跳到主要內容

MongoDB via Dotnet Core數據映射詳解


用好數據映射，MongoDB via Dotnet Core開發變會成一件超級快樂的事。



 


一、前言


MongoDB這幾年已經成為NoSQL的頭部數據庫。


由於MongoDB free schema的特性，使得它在互聯網應用方面優於常規數據庫，成為了相當一部分大廠的主數據選擇；而它的快速布署和開發簡單的特點，也吸引着大量小開發團隊的支持。


關於MongoDB快速布署，我在15分鐘從零開始搭建支持10w+用戶的生產環境(二)里有寫，需要了可以去看看。


 


作為一個數據庫，基本的操作就是CRUD。MongoDB的CRUD，不使用SQL來寫，而是提供了更簡單的方式。


方式一、BsonDocument方式


BsonDocument方式，適合能熟練使用MongoDB Shell的開發者。MongoDB Driver提供了完全覆蓋Shell命令的各種方式，來處理用戶的CRUD操作。


這種方法自由度很高，可以在不需要知道完整數據集結構的情況下，完成數據庫的CRUD操作。


方式二、數據映射方式


數據映射是最常用的一種方式。準備好需要處理的數據類，直接把數據類映射到MongoDB，並對數據集進行CRUD操作。


 


下面，對數據映射的各個部分，我會逐個說明。


    為了防止不提供原網址的轉載，特在這裏加上原文鏈接：https://www.cnblogs.com/tiger-wang/p/13185605.html


二、開發環境&基礎工程


這個Demo的開發環境是：Mac + VS Code + Dotnet Core 3.1.2。


建立工程：


% dotnet new sln -o demo
The template "Solution File" was created successfully.
% cd demo 
% dotnet new console -o demo
The template "Console Application" was created successfully.

Processing post-creation actions...
Running 'dotnet restore' on demo/demo.csproj...
  Determining projects to restore...
  Restored demo/demo/demo.csproj (in 162 ms).

Restore succeeded.
% dotnet sln add demo/demo.csproj 
Project `demo/demo.csproj` added to the solution.

建立工程完成。


下面，增加包mongodb.driver到工程：


% cd demo
% dotnet add package mongodb.driver
  Determining projects to restore...
info : Adding PackageReference for package 'mongodb.driver' into project 'demo/demo/demo.csproj'.
info : Committing restore...
info : Writing assets file to disk. Path: demo/demo/obj/project.assets.json
log  : Restored /demo/demo/demo.csproj (in 6.01 sec).

項目準備完成。


看一下目錄結構：


% tree .
.
├── demo
│   ├── Program.cs
│   ├── demo.csproj
│   └── obj
│       ├── demo.csproj.nuget.dgspec.json
│       ├── demo.csproj.nuget.g.props
│       ├── demo.csproj.nuget.g.targets
│       ├── project.assets.json
│       └── project.nuget.cache
└── demo.sln

 


mongodb.driver是MongoDB官方的數據庫SDK，從Nuget上安裝即可。


三、Demo準備工作


創建數據映射的模型類CollectionModel.cs，現在是個空類，後面所有的數據映射相關內容會在這個類進行說明：


public class CollectionModel
{
}

並修改Program.cs，準備Demo方法，以及連接數據庫:


class Program
{
    private const string MongoDBConnection = "mongodb://localhost:27031/admin";

    private static IMongoClient _client = new MongoClient(MongoDBConnection);
    private static IMongoDatabase _database = _client.GetDatabase("Test");
    private static IMongoCollection<CollectionModel> _collection = _database.GetCollection<CollectionModel>("TestCollection");

    static async Task Main(string[] args)
    {
        await Demo();
        Console.ReadKey();
    }

    private static async Task Demo()
    {
    }
}

四、字段映射


從上面的代碼中，我們看到，在生成Collection對象時，用到了CollectionModel：


IMongoDatabase _database = _client.GetDatabase("Test");
IMongoCollection<CollectionModel> _collection = _database.GetCollection<CollectionModel>("TestCollection");

