很快，人類(lèi)將開(kāi)啟一段旅程，為了解宇宙打開(kāi)新大門(mén)。2021年3月發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，將取代哈勃望遠(yuǎn)鏡成為下一代科學(xué)望遠(yuǎn)鏡，并幫助我們研究宇宙歷史的每個(gè)階段。這包括大爆炸后的第 一次閃光，以及能夠支持地球等行星生命的太陽(yáng)系的形成。甚至它將幫助我們研究太陽(yáng)系的演化。

Manuel Quijada 博士是 NASA 戈達(dá)德太空飛行中心的監(jiān)督和研究物理學(xué)家，任職于儀器系統(tǒng)和技術(shù)部的光學(xué)部門(mén)工作。望遠(yuǎn)鏡的核心是一面反射光線的鏡子，科學(xué)家可以借此獲得太空中的奧秘。Quijada 博士的工作是為這些鏡子開(kāi)發(fā)光譜范圍Z 寬，反射效率Z 高的反射涂層，并且還須為此研發(fā)保護(hù)涂層，以防止或減緩這些反射材料在惡劣環(huán)境下遭受的破壞。

The James Webb Space Telescope

找到合適的材料并開(kāi)發(fā)制造，是望遠(yuǎn)鏡捕獲盡可能多光子的關(guān)鍵。在所有金屬中，鋁具有Z 廣和Z 高的反射率，然而鋁會(huì)隨著氧化和紅外光的轟擊而降解。因此，Quijada 博士和他的團(tuán)隊(duì)必須開(kāi)發(fā)薄膜涂層，來(lái)保護(hù)鏡面的反射金屬。

薄膜是置于金屬、陶瓷、半導(dǎo)體或塑料基底上的微觀材料薄層。它的厚度通常不到一微米，且薄膜可以是導(dǎo)電的，也可以是介電的（非導(dǎo)電）。有許多用途。例如：芯片上的頂部金屬層和磁盤(pán)上的涂層都是薄膜，使用硅、碲化鎘和其他元素的光伏材料薄膜被用于制造太陽(yáng)能電池板。Quijada 博士將花費(fèi)數(shù)年研究一種涂有薄膜保護(hù)層的鋁涂層，它可以在Z 長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)Z 大限度地保持鋁涂層的完整性。

在實(shí)驗(yàn)室中，Quijada 博士主使用 HORIBA UVISEL PLUS 進(jìn)行薄膜測(cè)量，可以逐層研究涂層，通過(guò)測(cè)定薄膜來(lái)提取每層的光學(xué)常數(shù)和特性，包括吸收和介電特性。“反射鏡上的涂層非常有用是整個(gè)任務(wù)的關(guān)鍵，沒(méi)有這些涂層，任務(wù)將無(wú)法開(kāi)展?！盦uijada 博士強(qiáng)調(diào)道。

Quijada 博士必須開(kāi)發(fā)不同的薄膜涂層以滿足持續(xù)不斷韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的任務(wù)。對(duì)于反射性較低的金屬，比如銀和金，在光譜的紫外部分，雖然不如鋁反射性好，但在可見(jiàn)光和中紅外區(qū)域能更好地捕捉特定波長(zhǎng)。因此銀必須涂上幾層薄膜，以保護(hù)其免受環(huán)境退化。這也是 Quijada 必須解決的眾多問(wèn)題之一。

根據(jù) NASA 的說(shuō)法，從40多億年前我們的太陽(yáng)系誕生開(kāi)始，小行星就扮演了時(shí)間膠囊的角色。這些原始天體掌握著破譯太陽(yáng)系歷史的重要線索，甚至可能是地球上生命和有機(jī)物質(zhì)的起源。露西號(hào)太空探測(cè)器將對(duì)共享木星軌道的幾個(gè)小行星群展開(kāi)研究，該任務(wù)于2021年10月啟動(dòng)，并完成為期12年的七顆不同小行星之旅。

Quijada 博士意識(shí)到他在太空探索發(fā)展中鮮為人知的作用對(duì)增長(zhǎng)我們對(duì)宇宙的知識(shí)至關(guān)重要?！懊恳豁?xiàng)任務(wù)都取決于我們提供的涂層，”他說(shuō)。“我們認(rèn)為我們?cè)谡麄€(gè)太空探索計(jì)劃中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。”

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