NASA 測試負熱膨脹合金，加熱縮小特性將革新太空望遠鏡設計

NASA 正在探索一種名為「合金 30」（Alloy 30）的金屬合金，這種合金在加熱時會縮小，這一特性可能對於即將建造的宜居世界天文台（HWO）至關重要。根據 NASA 的說明，金屬在加熱時通常會膨脹，這對於太空望遠鏡來說是一個挑戰，因為組件的變形會影響觀測精度。為了解決這一問題，NASA 已經在詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和計劃於 2027 年發射的南希·葛莉絲·羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope）中使用了能夠補償這些效應的材料。

HWO是NASA在南希·葛莉絲·羅曼太空望遠鏡之後的下一個太空望遠鏡項目，將需要更具韌性的材料來達成其目標。觀測系外行星的過程相當複雜，因為行星的光線在穿過其大氣層或從表面反射時，會受到星光的強烈干擾。為了能夠觀測到這些微弱的光線，HWO需要達到一個一比十億的對比率，這意味著其穩定性必須比詹姆斯·韋伯太空望遠鏡高出1,000倍。

為了實現這一目標，NASA與一家名為ALLVAR的公司合作，研究一種具有負熱膨脹（NTE）特性的合金。根據NASA的說法，這種合金在每升高1°C時，1米長的合金會縮小0.003毫米。這使得合金30能夠在其他材料膨脹時進行補償，進而保持穩定性。

初步測試顯示，ALLVAR成功地製作了一個安裝在鈦合金支架上的測試鏡子，該支架在加熱時會膨脹，而合金30則有效地抵消了這一膨脹，進而保持了鏡子的穩定性。此外，測試還顯示合金30能夠改善被動熱開關的性能，並消除溫度變化對螺栓接頭和紅外光學的負面影響。

NASA表示，合金30的應用潛力不僅限於太空任務，該公司開發的墊圈和間隔器目前已在商業上可用，能夠在極端溫度範圍內保持一致的預載荷，適用於太空和地面環境。