這兩行，其實就完成了一個映射的工作：把MongoDB中，Test數據庫下，TestCollection數據集（就是SQL中的數據表），映射到CollectionModel這個數據類中。換句話說，就是用CollectionModel這個類，來完成對數據集TestCollection的所有操作。


 


保持CollectionModel為空，我們往數據庫寫入一行數據：


private static async Task Demo()
{
    CollectionModel new_item = new CollectionModel();
    await _collection.InsertOneAsync(new_item);
}

執行，看一下寫入的數據：


{ 
    "_id" : ObjectId("5ef1d8325327fd4340425ac9")
}

OK，我們已經寫進去一條數據了。因為映射類是空的，所以寫入的數據，也只有_id一行內容。


 


但是，為什麼會有一個_id呢？


1. ID字段


MongoDB數據集中存放的數據，稱之為文檔（Document）。每個文檔在存放時，都需要有一個ID，而這個ID的名稱，固定叫_id。


當我們建立映射時，如果給出_id字段，則MongoDB會採用這個ID做為這個文檔的ID，如果不給出，MongoDB會自動添加一個_id字段。


例如：


public class CollectionModel
{
    public ObjectId _id { get; set; }
    public string title { get; set; }
    public string content { get; set; }
}

和


public class CollectionModel
{
    public string title { get; set; }
    public string content { get; set; }
}

在使用上是完全一樣的。唯一的區別是，如果映射類中不寫_id，則MongoDB自動添加_id時，會用ObjectId作為這個字段的數據類型。


ObjectId是一個全局唯一的數據。


當然，MongoDB允許使用其它類型的數據作為ID，例如：string，int，long，GUID等，但這就需要你自己去保證這些數據不超限並且唯一。


例如，我們可以寫成：


public class CollectionModel
{
    public long _id { get; set; }
    public string title { get; set; }
    public string content { get; set; }
}

 


我們也可以在類中修改_id名稱為別的內容，但需要加一個描述屬性BsonId：


public class CollectionModel
{
    [BsonId]
    public ObjectId topic_id { get; set; }
    public string title { get; set; }
    public string content { get; set; }
}

這兒特別要注意：BsonId屬性會告訴映射，topic_id就是這個文檔數據的ID。MongoDB在保存時，會將這個topic_id轉成_id保存到數據集中。


在MongoDB數據集中，ID字段的名稱固定叫_id。為了代碼的閱讀方便，可以在類中改為別的名稱，但這不會影響MongoDB中存放的ID名稱。


 


修改Demo代碼：


private static async Task Demo()
{
    CollectionModel new_item = new CollectionModel()
    {
        title = "Demo",
        content = "Demo content",
    };
    await _collection.InsertOneAsync(new_item);
}

跑一下Demo，看看保存的結果：


{ 
    "_id" : ObjectId("5ef1e1b1bc1e18086afe3183"), 
    "title" : "Demo", 
    "content" : "Demo content"
}

2. 簡單字段


就是常規的數據字段，直接寫就成。


public class CollectionModel
{
    [BsonId]
    public ObjectId topic_id { get; set; }
    public string title { get; set; }
    public string content { get; set; }
    public int favor { get; set; }
}

保存后的數據：


{ 
    "_id" : ObjectId("5ef1e9caa9d16208de2962bb"), 
    "title" : "Demo", 
    "content" : "Demo content", 
    "favor" : NumberInt(100)
}

3. 一個的特殊的類型 - Decimal


說Decimal特殊，是因為MongoDB在早期，是不支持Decimal的。直到MongoDB v3.4開始，數據庫才正式支持Decimal。


所以，如果使用的是v3.4以後的版本，可以直接使用，而如果是以前的版本，需要用以下的方式：


[BsonRepresentation(BsonType.Double, AllowTruncation = true)]
public decimal price { get; set; }

