

图注：整流罩中的卫星

在太空中组装的千里镜，因为有机械臂的存在，执行修理和增补燃料义务都非常轻易。机械臂在完成义务时会进入休眠阶段，直到千里镜需要进行修理等把持时才会被叫醒。还有将千里镜分成多个部门，能够包管在火箭发射失败时，机构失去的只有单个组件而不是整个千里镜。研究人员透露太空组装手艺与物理定律相符，并且从总体来说，太空组装手艺能够节约好多成本和修理费用。但今朝，美国宇航局透露太空组装手艺需要进一步验证，然后才可以执行义务。成功发射韦伯太空千里镜后，太空千里镜就竣事了地面组装的时代，迎来太空组装的新时代，而且跟着科技的成长，将来的太空千里镜的体积将会越来越宏大。