美國宇航局WFIRST任務的主要工具完成里程碑審查

為了了解宇宙將如何結(jié)束，我們必須知道到目前為止發(fā)生了什么。這只是一個神秘的美國宇航局即將推出的寬視場紅外探測望遠鏡(WFIRST)任務將探索遙遠的宇宙。太空船的巨型相機，廣域儀器(WFI)，將是這次探索的基礎(chǔ)。

WFI剛剛通過了初步設計審查，這是該任務的一個重要里程碑。這意味著WFI成功地滿足了設計，進度和預算要求，以進入下一個開發(fā)階段，團隊將開始詳細設計和制造飛行硬件。

“這是一次出色的初步設計審查，提供了該團隊在短時間內(nèi)完成的大量工程的快照，”美國宇航局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的WFIRST項目經(jīng)理Jamie Dunn說。“WFI團隊正朝著為美國宇航局下一個偉大天文臺建造世界級儀器的道路前進。”

“初步設計審查是任務中至關(guān)重要的一步，因為它采用了工程設計理念，并根據(jù)嚴格的標準對其進行評估，以確保它們按計劃執(zhí)行，”戈達德的WFI儀器經(jīng)理Mary Walker說。“這是我們找到調(diào)整所需內(nèi)容的地方，因此WFIRST可以進入其旅程的下一階段。”

工程師將把評審結(jié)果提供給下一次設計迭代，為儀器準備更嚴格的測試 - 目前計劃于2020年6月進行的關(guān)鍵設計評審。這將涉及WFI工程測試單元在模擬空間環(huán)境中的數(shù)據(jù)，包括在低溫下測試。

WFIRST是下一代太空望遠鏡，它將探測月球軌道以外的紅外宇宙。它的兩個儀器是一個名為coronagraph的技術(shù)演示和WFI。WFI具有與哈勃相同的角分辨率，但視野的100倍。它收集的數(shù)據(jù)將使科學家能夠發(fā)現(xiàn)有關(guān)其他恒星周圍行星系統(tǒng)的新的和獨特的詳細信息。WFI還將繪制物質(zhì)在整個宇宙中的結(jié)構(gòu)和分布情況，最終應該讓科學家們發(fā)現(xiàn)宇宙的命運。

WFI旨在探測來自宇宙的微弱紅外光。在比人眼可以檢測到的更長的波長處觀察到紅外光。宇宙的膨脹會拉伸遙遠星系發(fā)出的光，使可見光或紫外光在到達我們時呈紅外線。這樣的遙遠星系難以從地面觀察，因為地球的大氣阻擋了一些紅外波長，而高層大氣發(fā)出的光線足以讓來自這些遙遠星系的光線不堪重負。通過進入太空并使用哈勃望遠鏡，WFI將足夠靈敏，能夠探測到比以往任何望遠鏡更遠的紅外光。這將有助于科學家捕捉到一個新的宇宙觀，可以幫助解決一些最大的謎團，

“我們將試圖發(fā)現(xiàn)宇宙的命運，”戈達德的WFIRST項目科學家Jeff Kruk說。“宇宙的膨脹正在加速，寬場儀器將幫助我們解決的一個問題是加速度是在增加還是減慢。”

這種加速的一個可能的解釋是暗能量，這是一種無法解釋的現(xiàn)象，目前占宇宙總內(nèi)容的68%左右，隨著宇宙的演變可能會發(fā)生變化。另一種可能性是，這種明顯的宇宙加速度指向了愛因斯坦相對論在宇宙大片區(qū)間的相對論。

WFI將通過稱為弱引力透鏡的現(xiàn)象測量數(shù)億個遙遠星系中的物質(zhì)來測試這些想法。諸如星系和星系團之類的大型物體使時空彎曲，彎曲通過附近的光所經(jīng)過的路徑。這創(chuàng)造了一個扭曲的，放大的視圖，背后是遠處的星系。觀察那些遙遠的星系將展示整個宇宙和時間的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

WFIRST將進行的所有天文調(diào)查都依賴于WFI。使用WFI和coronagraph進行高精度測量需要非常穩(wěn)定的光學結(jié)構(gòu)。為了進一步確保穩(wěn)定性，WFIRST將圍繞第二個太陽 - 地球拉格朗日點或L2進行軌道運行。在離地球930,000英里(150萬公里)的這個特殊位置，重力平衡，以保持物體在穩(wěn)定的軌道上，幾乎沒有任何幫助。在WFI收集的大部分數(shù)據(jù)中，L2的天文臺的熱穩(wěn)定性將比Hubble提高十倍。對于像哈勃望遠鏡這樣的低地球軌道觀測站來說，這種穩(wěn)定性是不切實際的。

憑借其廣闊的視野，WFI將在每張圖像中提供豐富的信息。這將大大減少收集數(shù)據(jù)所需的時間，使科學家能夠進行本來不切實際的研究。

“你可以用哈勃做大部分的WFIRST科學，但可能需要一千年，”克魯克說。“我們不想等那么久。”

隨著WFI初步設計審查的成功完成，WFIRST任務的目標是計劃在2020年中期啟動。由于WFI廣泛的視野和精確光學領(lǐng)域，科學家很快將能夠探索宇宙中的一些最大的奧秘。