其實就是把Decimal通過映射，轉為Double存儲。


4. 類字段


把類作為一個數據集的一個字段。這是MongoDB作為文檔NoSQL數據庫的特色。這樣可以很方便的把相關的數據組織到一條記錄中，方便展示時的查詢。


我們在項目中添加兩個類Contact和Author：


public class Contact
{
    public string mobile { get; set; }
}

public class Author
{
    public string name { get; set; }
    public List<Contact> contacts { get; set; }
}

然後，把Author加到CollectionModel中：


public class CollectionModel
{
    [BsonId]
    public ObjectId topic_id { get; set; }
    public string title { get; set; }
    public string content { get; set; }
    public int favor { get; set; }
    public Author author { get; set; }
}

嗯，開始變得有點複雜了。


完善Demo代碼：


private static async Task Demo()
{
    CollectionModel new_item = new CollectionModel()
    {
        title = "Demo",
        content = "Demo content",
        favor = 100,
        author = new Author
        {
            name = "WangPlus",
            contacts = new List<Contact>(),
        }
    };

    Contact contact_item1 = new Contact()
    {
        mobile = "13800000000",
    };
    Contact contact_item2 = new Contact()
    {
        mobile = "13811111111",
    };
    new_item.author.contacts.Add(contact_item1);
    new_item.author.contacts.Add(contact_item2);

    await _collection.InsertOneAsync(new_item);
}

保存的數據是這樣的：


{ 
    "_id" : ObjectId("5ef1e635ce129908a22dfb5e"), 
    "title" : "Demo", 
    "content" : "Demo content", 
    "favor" : NumberInt(100),
    "author" : {
        "name" : "WangPlus", 
        "contacts" : [
            {
                "mobile" : "13800000000"
            }, 
            {
                "mobile" : "13811111111"
            }
        ]
    }
}

這樣的數據結構，用着不要太爽！


5. 枚舉字段


枚舉字段在使用時，跟類字段相似。


創建一個枚舉TagEnumeration：


public enum TagEnumeration
{
    CSharp = 1,
    Python = 2,
}

加到CollectionModel中：


public class CollectionModel
{
    [BsonId]
    public ObjectId topic_id { get; set; }
    public string title { get; set; }
    public string content { get; set; }
    public int favor { get; set; }
    public Author author { get; set; }
    public TagEnumeration tag { get; set; }
}

修改Demo代碼：


private static async Task Demo()
{
    CollectionModel new_item = new CollectionModel()
    {
        title = "Demo",
        content = "Demo content",
        favor = 100,
        author = new Author
        {
            name = "WangPlus",
            contacts = new List<Contact>(),
        },
        tag = TagEnumeration.CSharp,
    };
    /* 後邊代碼略過 */
}

運行后看數據：


{ 
    "_id" : ObjectId("5ef1eb87cbb6b109031fcc31"), 
    "title" : "Demo", 
    "content" : "Demo content", 
    "favor" : NumberInt(100), 
    "author" : {
        "name" : "WangPlus", 
        "contacts" : [
            {
                "mobile" : "13800000000"
            }, 
            {
                "mobile" : "13811111111"
            }
        ]
    }, 
    "tag" : NumberInt(1)
}

在這裏，tag保存了枚舉的值。


我們也可以保存枚舉的字符串。只要在CollectionModel中，tag聲明上加個屬性：


public class CollectionModel
{
    [BsonId]
    public ObjectId topic_id { get; set; }
    public string title { get; set; }
    public string content { get; set; }
    public int favor { get; set; }
    public Author author { get; set; }
    [BsonRepresentation(BsonType.String)]
    public TagEnumeration tag { get; set; }
}

數據會變成：


{ 
    "_id" : ObjectId("5ef1ec448f1d540919d15904"), 
    "title" : "Demo", 
    "content" : "Demo content", 
    "favor" : NumberInt(100), 
    "author" : {
        "name" : "WangPlus", 
        "contacts" : [
            {
                "mobile" : "13800000000"
            }, 
            {
                "mobile" : "13811111111"
            }
        ]
    }, 
    "tag" : "CSharp"
}

