悉尼团队在地球敲代码，成功修复NASA百亿美元韦布望远镜

IT之家 11 月 2 日消息，悉尼科学家在未离开地球的情况下，成功修复了美国国家航空航天局（NASA）耗资百亿美元的詹姆斯・韦布空间望远镜（JWST），使其恢复巅峰观测能力。他们利用一款名为 AMIGO 的人工智能软件，消除了因探测器内部微小电子畸变导致的图像模糊问题。

这两位来自澳大利亚悉尼大学的博士生完成了一项曾需依赖航天任务才能实现的壮举：他们在地面通过软件手段，显著提升了人类最先进天文观测设备的成像清晰度。路易斯・德斯杜瓦（Louis Desdoigts）现为荷兰莱顿大学的博士后研究员，其同事马克斯・查尔斯（Max Charles）深受此次成就鼓舞，两人甚至为此共同为他们参与修复的望远镜仪器纹上了纪念文身（见下图）。

他们开发的一项创新性软件解决方案，成功清除了詹姆斯・韦布空间望远镜所拍摄图像中的模糊现象，使该望远镜核心科学仪器之一 —— 孔径掩模干涉仪（AMI）重新恢复至最佳性能状态，彻底避免了昂贵且高风险的在轨维修任务。

这一重大成果建立在韦布望远镜上唯一的澳大利亚设计组件基础之上：孔径掩模干涉仪（Aperture Masking Interferometer, AMI）。该设备由悉尼大学物理学院及悉尼天文学研究所的彼得・塔特希尔教授（Professor Peter Tuthill）团队研发，能够通过干涉测量法，将主镜不同区域收集的光线进行合成，从而实现对恒星和系外行星前所未有的精细成像。

当詹姆斯・韦布望远镜投入运行后，科学家发现其 AMI 仪器的表现受到红外相机探测器内部细微电子畸变的影响。这些畸变导致图像出现轻微模糊，情况类似于哈勃空间望远镜发射初期著名的“视力缺陷”问题 —— 当年该问题最终只能通过宇航员执行太空维修任务才得以解决。

然而，面对类似挑战，德斯杜瓦与查尔斯两位博士生并未选择研制新硬件或筹划代价高昂的救援任务，而是在导师塔特希尔教授以及麦考瑞大学副教授本・波普（Associate Professor Ben Pope）的指导下，开发出一种完全基于软件的校准方法，在地球上实现了远程“修复”。

据IT之家了解，他们研发的工具名为 AMIGO（Aperture Masking Interferometry Generative Observations，孔径掩模干涉生成观测系统），结合先进的数值模拟与神经网络技术，精确复现了望远镜光学系统与电子元件在太空环境中的行为特征。研究团队识别出一种被称为“ brighter-fatter effect（亮者更胖效应）”的现象 —— 即强光源产生的电荷会渗入邻近像素，造成图像扩散。基于此，他们构建了专门算法，有效消除该畸变，使 AMI 仪器重获极致分辨率。

“我们不需要派宇航员去拧螺丝更换部件，而是用代码完成了修复。”塔特希尔教授表示，“这充分展现了澳大利亚在空间科学领域的创新能力如何在全球舞台上发挥关键作用。”

此次修复带来了令人惊叹的科学成果。借助 AMIGO，詹姆斯・韦布空间望远镜实现了有史以来最为锐利的微弱天体探测能力。其中包括直接成像一颗昏暗的系外行星，以及一颗红褐色矮星围绕距离地球约 133 光年的恒星 HD 206893 运行的系统。

另一项由悉尼大学博士生马克斯・查尔斯主导的相关研究进一步验证了 AMI 仪器的全新聚焦能力。研究团队成功获取了高分辨率图像，涵盖一个黑洞喷流、木星卫星伊奥（Io）的火山地表活动，以及沃尔夫-拉叶星 WR 137 周围的尘埃恒星风结构，极大拓展了韦布望远镜的科学边界。

“这项工作让韦布望远镜的‘视野’变得更加清晰。”德斯杜瓦博士表示，“看到仅凭软件方案就能显著扩展望远镜的科学探测范围，而且全程无需踏出实验室一步，这种成就感无与伦比。”

目前，德斯杜瓦博士已获得荷兰莱顿大学 prestigious 的博士后研究职位，开启其国际科研生涯新篇章。

两项研究成果均已发布于预印本平台 arXiv。其中德斯杜瓦博士的论文已完成同行评审，即将发表于《澳大利亚天文学会出版物》（Publications of the Astronomical Society of Australia）。本次新闻发布恰逢詹姆斯・韦布空间望远镜新一轮通用观测者计划（General Observer）、巡天项目（Survey）与档案研究（Archival Research）启动之际。

向 SXSW Sydney 大会报告该成果的本・波普副教授表示，研究团队正积极推动将 AMIGO 代码尽快提供给全球使用韦布望远镜的科研人员，以最大化其科学产出潜力。