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空少问答
小课堂
第六十六期
3
月
12
日
周
一
答：太空望远镜镜面为什么要镀金？
上周六，空少为大家留了1个问题，来看看空少的解答以及从留言中选出的最佳答案吧！
想要查看原问题背景介绍的朋友们可以点击《问：太空望远镜镜面为什么要镀金？》~下面就让我们来看看空少的解答吧！
空少正解
上期我们讲到奥斯卡奖小金人的镀金也换成了美国航天科技使用的镀金技术，也谈到这种镀金技术被应用于太空探测领域，例如太空望远镜主镜片镀金。
下图就是美国宇航局NASA的詹姆斯·韦伯（James Webb）太空望远镜镀金的镜片。这台望远镜的发射一推再推，迄今还没有发射。
詹姆斯•韦伯太空望远镜
镀金技术一直发挥着重要的作用，例如汽车的引擎感应器中集成电路内线路的连接需要镀金工艺。
另一个例子就是问题篇提到的，“艾普纳技术”公司多年来与NASA合作太空项目的镀金业务，在詹姆斯·韦伯太空望远镜当中他们负责的是中红外设备的冷却管，镀金冷却管能够很好地隔绝热辐射，让中红外设备保持在-266℃的工作温度，以更灵敏的探测来自遥远宇宙的红外辐射。艾普纳技术还曾在火星环球勘测者上的激光测高仪作镜面镀金。
回到本期的问题，为什么要给太空望远镜的主镜片镀金呢？
首先，黄金是惰性金属，化学性质也很稳定，几乎不会被氧化，这意味着镀了金的镜面不会失去光泽。
另外，金具有良好导电性与导热性，它能高效地反射光波，减少冷热不均的发生。镜面温差引起的变形会严重损害望远镜成像质量，宇宙中温差极大的环境以及光照更是对材料和设计有很大的要求。
再次，黄金对于红外波段有着极高的反射率，增强镜面的红外线反射能力，有助于探测遥远的天体。这恰好是詹姆斯·韦伯太空望远镜的主要观察波段（工作波长为0.6到28.5微米，即可见光金色段到中红外波段），这台望远镜镜面进行镀金自然更加有意义。下图是预计的哈勃空间望远镜（HST）与韦伯空间望远镜（HDST）对100亿光年外星系探测的清晰度差别。
预计的哈勃空间望远镜（HST）与韦伯空间望远镜（HDST）对100亿光年外星系探测的清晰度差别
空间环境下的镀膜有时对强度要求非常高，可能要在恶劣环境保持高反射度，或者是需要经常的清理望远镜副镜避免出现微小划痕，这需要保留高反射率的同时把镀层做得更硬一些。现代航天镀金工艺可以在保证反射率的情况下让镀金层达到纯金的3倍，这对于航天领域也有帮助。
留言区·精选
@ 太阳不懂爷的黑
詹姆斯韦伯是靠反射红外线吃饭的，镀一层金更容易反射红外线
@ 郑伟光
首先，金作为金属化学性质稳定，在太空中的无氧环境下，不容易发生化学变化。其次，金的物理性质隔热性，延展性，导电率等综合指标优异。第三点，金的分子属性更容易保护内部线路的同时接受红外信号。综合以上，所以镀金是效率最高的手段。
@ 红尘居士
金的化学性质稳定，不易与别的物质发生反应。
感谢大家的支持，我们下期再见！
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