6. 日期字段


日期字段會稍微有點坑。


這個坑其實並不源於MongoDB，而是源於C#的DateTime類。我們知道，時間根據時區不同，時間也不同。而DateTime並不準確描述時區的時間。


我們先在CollectionModel中增加一個時間字段：


public class CollectionModel
{
    [BsonId]
    public ObjectId topic_id { get; set; }
    public string title { get; set; }
    public string content { get; set; }
    public int favor { get; set; }
    public Author author { get; set; }
    [BsonRepresentation(BsonType.String)]
    public TagEnumeration tag { get; set; }
    public DateTime post_time { get; set; }
}

修改Demo：


private static async Task Demo()
{
    CollectionModel new_item = new CollectionModel()
    {
        /* 前邊代碼略過 */
        post_time = DateTime.Now, /* 2020-06-23T20:12:40.463+0000 */
    };
    /* 後邊代碼略過 */
}

運行看數據：


{ 
    "_id" : ObjectId("5ef1f1b9a75023095e995d9f"), 
    "title" : "Demo", 
    "content" : "Demo content", 
    "favor" : NumberInt(100), 
    "author" : {
        "name" : "WangPlus", 
        "contacts" : [
            {
                "mobile" : "13800000000"
            }, 
            {
                "mobile" : "13811111111"
            }
        ]
    }, 
    "tag" : "CSharp", 
    "post_time" : ISODate("2020-06-23T12:12:40.463+0000")
}

對比代碼時間和數據時間，會發現這兩個時間差了8小時 - 正好的中國的時區時間。


 


MongoDB規定，在數據集中存儲時間時，只會保存UTC時間。


如果只是保存（像上邊這樣），或者查詢時使用時間作為條件（例如查詢post_time < DateTime.Now的數據）時，是可以使用的，不會出現問題。


但是，如果是查詢結果中有時間字段，那這個字段，會被DateTime默認設置為DateTimeKind.Unspecified類型。而這個類型，是無時區信息的，輸出显示時，會造成混亂。


為了避免這種情況，在進行時間字段的映射時，需要加上屬性：


[BsonDateTimeOptions(Kind = DateTimeKind.Local)]
public DateTime post_time { get; set; }

這樣做，會強制DateTime類型的字段為DateTimeKind.Local類型。這時候，從显示到使用就正確了。


 


但是，別高興的太早，這兒還有一個但是。


這個但是是這樣的：數據集中存放的是UTC時間，跟我們正常的時間有8小時時差，如果我們需要按日統計，比方每天的銷售額/點擊量，怎麼搞？上面的方式，解決不了。


當然，基於MongoDB自由的字段處理，可以把需要統計的字段，按年月日時分秒拆開存放，像下面這樣的：


class Post_Time
{
    public int year { get; set; }
    public int month { get; set; }
    public int day { get; set; }
    public int hour { get; set; }
    public int minute { get; set; }
    public int second { get; set; }
}

能解決，但是Low哭了有沒有？


 


下面，終極方案來了。它就是：改寫MongoDB中對於DateTime字段的序列化類。噹噹當～～～


先創建一個類MyDateTimeSerializer：


public class MyDateTimeSerializer : DateTimeSerializer
{
    public override DateTime Deserialize(BsonDeserializationContext context, BsonDeserializationArgs args)
    {
        var obj = base.Deserialize(context, args);
        return new DateTime(obj.Ticks, DateTimeKind.Unspecified);
    }
    public override void Serialize(BsonSerializationContext context, BsonSerializationArgs args, DateTime value)
    {
        var utcValue = new DateTime(value.Ticks, DateTimeKind.Utc);
        base.Serialize(context, args, utcValue);
    }
}

代碼簡單，一看就懂。


注意，使用這個方法，上邊那個對於時間加的屬性[BsonDateTimeOptions(Kind = DateTimeKind.Local)]一定不要添加，要不然就等着哭吧:P


創建完了，怎麼用？


如果你只想對某個特定映射的特定字段使用，比方只對CollectionModel的post_time字段來使用，可以這麼寫：


[BsonSerializer(typeof(MyDateTimeSerializer))]
public DateTime post_time { get; set; }

