NASA/ESA/CSA 詹姆斯韦伯太空望远镜通常被称为 NASA/ESA 哈勃太空望远镜的继任者。 事实上，它是更多的继承者。 随着中红外仪器 (MIRI) 的加入，韦伯还成功使用了红外太空望远镜，例如欧空局的太空红外天文台 (ISO) 和美国宇航局的斯皮策太空望远镜。
在中红外波段，宇宙与我们习惯用眼睛看到的非常不同。 从 3 微米扩展到 30 微米，中红外检测温度在 30 到 700º C 之间的天体。在这种模式下，在可见光图像中显得暗的物体现在会发出明亮的光。
“就可以完成的化学反应以及如何理解恒星形成过程以及星系核心发生的事情而言，这是一个非常有趣的波长范围，”开发该技术的欧洲财团的首席研究员吉莉安赖特说。米里仪器。 - 我们第一次真正的中红外太空一瞥是通过 ISO 获得的，该系统于 1995 年 1998 月至 2003 年 月运行。 斯皮策于 年抵达轨道，在类似波长上取得了进一步进展。 ISO 和 Spitzer 的发现都强调了对具有更大收集区域的中红外功能的需求，以获得更好的灵敏度和角分辨率，以解决天文学中的许多重要问题。”
Jillian 和其他人开始梦想有一种仪器能够清晰地看到中红外线的细节。 对他们来说不幸的是，ESA 和 NASA 将较短波长的近红外线视为韦伯的主要目标。 ESA 领导了一种名为 NIRSpec 的近红外光谱仪的开发，而 NASA 的目标是开发一种名为 NIRCam 的热成像仪。
然而，当 ESA 宣布征集对其近红外光谱仪进行研究的申请时，Jillian 和她的同事并没有气馁，而是看到了机会。 “我领导的团队做出了相当大胆的回应。 它说我们要研究近红外光谱仪，但我们还有一个额外的渠道来处理所有这些中红外科学研究。 我们提出了一个科学案例，说明为什么中红外天文学在韦伯上会很棒，”她说。
虽然她的团队没有赢得那份特别的合同，但这一大胆举措帮助提升了中红外天文学在欧洲的知名度，她本人也受邀代表这些科学兴趣参加了另一项 ESA 研究，该研究考察了欧洲工业制造红外仪器的能力. 在欧洲各地学术机构的支持下，这项研究的一部分致力于中红外范围内的仪器。
与美国领导的平行研究的结果一样，结果是如此令人鼓舞，以至于人们对这种设备的兴趣变得更大。 Jillian 和她的同事鼓励并逐渐说服 ESA 和 NASA 将其纳入计划韦伯计划。
以这种方式将欧洲的领导地位扩展到与美国的国际合作领域，扩展到 NASA 的旗舰任务，那里的仪器制造文化是如此不同，这并不是成功的保证。 ESA MIRI 仪器经理 José Lorenzo Alvarez 说：“最大的担忧是这种复杂性将成为仪器面临的最大威胁。” 但风险得到了回报。
除了吸引他们自己的资金外，该财团还收到了一个警告：该仪器不应影响韦伯的工作温度和光学器件。 换句话说，望远镜将保持对近红外仪器的优化，而 MIRI 将尽其所能。 这会将仪器的性能限制在 微米以外，但对于 Jillian 来说，这是一个很小的代价。
最大的技术障碍之一是 MIRI 必须在比近红外仪器更低的温度下运行。 这是使用美国宇航局喷气推进实验室提供的低温冷却器机制完成的。 为了对中红外波敏感，MIRI 的工作温度约为 -267°C。
这低于冥王星约 40 开尔文（-233°C）的平均表面温度。 巧合的是，这是其他仪器和望远镜工作的温度。 两个温度都非常低，但由于这种差异，如果它们之间没有热隔离，一旦将望远镜连接到望远镜上，来自望远镜的热量仍会渗入 MIRI。
另一个挑战是望远镜上可供仪器使用的空间有限。 这甚至更加困难，因为 MIRI 应该是有效的两个仪器合二为一——一个成像仪和一个光谱仪。 这需要一些巧妙的设计工作。
即使在仪器完成并交付给 NASA 与望远镜的其余部分集成之后，该团队仍面临更多挑战。
这个极其复杂的望远镜的建造时间比任何人想象的都要长，这意味着 MIRI 和其他仪器将不得不在地球上停留比原计划更长的时间。
然后，在 2021 年圣诞节那天，欧空局的阿丽亚娜 5 号运载火箭完美地将航天器送入轨道。 在接下来的几周和几个月里，地面团队准备好望远镜及其仪器并将它们交给科学家。 与其他仪器一起，MIRI 现在正在发送科学家梦寐以求的数据。
MIRI 数据广泛出现在最早的韦伯图像中，包括船底座星云的“山脉”和“山谷”、相互作用的星系群斯特凡五重奏和南环星云。 随后的图像在美感和科学方面继续提高标准。 然而，由于 MIRI 比以前的任何中红外仪器都向前迈进了一大步，因此在图像判读能力方面也提高了标准。
但这是先进科学的本质，天文学家已经在加紧开发更详细的计算机模型，这些模型可以告诉他们更多关于导致数据出现在中红外范围内的各种物理过程。
MIRI 与 Web 上的其他工具一起，具有推动天文学各个领域发展的潜力。 这是一种变革性的科学，只有通过显着扩展可能性才能成为可能。 这很好地证明了建造望远镜，尤其是 MIRI 的团队合作和国际合作。
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