哈勃三十年,科學星空的守望者(下)——永不磨滅的科學探索精神

哈勃望遠鏡的設計服役年限是15年,而無論天文學家還是普通天文愛好者都沒想到,到今天哈勃已經服役了整整30年。

這可真真是活久見啊。

哈勃能夠超期服役與全世界天文愛好者的關心有著密切關係。哈勃的貢獻已經遠遠超出了它帶來的科學成果,它不僅僅是一座天文觀測儀器,而是一個符號,一座豐碑。為了給哈勃續命,NASA先後五次對哈勃望遠鏡進行了在軌大修。

在太空工作環境中,哈勃望遠鏡時時刻刻都在承受宇宙輻射的影響,系統設備老化非常很快。再加上哈勃望遠鏡的工作時間安排得滿滿當當,對哈勃而言,996算什麼?007那才是起步價。超強的工作強度對星載設備是個巨大的考驗。

所以在哈勃望遠鏡1993年經歷第一次維修後,NASA分別於1997年、1999年、2002年以及2009年,先後對哈勃太空望遠鏡進行了4次較大規模的維修。哈勃空間望遠鏡的維修涵蓋了方方面面:

升級計算機系統

維修或更換陀螺儀(至關重要)

更換太陽能電池板以及蓄電池

攝影的終端設備和信號處理系統

儘管後續的維修任務沒有第一次維修那樣的戲劇化,但每一次空間大維修都給哈勃太空望遠鏡注入了新的生命力,每一次維修都為哈勃帶來更多的技能。

經過5次改進之後,它依然是站在科研第一線上最先進、最得心應手、質量最高的天文附屬設備。由於5次維護,哈勃望遠鏡得到一次次升級,它的功能能夠滿足全世界天文學家的科研需求。

由於篇幅有限,本篇文章只介紹1993年第一次在軌維護。這次維護也最為傳奇,最為人們津津樂道。


好事多磨流年不利


哈勃望遠鏡的原定發射時間是1983年,但是隨著項目逐漸鋪開,NASA發現最初預算已經捉襟見肘了,被套牢的NASA不得不向這個“燙手的山芋”中繼續投錢。技術和經費的困難使哈勃的發射時間一推再推。

到了1985年12月,隨著哈勃的各部分於陸續到位並完成組裝,在一系列測試後,哈勃望遠鏡終於宣告建造完成。此時時間已經到了1986年,NASA決定當年用“航天飛機”將哈勃望遠鏡送入590公里的近地軌道上。

1986年!!!這是個不平凡的年份。從1984年到1988年,這五年是美國航天的低谷:

1984年2月3日,德爾塔2914火箭發射一箭雙星失敗,不過這兩顆星由航天飛機回收到地面,也算半個成功吧;其中的“西聯星6號”修好之後,改名為“亞洲1號”通信衛星,在1990年4月由我們長3火箭重新發射入軌;

1984年6月9日,宇宙神火箭發射“國際通信衛星5號星”,改進型“半人馬座”上面級液氧貯箱洩露,衛星未能進入同步軌道;

1985年8月28日,大力神34D火箭在加州范登堡空軍基地發射大型軍用衛星,芯級發動機提前關鍵導致衛星未能入軌;

1986年1月28日,“挑戰者”號航天飛機從肯尼迪航天中心起飛,執行航天飛機第25次飛行,由於O型密封圈失效,發射59秒後航天飛機凌空解體;

1986年4月18日,大力神34D火箭在加州范登堡空軍基地發射“鎖眼-11”衛星,升空幾秒鐘後發生爆炸。這次爆炸還摧毀了基地的發射臺和價值3億多美元衛星,火箭爆炸就發生在發射場上空,美國民眾為之震動;

1986年5月3日,德爾塔(DSV-3P)發射“地球靜止環境業務衛星7號星”,火箭起飛71秒後箭體結構振動導致電氣控制系統的導線遭到機械損壞而短路,火箭一級主發動機提前關機,火箭失控自毀;

1987年3月26日,宇宙神火箭發射“美國艦隊通信衛星”,在火箭起飛45秒左右遭受雷擊,電壓浪湧感應彈載計算機,文獻說這次電湧感應改變了內存中的一個字節,在錯誤指令的引導下火箭橫向飛行,不得不啟動自毀;

1988年9月2日,范登堡空軍基地發射大力神34D火箭再次失敗,衛星因為過渡級故障未能入軌。

這些還不包括衛星和航天飛機出的故障。事實上,單就航天飛機來說,每次飛行都會多多少少大大小小地會出一些故障,這還僅僅只是shuttle官網公佈的。特別是“挑戰者”航天飛機解體,使航天飛機飛行計劃被凍結了長達32個月,哈勃望遠鏡的發射日程因此被推遲到了1990年。

