美國航太總署（NASA）4月13日宣布，詹姆斯．韋伯太空望遠鏡（JWST）的儀器在上週終於達到最終工作溫度，攝氏零下267度，並接著準備開始拍攝測試圖像及校正光學系統。
自2021年12月25日發射以來，JWST一直在逐漸冷卻，今年年初，它的五層遮陽板部署完畢後，被動冷卻的降溫效果非常良好，降到了大約攝氏零下183度，但是這樣可還不夠，要再比這個溫度更低就得動用主動式降溫系統，將超低溫的氦在儀器中循環以達成降溫，這個過程將使得環境溫度降至攝氏零下258度，但即便僅僅只高於絕對零度15度仍然不足。
根據理想氣體狀態方程式，PV = nRT在定容降壓的情況下可以使溫度再進一步降低，而任何的機械式操作會因摩擦而產熱，所以這些動作經過多道程序最終才達成，其最終的溫度為攝氏零下267度，僅僅只比絕對零度高了6.4度。
之所以需要降到這麼低溫，是因為JWST上的四種儀器都會接收到紅外光，其中的三種儀器單靠遮陽板的被動降溫便已可達成工作溫度，而最難搞的中紅外線儀器（Mid-Infrared Instrument，MIRI）則需要比攝氏零下266度還要低才能開始工作，這是因為中紅外線波段比其它稍短的紅外波段，更容易受到儀器本身溫度的影響，這種在運作中微微發熱的狀況會干擾儀器的準確性，也順便壓制感光器自身原子的隨機震動而產生的「暗電流」，故降溫可以一次滿足兩種條件，在冷卻儀器方面團隊付出了相當大的努力。
上週完成降溫後，MIRI也已經通過儀器的健康檢查，接著便是試拍及儀器校正，正式的首張照片可望在今年夏天到來。
本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。
