距離7月12日發(fā)布NASA詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)的首批全彩圖像只有五天時(shí)間了，但這個(gè)天文臺(tái)是如何找到并鎖定其目標(biāo)的呢？韋伯的精細(xì)制導(dǎo)傳感器(FGS)在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到了這個(gè)特殊的問(wèn)題。(FGS及近紅外成像儀和無(wú)縫隙光譜儀/NIRISS是由加拿大航天局開(kāi)發(fā)的）。

最近，F(xiàn)GS捕捉到了恒星和星系的景象，這為JWST的科學(xué)儀器在未來(lái)幾周、幾個(gè)月和幾年內(nèi)揭示的內(nèi)容提供了一個(gè)誘人的一瞥。

盡管FGS的主要目的是通過(guò)精確的指向?qū)崿F(xiàn)精確的科學(xué)測(cè)量和成像，但它一直都有能力捕捉圖像。當(dāng)它這樣做時(shí)，圖像通常不會(huì)被保留。鑒于L2和地球之間有限的通信帶寬（距離為150萬(wàn)公里），韋伯一次最多只能發(fā)送兩個(gè)科學(xué)儀器的數(shù)據(jù)。然而在5月份為期一周的穩(wěn)定性測(cè)試中，團(tuán)隊(duì)想到有可用的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，因此他們可以保留正在拍攝的圖像。

由此產(chǎn)生的工程測(cè)試圖像有一些粗糙的邊緣特質(zhì)。它并沒(méi)有被優(yōu)化為科學(xué)觀測(cè)，相反，拍攝這些數(shù)據(jù)是為了測(cè)試望遠(yuǎn)鏡在鎖定目標(biāo)方面的能力，但它確實(shí)暗示了望遠(yuǎn)鏡的力量。它帶有韋伯在發(fā)射后的準(zhǔn)備工作中產(chǎn)生的一些特征。明亮的恒星以其六條長(zhǎng)而清晰的衍射尖峰脫穎而出--這是由于韋伯的六面鏡面段造成的效果。在恒星之外，星系幾乎充滿了整個(gè)背景。

根據(jù)韋伯科學(xué)家的說(shuō)法，這一結(jié)果--在32小時(shí)內(nèi)使用72次曝光--是迄今為止拍攝的最深的宇宙圖像之一。當(dāng)FGS的光圈打開(kāi)時(shí)，它不像其他科學(xué)儀器那樣使用彩色濾光片--這意味著不可能以科學(xué)分析所需的嚴(yán)格程度來(lái)研究這張圖像中的星系年齡。但即使在測(cè)試期間捕捉到計(jì)劃外的圖像，F(xiàn)GS也能產(chǎn)生令人驚嘆的宇宙景觀。

“隨著韋伯望遠(yuǎn)鏡取得了比預(yù)期更好的圖像質(zhì)量，在調(diào)試的早期，我們故意將導(dǎo)引器的焦距調(diào)小以幫助確保它們達(dá)到性能要求。當(dāng)拍攝這張圖片時(shí)，我很興奮地看到這些微弱的星系中的所有細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)，”霍尼韋爾航空航天公司韋伯精細(xì)制導(dǎo)傳感器項(xiàng)目科學(xué)家Neil Rowlands指出，“鑒于我們現(xiàn)在知道深廣帶制導(dǎo)器圖像的可能性，也許這種圖像在可行的情況下跟其他觀測(cè)平行拍攝，可以證明在未來(lái)具有科學(xué)意義?！?

由于這張圖片不是以科學(xué)成果為目的而制作的，因此有幾個(gè)特點(diǎn)跟將于7月12日發(fā)布的全分辨率圖片有很大的不同。那些圖像將包括--至少在短時(shí)間內(nèi)--有史以來(lái)捕獲的最深的宇宙圖像。

FGS圖像的顏色采用了跟韋伯的其他工程圖像在整個(gè)調(diào)試過(guò)程中所采用的相同的偏紅顏色方案。此外，在這些曝光過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)“抖動(dòng)”。抖動(dòng)是指在每次曝光之間望遠(yuǎn)鏡都會(huì)稍微重新定位。此外，明亮恒星的中心看起來(lái)是黑色的，因?yàn)樗鼈兪鬼f伯的探測(cè)器飽和，而望遠(yuǎn)鏡的指向并沒(méi)有在曝光過(guò)程中改變，從而以從相機(jī)探測(cè)器的不同像素中捕獲中心。在圖像的邊緣和角落也可以看到不同曝光的重疊幀。

在這項(xiàng)工程測(cè)試中，其目的是鎖定一顆恒星并測(cè)試韋伯能多好地控制其“滾動(dòng)”--從字面上看，韋伯能像飛行中的飛機(jī)一樣向一側(cè)滾動(dòng)。位于馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達(dá)德太空飛行中心的韋伯操作科學(xué)家Jane Rigby表示，這項(xiàng)測(cè)試已成功進(jìn)行--除了產(chǎn)生了一幅激發(fā)科學(xué)家想象力的圖像，他們還將分析韋伯的科學(xué)數(shù)據(jù)。

Rigby表示：“這張圖片中最微弱的星系正是韋伯在其第一年的科學(xué)運(yùn)行中要研究的微弱星系類型?！?

雖然韋伯的四個(gè)科學(xué)儀器將最終揭示該望遠(yuǎn)鏡對(duì)宇宙的新看法，但精細(xì)制導(dǎo)傳感器是一個(gè)將在整個(gè)任務(wù)期間用于每一次韋伯觀測(cè)的儀器。FGS已經(jīng)在對(duì)準(zhǔn)韋伯的光學(xué)器件方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用?，F(xiàn)在，在6月進(jìn)行的第一次真正的科學(xué)觀測(cè)中及一旦科學(xué)運(yùn)作在7月中旬開(kāi)始，它將引導(dǎo)每一次韋伯觀測(cè)到它的目標(biāo)并保持必要的精度，進(jìn)而使韋伯產(chǎn)生關(guān)于恒星、系外行星、星系甚至我們太陽(yáng)系內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)的突破性發(fā)現(xiàn)。