澳大利亞悉尼大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)近日取得了一項(xiàng)突破性成果：無需發(fā)射航天器或派遣宇航員，僅通過地面軟件技術(shù)便成功修復(fù)了詹姆斯?韋布空間望遠(yuǎn)鏡（JWST）的核心儀器，使其觀測精度達(dá)到全新高度。這一創(chuàng)新方案不僅避免了高昂的太空維修成本，更為全球天文觀測設(shè)備的智能化維護(hù)提供了范本。

該團(tuán)隊(duì)聚焦于望遠(yuǎn)鏡的孔徑掩模干涉儀（AMI），這是由悉尼大學(xué)物理學(xué)院彼得?塔特希爾教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的澳大利亞獨(dú)家組件。AMI通過干涉測量技術(shù)，將主鏡不同區(qū)域的光線進(jìn)行合成，能夠捕捉恒星與系外行星的超高分辨率圖像。然而，望遠(yuǎn)鏡投入使用后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)AMI的成像質(zhì)量受到紅外相機(jī)探測器內(nèi)部微小電子畸變的干擾，導(dǎo)致圖像出現(xiàn)類似“散光”的模糊效果。這一難題曾讓科研人員聯(lián)想到哈勃望遠(yuǎn)鏡初期因鏡面缺陷導(dǎo)致的視力問題——當(dāng)時(shí)需通過太空行走才能修復(fù)，而此次若采用類似方案，成本與風(fēng)險(xiǎn)將難以估量。

面對(duì)挑戰(zhàn)，悉尼大學(xué)博士生路易斯?德斯杜瓦與馬克斯?查爾斯在導(dǎo)師指導(dǎo)下，開發(fā)出一套名為AMIGO（孔徑掩模干涉生成觀測系統(tǒng)）的智能算法。該工具結(jié)合數(shù)值模擬與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡在太空環(huán)境中的光學(xué)與電子行為特征。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，探測器存在一種“亮者更胖效應(yīng)”——強(qiáng)光源產(chǎn)生的電荷會(huì)滲入相鄰像素，導(dǎo)致圖像擴(kuò)散。針對(duì)這一現(xiàn)象，他們構(gòu)建了專門算法，通過反向修正電子信號(hào)路徑，成功消除了畸變，使AMI的分辨率恢復(fù)至設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

“我們用代碼替代了螺絲刀。”塔特希爾教授形象地描述這一突破，“這證明澳大利亞的空間科學(xué)創(chuàng)新能力能在全球舞臺(tái)上發(fā)揮關(guān)鍵作用。”修復(fù)后的望遠(yuǎn)鏡迅速展現(xiàn)出驚人實(shí)力：它首次直接成像了一顆暗淡的系外行星，并捕捉到紅褐色矮星圍繞恒星HD 206893運(yùn)行的動(dòng)態(tài)畫面。由查爾斯主導(dǎo)的另一項(xiàng)研究利用AMI的新聚焦能力，獲取了黑洞噴流、木星衛(wèi)星伊奧的火山活動(dòng)，以及沃爾夫-拉葉星WR 137周圍塵埃風(fēng)的清晰圖像，極大拓展了韋布望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)邊界。

德斯杜瓦博士表示：“僅憑軟件方案就能顯著擴(kuò)展望遠(yuǎn)鏡的探測范圍，這種成就感無與倫比?！蹦壳?，他的研究已通過同行評(píng)審，即將發(fā)表于《澳大利亞天文學(xué)會(huì)出版物》，而查爾斯的相關(guān)成果也已上傳至預(yù)印本平臺(tái)arXiv。值得關(guān)注的是，團(tuán)隊(duì)正與全球科研機(jī)構(gòu)共享AMIGO代碼，以最大化韋布望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)產(chǎn)出潛力。這一成果的發(fā)布恰逢望遠(yuǎn)鏡新一輪觀測計(jì)劃啟動(dòng)，為全球天文學(xué)家提供了更強(qiáng)大的研究工具。