或者全局使用：


BsonSerializer.RegisterSerializer(typeof(DateTime), new MongoDBDateTimeSerializer());

BsonSerializer是MongoDB.Driver的全局對象。所以這個代碼，可以放到使用數據庫前的任何地方。例如在Demo中，我放在Main里了：


static async Task Main(string[] args)
{
    BsonSerializer.RegisterSerializer(typeof(DateTime), new MyDateTimeSerializer());

    await Demo();
    Console.ReadKey();
}

這回看數據，數據集中的post_time跟當前時間显示完全一樣了，你統計，你分組，可以隨便霍霍了。


7. Dictionary字段


這個需求很奇怪。我們希望在一個Key-Value的文檔中，保存一個Key-Value的數據。但這個需求又是真實存在的，比方保存一個用戶的標籤和標籤對應的命中次數。


數據聲明很簡單：


public Dictionary<string, int> extra_info { get; set; }

MongoDB定義了三種保存屬性：Document、ArrayOfDocuments、ArrayOfArrays，默認是Document。


屬性寫法是這樣的：


[BsonDictionaryOptions(DictionaryRepresentation.ArrayOfDocuments)]
public Dictionary<string, int> extra_info { get; set; }

這三種屬性下，保存在數據集中的數據結構有區別。


DictionaryRepresentation.Document：


{ 
    "extra_info" : {
        "type" : NumberInt(1), 
        "mode" : NumberInt(2)
    }
}

DictionaryRepresentation.ArrayOfDocuments：


{ 
    "extra_info" : [
        {
            "k" : "type", 
            "v" : NumberInt(1)
        }, 
        {
            "k" : "mode", 
            "v" : NumberInt(2)
        }
    ]
}

DictionaryRepresentation.ArrayOfArrays：


{ 
    "extra_info" : [
        [
            "type", 
            NumberInt(1)
        ], 
        [
            "mode", 
            NumberInt(2)
        ]
    ]
}

這三種方式，從數據保存上並沒有什麼區別，但從查詢來講，如果這個字段需要進行查詢，那三種方式區別很大。


如果採用BsonDocument方式查詢，DictionaryRepresentation.Document無疑是寫着最方便的。


如果用Builder方式查詢，DictionaryRepresentation.ArrayOfDocuments是最容易寫的。


DictionaryRepresentation.ArrayOfArrays就算了。數組套數組，查詢條件寫死人。


我自己在使用時，多數情況用DictionaryRepresentation.ArrayOfDocuments。


五、其它映射屬性


上一章介紹了數據映射的完整內容。除了這些內容，MongoDB還給出了一些映射屬性，供大家看心情使用。


1. BsonElement屬性


這個屬性是用來改數據集中的字段名稱用的。


看代碼：


[BsonElement("pt")]
public DateTime post_time { get; set; }

在不加BsonElement的情況下，通過數據映射寫到數據集中的文檔，字段名就是變量名，上面這個例子，字段名就是post_time。


加上BsonElement后，數據集中的字段名會變為pt。


2. BsonDefaultValue屬性


看名稱就知道，這是用來設置字段的默認值的。


看代碼：


[BsonDefaultValue("This is a default title")]
public string title { get; set; }

當寫入的時候，如果映射中不傳入值，則數據庫會把這個默認值存到數據集中。


3. BsonRepresentation屬性


這個屬性是用來在映射類中的數據類型和數據集中的數據類型做轉換的。


看代碼：


[BsonRepresentation(BsonType.String)]
public int favor { get; set; }

這段代表表示，在映射類中，favor字段是int類型的，而存到數據集中，會保存為string類型。


前邊Decimal轉換和枚舉轉換，就是用的這個屬性。


4. BsonIgnore屬性


這個屬性用來忽略某些字段。忽略的意思是：映射類中某些字段，不希望被保存到數據集中。


看代碼：


[BsonIgnore]
public string ignore_string { get; set; }

這樣，在保存數據時，字段ignore_string就不會被保存到數據集中。


六、總結


數據映射本身沒什麼新鮮的內容，但在MongoDB中，如果用好了映射，開發過程從效率到爽的程度，都不是SQL可以相比的。正所謂：


一入Mongo深似海，從此SQL是路人。


 