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1990年4月24日,歷經20多年的波折和數次幾近胎死腹中的磨難,哈勃望遠鏡終於成功而安全地上天了。美國人想不到的是,更大更多的麻煩將接踵而至


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航天飛機機械臂釋放哈勃望遠鏡,釋放後“哈勃”向航天飛機後方慢慢飄去

哈勃升空後隨即給宇航員開了個大大的玩笑,入軌後的哈勃有一個太陽能帆板沒有按計劃展開,這就意味著哈勃有可能面臨供電不足的尷尬境地,衛星電池耗盡後將成為太空垃圾。衛星在軌最怕出現的問題之一就是供電故障,沒有任何能量來源,自救的機會都沒有。

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望遠鏡供電系統由體外伸展開的兩片太陽能電池板和望遠鏡內所攜帶的六個蓄電池組成。在望遠鏡朝陽的情況下,太陽能電池板能夠提供2.4千瓦電能,供望遠鏡各系統工作以及為六個蓄電池充電,以備在背陽情況下各系統能夠正常工作。

好在這個時候航天飛機還沒跑路,為了維修這片太陽能帆板,NASA臨時安排了 一次太空行走,然而正當宇航員準備出艙時,未展開的那片太陽能帆板自己慢慢展開了。

這好像是頑皮的哈勃望遠鏡在興奮地上天后,給我們開的一個玩笑。

宇航員們不知道,這個公共汽車般大小的“易拉罐”,將會在後面給他們帶來數不盡的麻煩。和後面的麻煩相比,這次太陽能電池板故障只能算是個開胃菜。


貪小便宜吃大虧


哈勃升空後全世界的人都期待著它碩大的“眼睛”傳回的宇宙圖像。終於,5月20日,哈勃望遠鏡向地面傳回了第一張照片,讓所有人大跌眼鏡的是,這張舉世矚目的照片居然是糊的:


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點光源的影像被擴散成超過直徑1弧秒(1度的1/3600)的圓,而設計要求是集中在直徑0.1 弧秒(1度的1/36000)之內。瞧,這個誤差足足大了一個數量級,圖為維修前Hubble望遠鏡拍攝的M100星系照片,NASA拍攝的初始照片都是黑白色的


這種質量的照片甚至遠不如地面天文臺拍出的照片清晰,心中的期待與現實的巨大反差,讓所有人心涼到了極點。但是NASA工程師還存有僥倖,萬一是因為沒有對焦呢?通過對哈勃望遠鏡進行不斷調焦,NASA依然得不到清晰的圖像,這說明問題不是出在軟件上,而是硬件(光學系統)上。


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1979年5月,在康涅狄格州丹柏立的Perkin-Elmer公司拋光中的哈勃主鏡。出現在圖中的是服務於珀金埃爾默的工程師馬丁椰林博士。這張主鏡是望遠鏡中最關鍵的部分


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一般的望遠鏡,鏡子在拋光之後的準確性大約是可見光波長的十分之一,但是因為空間望遠鏡觀測的範圍是從紫外線到近紅外線,所以需要比以前的望遠鏡高十倍的解析力,它的鏡子在拋光後的精度要達到可見光波長的二十分之一,也就是大約頭髮絲直徑的1/3000。照片攝於1979年PerkinElmer公司Wilton工廠


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在28個月的研磨和拋光過程中,從鏡片前部上磨掉了大約90公斤的材料,以使鏡片表面具有合適的曲率。鏡片中間圓孔由一塊金屬板覆蓋,屆時在太空中來自望遠鏡副鏡的光將通過該孔


NASA在排查故障發現2.4米的主反射鏡存在1.3mm的偏差,故障排查到根源,發現磨製望遠鏡鏡片的加工模具被裝偏了1.3mm,因此磨製出來的鏡片也就出現了1.3mm的偏差,鏡片邊緣過於平坦,導致進入望遠鏡的光線不能全部聚焦,出現成像模糊。這一缺陷使得哈勃望遠鏡只能看清40億光年的物體,而無法分辨140億光年外的物體。哈勃望遠鏡成了一個“近視眼”。


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2.4米主鏡由PerkinElmer承包磨製,PerkinElmer開創性地採用採用了計算機控制的加工技術(通俗地說就是數控加工)

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與PerkinElmer競爭的柯達公司則採用傳統的方式磨製,如今柯達的備份鏡片被永久保存在史密松寧學會

NASA頓時傻了眼,不過自己釀的苦酒只能自己喝下去,誰讓你當初圖省錢把這麼個要命的東西承包給PerkinElmer呢?


