Rob Gutro
译自NASA，2009年3月12日

对于任何太空望远镜来说，反射镜都是关键部件。而詹姆斯·韦伯（James Webb）太空望远镜的反射镜是由一种特殊的元素制成，可以让它抵抗住太空的苛刻条件，并且比当下的任何其他望远镜看得更远\更早。

太空望远镜的反射镜必须要经受太空中极端寒冷的低温，反射率必须要高，还要重量轻且坚固。这正是为韦伯望远镜研制的18块反射镜所具备的品质。

为了收集更多的光线来观测130亿光年以外的星系，韦伯望远镜需要大型镜面，但同时还要足够轻，不能压住把发射它到太空的火箭。解决办法就是，使用铍来制造它。

波尔（Ball）公司的技术人员在检测詹姆斯·韦伯太空望远镜的反射镜。他们在搜寻细毛和尘埃，在反射镜运往NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心的途中，它们有可能落到镜面上。大图请点击（图片提供：NASA/MSFC, E. Given）

　

反射镜的历史及制造

根据定义，反射镜这种物体拥有足够光滑的表面来成象，譬如“平面镜”拥有平坦的表面。曲面镜或者会产生放大或缩小的像，或者可以把光线汇聚到焦点，或者只是扭曲反射的影象。大多数反射镜都是为了可见光而设计的。不过也有在电磁波谱的其他波段工作的反射镜，如X射线、红外、微波，甚至是射电波段。

地面上的反射镜可以用很多材料制造。文艺复兴时期的欧洲用锡汞齐来镀玻璃。镀银的玻璃在1835年发明，是利用硝酸银的化学反应在玻璃表面沉积一薄层金属银。如今，反射镜一般是经由铝（有时用银）直接真空沉积在玻璃底面上的制成的。

　

太空反射镜：什么是铍？

2008年12月，马歇尔太空飞行中心收到了第一批运到的两块反射镜。NASA以及波尔公司的技术人员将反射镜带入飞行中心X射线及低温设施的真空室来进行测试。大图请点击（图片提供：NASA/MSFC, E. Given）

太空望远镜的反射镜需要特殊的材料。铍登场了。铍是一种轻金属（元素符号：Be），许多特征符合韦伯望远镜反射镜面的要求。

铍的颜色是铁灰色，相对于重量来说很坚固，在很大的温度范围内都能保持形态，这正是太空中所要面对的情况。铍还是良好的电导体与热导体，不具有磁性。它也是熔点最高的轻金属之一。

同样有意思的是，不论是在地球上还是在宇宙中，铍都是含量相对稀少的元素，原因是铍的稳定形态既不能在恒星内部的核反应中形成，也不能由大爆炸的核合成造就。相反，当星际气体中的碳与氧原子互相碰撞或是被其他粒子撞击时，原子核间或会碎裂成较轻的元素，如锂、铍和硼。

在地球上，大多数铍元素存在于绿柱石或羟硅铍石等矿物中。它还是海蓝宝石、红绿柱石和祖母绿等珍贵宝石的成分。当下，大多数铍的工业生产是通过氟化铍与镁元素之间的化学反应完成的。

由于轻质且坚固，铍被用于超音速（速度高于声速）飞机以及航天飞机零部件的开发。它还被用于陀螺仪、计算机设备、钟表弹簧以及需要轻质、坚固和外观稳定的设备上。

事实上，铍元素对于植物、动物和人体来说有着很强的毒性。它并非生命的必需品。它实际对于生物不发挥任何作用。由于吸入或吞入铍质尘埃是不健康的，在生产和操作过程中，当与它打交道的时候，必须要采取特殊的防护措施。

　

在何地如何制造铍镜

韦伯望远镜的镜面所使用的铍元素是在犹他州开采提纯的。韦伯反射镜所用的铍类型为“O-30”，是细腻的高纯度粉末。之后粉末被送入不锈钢罐中压成平板。然后拆掉不锈钢罐，将得到的铍块对半剖开，得到两块直径1.3米（4英尺）的镜坯。每块镜坯可以制造出一块子镜，整个韦伯望远镜由18块六边形子镜组成。

经过检验后，镜坯被铸造成最终的形状，并经过抛光和温度测试，以保证它们可以承受住太空中的严酷低温。

与玻璃相比，铍更能承受太空的低温。詹姆斯·韦伯太空望远镜要面对零下240摄氏度（33开尔文）的温度。铍元素的收缩以及变形要小于玻璃，且在如此温度下更能保持均匀。出于同样的理由，斯必泽太空望远镜整个的光学系统是由金属铍制成的。多亏有了铍，詹姆斯·韦伯太空望远镜才能在宇宙中比当下的任何空间望远镜看得更远更早。

詹姆斯·韦伯太空望远镜预计于2013年发射。马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心管理着韦伯望远镜整体的开发。望远镜正由诺斯罗普·格鲁曼（Northrop Grumman）公司建造，是NASA、来自美国的许多合作者、欧洲空间局以及加拿大空间机构的合作项目。

小组的结果刊登在2月19日的在线版《科学》杂志上。

　

译文登载在http://www.astron.sh.cn/yiwen/2009/yw090325-telescope.htm