謝謝大家！


（全文完）


 


本文的配套代碼在https://github.com/humornif/Demo-Code/tree/master/0015/demo


 


 









微信公眾號：老王Plus

掃描二維碼，關注個人公眾號，可以第一時間得到最新的個人文章和內容推送

本文版權歸作者所有，轉載請保留此聲明和原文鏈接
本站聲明:網站內容來源於博客園,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理



【其他文章推薦】



※網頁設計一頭霧水該從何著手呢? 台北網頁設計公司幫您輕鬆架站!



※網頁設計公司推薦不同的風格，搶佔消費者視覺第一線



※Google地圖已可更新顯示潭子電動車充電站設置地點!!



※廣告預算用在刀口上，台北網頁設計公司幫您達到更多曝光效益



※別再煩惱如何寫文案,掌握八大原則!


Orignal From: MongoDB via Dotnet Core數據映射詳解

留言

張貼留言

這個網誌中的熱門文章

Python 併發總結，多線程，多進程，異步IO

1 測量函數運行時間 import time def profile(func): def wrapper(*args, ** kwargs): import time start = time.time() func( *args, ** kwargs) end = time.time() print ' COST: {} ' .format(end - start) return wrapper @profile def fib(n): if n<= 2 : return 1 return fib(n-1) + fib(n-2 ) fib( 35 )   2 啟動多個線程，並等待完成   2.1 使用threading.enumerate() import threading for i in range(2 ): t = threading.Thread(target=fib, args=(35 ,)) t.start() main_thread = threading.currentThread() for t in threading.enumerate(): if t is main_thread: continue t.join()   2.2 先保存啟動的線程 threads = [] for i in range(5 ): t = Thread(target=foo, args= (i,)) threads.append(t) t.start() for t in threads: t.join()   3 使用信號量，限制同時能有幾個線程訪問臨界區 from threading import Semaphore import time sema = Semaphor...
張貼留言
閱讀完整內容

高雄十大包子名店出爐

, 圖文：吳恩文 高雄包子大賽落幕了，我只能就我個人意見， 介紹一下前十名這些包子，但是不能代表其他四位評審的意見，雖然身為評審長，我通常不會第一個表示意見，以免影響其他評審， 我主要工作是負責發問。   這次參賽的素包子很少，而且都不夠細致，又偏油，我不愛， 但是第一名的甜芝麻包－熔岩黑金包，竟然是素食得名－ 漢來蔬食巨蛋店。   這包子賣相太好，竹炭粉的黑色外皮刷上金粉，一上桌，眾人驚呼， 搶拍照，內餡是芝麻餡，混一點花生醬增稠，加入白糖芝麻油， 熔岩爆漿的程度剛剛好，我一直以為芝麻要配豬油才行、 但是選到好的黑芝麻油一樣不減香醇， 當下有二位評審就想宅配回家。   尤其特別的是，黑芝麻餡室溫易化，師傅必須要輪班躲在冷藏室內， 穿著大外套才能包，一天包不了多少，我笑說，漢來美食，集團餐廳那麼多，實力雄厚，根本是「 奧運選手報名參加村裡運動會」嘛，其他都是小包子店啊， 但是沒辦法，顯然大家都覺得它好看又好吃， 目前限定漢來蔬食高雄巨蛋店，二顆88元，可以冷凍宅配， 但是要排一陣子，因為供不應求，聽說，四月份， 台北sogo店開始會賣。   第二名的包子，左營寬來順早餐店，顯然平易近人的多，一顆肉包， 十塊錢，是所有參賽者中最便宜的，當然，個頭也小， 它的包子皮明顯和其他不同，灰灰的老麵，薄但紮實有嚼勁， 肉餡新鮮帶汁，因為打了些水，味道極其簡單，就是蔥薑，塩， 香油，薑味尤其明顯，是老眷村的味道， 而特別的是老闆娘是台灣本省人， 當年完全是依據眷村老兵的口味一步一步調整而來，沒有加什麼糖、 五香粉，胡椒粉，油蔥酥。就是蔥薑豬肉和老麵香，能得名， 應該是它的平實無華，鮮美簡單，打動人心。   這是標準的心靈美食，可以撫慰人心，得名之前，寛來順已經天天排隊，現在，恐怕要排更久了， 建議大家六七點早點上門。   第三名，「專十一」很神奇，我記得比賽最後， 大家連吃了幾家不能引起共鳴的包子，有些累，到了專十一， 就坐著等包子，其他評審一吃，就催我趕快試，我一吃， 也醒了大半。   它的包子皮厚薄適中，但是高筋麵粉高些，老麵加一點點酵母， 我心中，它的皮屬一屬二，至於餡又多又好吃，蛋黃還是切丁拌入， 不是整顆放，吃起來「美味、均衡、飽滿」。一顆二十元。   老闆是陸軍專科十一期畢業取名專十一，...
張貼留言
閱讀完整內容

