詹姆斯·韦伯空间望远镜微陨石损伤的首张图像

根据一份关于该航天器性能的NASA报告，今年5月撞击詹姆斯·韦伯太空望远镜的微陨石造成的损坏比预期要严重得多，并将对其观测产生持久影响。相比之下，该航天器在运行的头六个月中的其他微陨石撞击的影响微乎其微。

该报告包含一张图像，显示了该天文台主镜一个名为C3的六边形镜面部分受到的损坏。“2022年5月22日至24日之间发生的单次微陨石撞击，其造成的损坏超出了发射前对单次微陨石撞击的预期，”NASA报告称。

主镜的性能取决于其变形入射星光的能力，并通过一个称为波前误差均方根（RMS）的量来衡量。在任务开始时，C3镜面的波前误差为56纳米RMS，与其他17个镜面相似。撞击使C3的波前误差增加到258纳米RMS。

航天器工程师可以改变每个镜面的位置和曲率，并以此将误差减小到178纳米RMS。这使得整个主镜的误差有了可测量的影响。报告称：“然而，在整个望远镜层面，这种影响很小，因为只影响了望远镜的一小部分区域。”

JWST团队表示，这次撞击使整个主镜的误差增加了约59纳米RMS。“比之前最好的波前误差RMS值高约5-10纳米RMS。”这完全在团队希望达到的性能极限之内。

尽管如此，这次撞击也引发了对JWST运行空间环境性质的疑问。这是距离地球约一百万公里的一处太空点，太阳、月球和地球的引力场在此达到平衡，因此提供了一个相对稳定的位置。

在任务之前，工程师预计该航天器每月会受到一次微陨石撞击，其质量微乎其微。在已发生的撞击中，“有五次影响微乎其微，总共使整体波前误差增加了不到1纳米，”报告称。另外19次撞击并未对波前误差产生任何可检测到的影响。但有一次撞击要大得多。

镜面图像

一个重要的问题是，航天器是运气不好撞上了如此高能量的微陨石，还是航天器比人们想象的更容易受到影响，抑或是这些物体比预期的更常见。未来撞击的发生率和性质将是回答这个问题的关键因素。

与此同时，NASA正在考虑防止进一步损坏的选项，例如调整航天器的指向以尽量减少撞击几率，例如将镜面背对行进方向。

在其他方面，该天文台的表现良好。报告称：“几乎在所有方面，JWST的科学表现都超出了预期。”

发射过程涉及约344个单点故障，其中大部分与发射有关。报告称，现在只剩下49个，其中15个与科学仪器相关，但即使发生也不会导致任务终止。其余大部分是航天器常见的情况，例如只有一套燃料箱和一个高增益天线。

报告总结道：“该望远镜和仪器套件已经展示了从近地小行星到最遥远星系的观测所需的光谱范围、灵敏度、稳定性和图像质量，这些观测将通过改变我们对宇宙的理解。”

参考：JWST科学性能调试表征：arxiv.org/abs/2207.05632