在詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)裝配過(guò)程中，PI(Physik Instrumente)技術(shù)在裝配和校準(zhǔn)主鏡段的關(guān)鍵時(shí)刻鼎力相助，為后續(xù)深空觀測(cè)奠定基礎(chǔ)。2021年12月25日，終于到了用阿麗亞娜5號(hào)火箭將詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)發(fā)射到太空的時(shí)候了。經(jīng)過(guò)30天的飛行，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的繼任者到達(dá)了距地球150萬(wàn)公里的所謂拉格朗日點(diǎn)的目的地。從此以后，這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡將與地球一起繞太陽(yáng)運(yùn)行。借助反射鏡和探測(cè)器，JWST能夠回顧過(guò)去 – 回到宇宙初期。為此，這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡使用可見(jiàn)光紅色波段(0.6微米)到中紅外線(28微米)的輻射。其使命是探索宇宙的起源，自7月11日以來(lái)，JWST一直在發(fā)送來(lái)自太空深處的精美圖像。

　　星際訪客“金眼睛”

　　用于精密定位主鏡段的六足位移臺(tái)

　　JWST的輕型可伸縮主鏡由18塊六角形子鏡組成其旋轉(zhuǎn)表面，主鏡直徑超過(guò)6.5米。在展開(kāi)運(yùn)行狀態(tài)下，這塊主鏡的大小與網(wǎng)球場(chǎng)相當(dāng)?！盀榱耸圭R段組合起到單面鏡的作用，必須將其放置在彼此相距數(shù)毫米的范圍內(nèi)，以達(dá)到幾分之一毫米的精度。人工操作員無(wú)法如此準(zhǔn)確地放置反射鏡，因此我們開(kāi)發(fā)了一套機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行裝配，”華盛頓總部的NASA詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Eric Smith說(shuō)(資料來(lái)源： NASA)。

　　為了精密安裝各鏡段，端部帶有專(zhuān)用PI六足位移臺(tái)的機(jī)械臂可以沿六個(gè)方向移動(dòng)。如此一來(lái)，就可以使用望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)高度精密地移動(dòng)并定位各個(gè)鏡元件。在一支工程師團(tuán)隊(duì)操縱機(jī)械臂的同時(shí)，另一支團(tuán)隊(duì)使用激光進(jìn)行測(cè)量，以確保在安裝下一鏡段之前，每個(gè)鏡段均已精準(zhǔn)定位、用螺栓固定并粘合到位。

　　憑借100千克的負(fù)載能力和亞微米級(jí)的分辨率，PI的六足位移臺(tái)可以在裝配期間精密定位JWST鏡段。圖像提供者：NASA – Chris Gunn

　　冷卻期間的反射鏡測(cè)量

　　在冷卻到太空溫度的同時(shí)，鏡段及其支撐結(jié)構(gòu)會(huì)承受高強(qiáng)度的熱應(yīng)力。預(yù)先確定由此產(chǎn)生的變形并在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮這一點(diǎn)極具挑戰(zhàn)性。為了觀察冷卻過(guò)程中各鏡段的行為，在馬歇爾航天飛行中心的X射線和冷凍室(XRCF)進(jìn)行了光波前測(cè)試和熱應(yīng)變測(cè)試。定制型H-850六足位移臺(tái)用于復(fù)雜的測(cè)試裝置。為了記錄從室溫冷卻下來(lái)的反射鏡變形，將特定的干涉儀安裝在六足位移臺(tái)上。六足位移臺(tái)可針對(duì)每個(gè)溫度目標(biāo)值同時(shí)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且高精度的干涉儀定位和對(duì)準(zhǔn)。

　　冷卻室內(nèi)視圖。圖像提供者：XRCF

       NIRSpec儀器校準(zhǔn)

　　JWST中集成的NIRSpec(近紅外光譜儀)儀器是波長(zhǎng)范圍為0.6至5微米的光譜儀。它能夠同時(shí)記錄多達(dá)100個(gè)物體的光譜。在校準(zhǔn)物體的同時(shí)，還會(huì)模擬太空中的運(yùn)行條件，尤其是77開(kāi)氏度(-196.1攝氏度)的溫度和高真空條件。為此，其中使用了多個(gè)PI線性軸。通過(guò)使用一種稱(chēng)為Dispal?的特種類(lèi)型的鋁，可以將線性軸設(shè)計(jì)為在指定的氣候條件下無(wú)差錯(cuò)運(yùn)行。

　　韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的“創(chuàng)造之柱”影像

　　每一張由韋伯望遠(yuǎn)鏡拍攝的震撼宇宙照片，背后都有 PI 精密定位技術(shù)的支持。

　　宇宙探索:星際天體 3I/ATLAS

　　2025 年 7 月 1 日，3I/ATLAS 被 ATLAS 巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，它是繼“奧陌陌”和“鮑里索夫彗星”之后人類(lèi)確認(rèn)發(fā)現(xiàn)的第三顆星際天體。

　　2025 年 8 月 6 日，詹姆斯?韋伯空間望遠(yuǎn)鏡(JWST)將其紅外視野和近紅外光譜儀(NIRspec)對(duì)準(zhǔn)了 3I/ATLAS，對(duì)其進(jìn)行了首次觀測(cè)。

　　闖入太陽(yáng)系解密古老宇宙

　　3I/ATLAS 軌道偏心率高達(dá)約 6.1，軌跡呈明顯雙曲線，意味著它來(lái)自太陽(yáng)系之外。通過(guò)觀測(cè)，JWST 發(fā)現(xiàn) 3I/ATLAS 的彗發(fā)中二氧化碳含量異常之高，遠(yuǎn)超對(duì)普通彗星的認(rèn)知，還檢測(cè)到了水、水冰、一氧化碳以及羰基硫等物質(zhì)。這些觀測(cè)結(jié)果有助于科學(xué)家了解 3I/ATLAS 的物理特性、化學(xué)構(gòu)成以及起源等，為研究星際天體和其他恒星系統(tǒng)的形成提供了重要線索。

　　從深空觀測(cè)到地球?qū)嶒?yàn)室

　　PI秉持 “精密定位，探索無(wú)限” 理念，其精密運(yùn)動(dòng)控制方案貫穿航天觀測(cè)、量子物理、以及工業(yè)自動(dòng)化、光子學(xué)、半導(dǎo)體、顯微鏡和生命科學(xué)等細(xì)分市場(chǎng)等前沿領(lǐng)域，為科學(xué)與工業(yè)邊界突破提供核心支撐。

　　從韋伯望遠(yuǎn)鏡的金色鏡面到星際彗星 3I/ATLAS的軌跡，PI的技術(shù)正幫助人類(lèi)看見(jiàn)更遠(yuǎn)的宇宙。

　　“精準(zhǔn)，成就探索;納米之間，盡顯宇宙之美?！?/p>