在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)裝配過程中，PI(Physik Instrumente)技術在裝配和校準主鏡段的關鍵時刻鼎力相助，為后續(xù)深空觀測奠定基礎。2021年12月25日，終于到了用阿麗亞娜5號火箭將詹姆斯韋伯太空望遠鏡(JWST)發(fā)射到太空的時候了。經(jīng)過30天的飛行，哈勃太空望遠鏡的繼任者到達了距地球150萬公里的所謂拉格朗日點的目的地。從此以后，這臺望遠鏡將與地球一起繞太陽運行。借助反射鏡和探測器，JWST能夠回顧過去 – 回到宇宙初期。為此，這臺望遠鏡使用可見光紅色波段(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，JWST一直在發(fā)送來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

　　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6.5米。在展開運行狀態(tài)下，這塊主鏡的大小與網(wǎng)球場相當?！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)，以達到幾分之一毫米的精度。人工操作員無法如此準確地放置反射鏡，因此我們開發(fā)了一套機器人系統(tǒng)進行裝配，”華盛頓總部的NASA詹姆斯韋伯太空望遠鏡項目負責人Eric Smith說(資料來源： NASA)。

　　為了精密安裝各鏡段，端部帶有專用PI六足位移臺的機械臂可以沿六個方向移動。如此一來，就可以使用望遠鏡結構高度精密地移動并定位各個鏡元件。在一支工程師團隊操縱機械臂的同時，另一支團隊使用激光進行測量，以確保在安裝下一鏡段之前，每個鏡段均已精準定位、用螺栓固定并粘合到位。

　　憑借100千克的負載能力和亞微米級的分辨率，PI的六足位移臺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量

　　在冷卻到太空溫度的同時，鏡段及其支撐結構會承受高強度的熱應力。預先確定由此產(chǎn)生的變形并在設計過程中考慮這一點極具挑戰(zhàn)性。為了觀察冷卻過程中各鏡段的行為，在馬歇爾航天飛行中心的X射線和冷凍室(XRCF)進行了光波前測試和熱應變測試。定制型H-850六足位移臺用于復雜的測試裝置。為了記錄從室溫冷卻下來的反射鏡變形，將特定的干涉儀安裝在六足位移臺上。六足位移臺可針對每個溫度目標值同時實現(xiàn)簡單且高精度的干涉儀定位和對準。

　　冷卻室內(nèi)視圖。圖像提供者：XRCF

       NIRSpec儀器校準

　　JWST中集成的NIRSpec(近紅外光譜儀)儀器是波長范圍為0.6至5微米的光譜儀。它能夠同時記錄多達100個物體的光譜。在校準物體的同時，還會模擬太空中的運行條件，尤其是77開氏度(-196.1攝氏度)的溫度和高真空條件。為此，其中使用了多個PI線性軸。通過使用一種稱為Dispal?的特種類型的鋁，可以將線性軸設計為在指定的氣候條件下無差錯運行。

　　韋伯望遠鏡拍攝的“創(chuàng)造之柱”影像

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

　　宇宙探索:星際天體 3I/ATLAS

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

　　2025 年 8 月 6 日，詹姆斯?韋伯空間望遠鏡(JWST)將其紅外視野和近紅外光譜儀(NIRspec)對準了 3I/ATLAS，對其進行了首次觀測。

　　闖入太陽系解密古老宇宙

　　3I/ATLAS 軌道偏心率高達約 6.1，軌跡呈明顯雙曲線，意味著它來自太陽系之外。通過觀測，JWST 發(fā)現(xiàn) 3I/ATLAS 的彗發(fā)中二氧化碳含量異常之高，遠超對普通彗星的認知，還檢測到了水、水冰、一氧化碳以及羰基硫等物質(zhì)。這些觀測結果有助于科學家了解 3I/ATLAS 的物理特性、化學構成以及起源等，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。

　　從深空觀測到地球?qū)嶒炇?/strong>

　　PI秉持 “精密定位，探索無限” 理念，其精密運動控制方案貫穿航天觀測、量子物理、以及工業(yè)自動化、光子學、半導體、顯微鏡和生命科學等細分市場等前沿領域，為科學與工業(yè)邊界突破提供核心支撐。

　　從韋伯望遠鏡的金色鏡面到星際彗星 3I/ATLAS的軌跡，PI的技術正幫助人類看見更遠的宇宙。

　　“精準，成就探索;納米之間，盡顯宇宙之美?！?/p>