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空少問答
小課堂
第六十六期
3
月
12
日
周
一
答：太空望遠鏡鏡面為什麼要鍍金？
上週六，空少為大家留了1個問題，來看看空少的解答以及從留言中選出的最佳答案吧！
想要查看原問題背景介紹的朋友們可以點擊《問：太空望遠鏡鏡面為什麼要鍍金？》~下面就讓我們來看看空少的解答吧！
空少正解
上期我們講到奧斯卡獎小金人的鍍金也換成了美國航天科技使用的鍍金技術，也談到這種鍍金技術被應用於太空探測領域，例如太空望遠鏡主鏡片鍍金。
下圖就是美國宇航局NASA的詹姆斯·韋伯（James Webb）太空望遠鏡鍍金的鏡片。這臺望遠鏡的發射一推再推，迄今還沒有發射。
詹姆斯•韋伯太空望遠鏡
鍍金技術一直髮揮著重要的作用，例如汽車的引擎感應器中集成電路內線路的連接需要鍍金工藝。
另一個例子就是問題篇提到的，“艾普納技術”公司多年來與NASA合作太空項目的鍍金業務，在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡當中他們負責的是中紅外設備的冷卻管，鍍金冷卻管能夠很好地隔絕熱輻射，讓中紅外設備保持在-266℃的工作溫度，以更靈敏的探測來自遙遠宇宙的紅外輻射。艾普納技術還曾在火星環球勘測者上的激光測高儀作鏡面鍍金。
回到本期的問題，為什麼要給太空望遠鏡的主鏡片鍍金呢？
首先，黃金是惰性金屬，化學性質也很穩定，幾乎不會被氧化，這意味著鍍了金的鏡面不會失去光澤。
另外，金具有良好導電性與導熱性，它能高效地反射光波，減少冷熱不均的發生。鏡面溫差引起的變形會嚴重損害望遠鏡成像質量，宇宙中溫差極大的環境以及光照更是對材料和設計有很大的要求。
再次，黃金對於紅外波段有著極高的反射率，增強鏡面的紅外線反射能力，有助於探測遙遠的天體。這恰好是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的主要觀察波段（工作波長為0.6到28.5微米，即可見光金色段到中紅外波段），這臺望遠鏡鏡面進行鍍金自然更加有意義。下圖是預計的哈勃空間望遠鏡（HST）與韋伯空間望遠鏡（HDST）對100億光年外星系探測的清晰度差別。
預計的哈勃空間望遠鏡（HST）與韋伯空間望遠鏡（HDST）對100億光年外星系探測的清晰度差別
空間環境下的鍍膜有時對強度要求非常高，可能要在惡劣環境保持高反射度，或者是需要經常的清理望遠鏡副鏡避免出現微小劃痕，這需要保留高反射率的同時把鍍層做得更硬一些。現代航天鍍金工藝可以在保證反射率的情況下讓鍍金層達到純金的3倍，這對於航天領域也有幫助。
留言區·精選
@ 太陽不懂爺的黑
詹姆斯韋伯是靠反射紅外線吃飯的，鍍一層金更容易反射紅外線
@ 鄭偉光
首先，金作為金屬化學性質穩定，在太空中的無氧環境下，不容易發生化學變化。其次，金的物理性質隔熱性，延展性，導電率等綜合指標優異。第三點，金的分子屬性更容易保護內部線路的同時接受紅外信號。綜合以上，所以鍍金是效率最高的手段。
@ 紅塵居士
金的化學性質穩定，不易與別的物質發生反應。
感謝大家的支持，我們下期再見！
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