图中，NASA的詹姆斯·韦伯空间望远镜展开了蜂巢状主镜下方的多层遮阳罩。遮阳罩是望远镜红外设备降温的第一步，还需要额外步骤才能将中红外设备（MIRI）冷却至工作温度。（图片来源：NASA戈达德太空飞行中心/CIL/Adriana Manrique Gutierrez）
NASA的詹姆斯·韦伯空间望远镜能够观测到宇宙大爆炸后诞生的第一个星系，不过为此，其（相关）设备首先需要冷却至非常非常低的温度。2022年4月7日，望远镜上由NASA和ESA联合研制的中红外设备成功降至低于7开尔文（零下447华氏度，或零下266摄氏度）的工作温度。
在网球场大小的遮阳罩形成的阴影中，MIRI与韦伯上搭载的另外三套设备首先被动地冷却至90开尔文（零下298华氏度，或零下183摄氏度）左右。不过为了进一步将温度降至7开尔文以下，还需要电动制冷机的帮助。韦伯望远镜运行团队跨过了极具挑战性和里程碑意义的“夹点”——红外设备温度由15开尔文（零下433华氏度，或零下258摄氏度）降至6.4开尔文（零下448华氏度，或零下267摄氏度）。
科学家们在仔细检查MIRI。（图片来源：NASA/Chris Gunn）
位于南加州的NASA喷气推进实验室（JPL）MIRI项目主管Analyn Schneider说：“MIRI制冷团队在跨过夹点的研发方案中倾注了大量心血。团队成员既兴奋又紧张地推进着这一严苛的工作。最终，指令得到了教科书级的执行，实际制冷效果超过预期。”
低温对于韦伯的设备是必须的，因为其搭载的全部四种设备都需要观测红外光（波长略长于可见光的电磁波）。隐藏在尘茧后的遥远星系和恒星，以及太阳系外行星都会发射红外光。不过包括韦伯自身的电子和光学设备在内的温暖物体也会发射红外光。因此这四部设备的探测器及周围硬件也都需要被冷却，从而抑制无关的红外辐射。MIRI能够观测到的红外光波长较其余三部设备更长，工作温度也更低。
冷却MIRI过程中用到的制冷机。（图片来源：NASA/JPL-Caltech）
此外，暗电流（即探测器内部原子振荡产生的电流）也迫使韦伯上的探测器需要冷却至比较低的温度。暗电流能模仿探测器收到的真实信号，令科学家们误以为收到了源自外部的信号。这些假信号会淹没那些天文学家希望发现的真实信号。由于温度是探测器内原子振动快慢的宏观特征量，所以温度越低则原子振荡越慢，产生的暗电流也更弱。MIRI能够观测到的红外光波长更长，对暗电流更敏感，需要被冷却至更低温度才能完全移除其影响。设备温度每升高1度，暗电流将增强大约10倍。
MIRI被冷却至6.4开尔文后，科学家们便可以进行一系列检测以确保探测器的表现与预期相同。就像医生问诊那样，MIRI团队仔细检查反映设备健康状况的数据，接着向设备发送一系列指令并观察它能否正确执行任务。当下的工作正是这项由诸多科研机构的科学家和工程师参与的望远镜项目的高潮，参与者除了JPL，还有负责制冷机制造的Northrop Grumman公司，以及监督MIRI和制冷机的整合工作的NASA戈达德空间飞行中心。
JPL里MIRI项目科学家Mike Ressler说道：“我们为这一刻已经准备了数年，反复测试并检查与MIRI相关的每一个操作。这有点像电影剧本：我们要做的每一步都已经写了下来，且经过无数遍排练。当输入测试数据，MIRI正确地返回结果时，我必然将感到欣喜若狂——我们拥有了一台健康的设备。”
在MIRI开展科学任务之前，该团队还要面对一系列挑战。探测器达到工作温度之后，团队成员将拍摄一些恒星和其它已知天体的测试照片，以校准设备并检查其操作和功能。团队将在校准其它三台设备的同时开展这些准备工作，并计划于今年夏季传回韦伯的首张科学照片。
供职于苏格兰爱丁堡英国航天技术中心的MIRI设备科学家Alistair Glasse表示，“这支科研团队由一群充满干劲、充满热情的科学家和工程师组成，我非常自豪能够成为其中一员。一起工作的这段时光是对我们的磨炼，毫无疑问，在此期间团队成员们建立起来的团结和相互尊重将贯穿未来的几个月，并为全球天文学界贡献一台令人惊艳的设备。”
翻译：张宇哲
审校：董子晨曦
引进来源：NASA戈达德空间飞行中心（NASA's Goddard Space Flight Center）
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