韋伯連續劇終於更新 期待第一季順利完結

　　地球天文學界的跳票大王詹姆斯·韋伯空間望遠鏡 (James Webb Space Telescope，縮寫為 JWST)自 1996 年以來斷斷續續不按劇本演出的連續劇終於讓焦慮的觀眾們又等到了一次更新：五層遮陽罩測試順利完成。 裝配完成的韋伯望遠鏡與好夥伴遮陽罩同框啦。Credit: NASA 　　嚴格的測試是任何空間任務順利成功的重中之重。遮陽罩，這個韋伯望遠鏡異常重要的親密夥伴，要是無法正常運轉的話，韋伯的這一季天文界連續劇說不準就要一直拖更了。 　　詹姆斯·韋伯空間望遠鏡是歷史上造出的最先進的空間望遠鏡。它不僅是一架紅外望遠鏡，還具有特別高的靈敏度。但想要達到辣么高的靈敏度來研究系外行星和遙遠的宇宙童年，韋伯童鞋必須非常"冷靜"，體溫升高的話，靈敏度會大大折損。這個時候，遮陽罩就要大顯身手啦。 　　遮陽罩在韋伯的設計中至關重要。韋伯望遠鏡會被發射到拉格朗日 L2 點，運行軌道很高，遠離太陽、地球與月球。太陽是韋伯的主要熱量干擾的來源，其次是地球與月球。遮陽罩會有效阻斷來自這三大熱源的能量並保護韋伯維持在工作溫度正常運轉。這個工作溫度指的是零下 220 攝氏度(-370 華氏度；50 開爾文)。 上圖中我們可以看出，韋伯望遠鏡的配置大致可分為兩部分：紅色較熱的一面溫度為 85 攝氏度，藍色較冷的一面溫度達到零下 233 攝氏度。紅色的這部分中，儀器包括太陽能板、通信設備、計算機、以及轉向裝置。藍色部分的主要裝置包括鏡面、探測器、濾光片等。Credit: STSci. 　　遮陽罩的那一部分和望遠鏡的鏡面這部分可以產生非常極端的溫差。遮陽的這面溫度可以達到 110 攝氏度，足以煮熟雞蛋，而背陰處的部分溫度極低，足以凍結氧氣。 　　工程師們剛剛完成了五層遮陽罩的測試，按照韋伯在 L2 時的運行狀態安裝了遮陽罩。L2 距離地球約 160 萬公里。NASA 表示這些測試使用了航天器的自帶系統來展開遮陽罩，測試目前都已成功完成。韋伯望遠鏡遮陽罩負責人 James Cooper 介紹說這是遮陽罩"第一次在望遠鏡系統的电子設備的控制下展開。儘管這個任務非常艱巨，難度高，但測試順利完成，遮陽罩展開時的狀態非常驚艷"。 　　遮陽罩由五層 Kapton 製成。Kapton 是一種聚酰亞胺薄膜材料， 耐高溫絕...
張貼留言
閱讀完整內容