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人類怎樣才能看清宇宙？

詹姆斯·韋伯空間望遠鏡的建造使用了大量的軟件工具。作為哈勃空間望遠鏡的繼任，詹姆斯·韋伯空間望遠鏡即將進入太空，探索宇宙的奧秘。

想必很多人都聽過哈勃空間望遠鏡的名字。這臺在地球大氣層之上的望遠鏡就像是人類在太空中的眼睛，幫助我們更好地探索宇宙的奧秘。

在哈勃空間望遠鏡之后，美國國家航空*（NASA）宣布將于2021年3月發(fā)射詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（韋伯望遠鏡）。它以NASA第二任局長詹姆斯·韋伯的名字命名。韋伯在任期間，美國的航天事業(yè)曾有許多突破性的發(fā)展，包括完成了“阿波羅”登月計劃等一系列重要的空間探測項目。因此，自研發(fā)之初，韋伯望遠鏡就被人們寄予了厚望。

藝術家描繪的部署在軌道上的韋伯望遠鏡。圖中展示了望遠鏡的鏡面系統(tǒng)和配套的遮陽裝置（圖片來源：Northrop-Grumman）。

同哈勃空間望遠鏡相比，韋伯望遠鏡的質(zhì)量更小，僅為6.2噸，約為哈勃空間望遠鏡的一半。但它的主反射鏡的口徑卻達到了6.5米。韋伯望遠鏡還安裝了經(jīng)過優(yōu)化的近紅外攝像機 (NIRCAM)。NIRCAM 的近紅外線功能使其能夠穿透銀河系外宇宙的暗物質(zhì)云，探索更遙遠的空間。不僅如此，它還可以看到更遙遠的過去，追溯“第yi道光”的時代和初的恒星的誕生。同時，它也支持在太陽系外的行星上尋找生命的痕跡。

韋伯望遠鏡將被發(fā)射到距離地球約150萬公里的空間內(nèi)。由于距離地球太遠，屆時，相關機構將無法派遣宇航員對它進行維修和保養(yǎng)。因此，在十年左右的服役期間，它必須以極低的能耗，十年如一日地*運行。而這正是工程師們在設計韋伯望遠鏡時所面臨的一大挑戰(zhàn)。

軟件是關鍵

在建造韋伯望遠鏡的過程中，明導公司（Mentor，從屬于西門子）和西門子發(fā)揮了重要作用。望遠鏡中的集成科學儀器模塊（ISIM）是一個復雜的組合體，它包含傳感器、攝像頭和電子設備。從zui低級別的定制化集成電路到ISIM中四個科學儀器的整體多重物理量模擬，軟件在整個項目中被廣泛應用。

明導的Tanner設計套件（含內(nèi)置口徑集成）被用于創(chuàng)建關鍵的模數(shù)轉換器（ADC）陣列。該陣列將由詹姆斯·韋伯攝像系統(tǒng)創(chuàng)建的模擬圖像轉換為可下載到地球的數(shù)字圖像。在Lewyn Consulting Incorporated公司的支持下，Teledyne Technologies公司為四種光學儀器中的三種提供了特定應用集成電路（ASIC），而該陣列是ASIC的一部分。

在英國萊斯特大學的空間研究中心，西門子的NX和Teamcenter被用來設計、模擬和制造中紅外探測（MIRI）模塊。

明導的Capital軟件套件被用于將一系列設備以電子的方式相互連接。

后， 西門子的Femap軟件幫助NASA對韋伯望遠鏡各組件的性能進行模擬仿真。該軟件用于為針對韋伯望遠鏡上安裝好的儀器模塊的熱分析與結構分析整合所有解算器信息。

據(jù)估計，宇宙的年齡（自“大爆炸”以來）約為138.2億年。在漫長的時間里，是否有新生命體出現(xiàn)在了宇宙的某個角落呢？宇宙中還有那么多秘密有待探索。也許詹姆斯·韋伯空間望遠鏡會幫助我們揭開其中一些謎題。

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