禍不單行千瘡百孔


此後壞消息接二連三地傳來,先是太陽能電池帆板不斷地“打擺子”,是的,你沒看錯,就是因為太冷而“打擺子”。

電池帆板的金屬支架在地球陰影內外的溫度差幅度過大(150-50攝氏度),在反覆地熱脹冷縮下,整個支架開始不停地抖動,平均每天要抖動16次,這個頻率已經不算低了,一年就要顫抖5800多次。星載設備將不堪負擔。其中受影響最大的莫過於導星時。

緊接著導航系統中三臺速度陀螺儀相繼失靈,然後主計算機的的兩個數據存儲器又相繼失靈。好在望遠鏡本身帶有不少備用部件,使其勉強撐到了1993年。

在1990年-1993年這三年半期間,NASA的工程師先組織了數次地面搶修。當時航天飛機的發射頻次已經非常高了,1991-1993年年發射次數在7-8次之間,平均不到兩個月一次。在軌維修哈勃的日程被定在了1993年。

在諸多故障中尤以主鏡像差和導星顫抖不能容忍。由於鏡片採用數控磨製,加工中所造成的偏差十分規則,這就使成像偏差呈高精度的球形對稱。這就為後期處理圖像提供了可能性。如果採用傳統磨製方法,鏡片規則性和對稱性就難以保證。

我們前面提到,為了拍攝和存儲海量數據,哈勃採用CCD數字成像技術,工程師採用計算機圖像處理方法,基本上還原了圖像原來的清晰度。還原後的照片清晰度仍然優於地面望遠鏡。僅此一點就使得哈勃望遠鏡在1990-1993年期間帶“病”完成了三萬多項科學觀測項目,為天文學和天體物理學貢獻了許多發現。美中不足的是計算機無法補償感光性的損失,導致其實際觀測靈敏度比設計要求低20倍。


驚天大維修


哈勃望遠鏡在設計初期就將可維修性納入方案,望遠鏡採用模塊化設計理念,許多部件都屬於在軌可更換元件。

NASA早期的設想更加大膽:定期用航天飛機將哈勃望遠鏡載返地面進行全面整修,歷史上這種事情不是沒發生過,1984年德爾塔2914火箭發射兩顆衛星,由於有效載荷助推艙故障未能入軌,後來航天飛機生生地將這兩顆衛星拉回地面再次發射入軌。不過哈勃望遠鏡太龐大了,航天飛機載返地面整修風險係數極高,其中的技術難題並不是1+1=2那麼簡單。更為重要的是,當時的國會削減了大量空間科學經費,因此這種設想在1984年被取消,在軌維修便成為唯一可行的方案。


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哈勃望遠鏡設計時就預留了可更換的部件,大到科學觀測儀、導航儀、太陽能電池板、蓄電池,小到繫繩環、栓扣。維修方法就像將光盤插入光驅那樣簡單。下圖兩名宇航員來到哈勃望遠鏡旁,準備打開儀器艙門

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為了方便航天員太空維修,望遠鏡體外安裝了10多米長的扶手和31個踏腳板,這些扶手和踏腳板在這張照片中隨處可見;NASA和哈勃的承包商為哈勃的太空維修做足了準備


為了方便維修,NASA給望遠鏡上每個部位都拍留了照片,這些照片累積達16000張,有了這些準備,哈勃在服役期面臨的各項問題都能夠迎刃而解。

哈勃升空三年後,迎來了第一次大修。這次大修既是故障頻發催生的也是例行性的。在設計哈勃時,NASA即已制定三年一修的計劃。按照預計15年的在軌壽命計算,維修時間分別定在1993,1996,1999和2002年,最後一次的時間節點是2005年,屆時航天飛機將哈勃載返地面。然而計劃趕不上變化,入軌後哈勃望遠鏡一系列的故障讓NASA如坐針氈。原定的維修方案也隨之產生一系列根本性變化。

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向發射架前進過程中的航天飛機


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此次任務徽標,徽標中清晰地勾勒了航天飛機和哈勃望遠鏡的形貌,航天飛機貨倉的機械臂抓住了哈勃。徽標 下方“1st”表明這是第一次維修


為了修復哈勃望遠鏡,1993年12月2日美國發射了奮進號航天飛機,7名宇航員搭乘這次“航班”進入太空,從12月4日至12月10日,七名宇航員對哈勃展開了艱難的維修,先後為哈勃更換了11個部件。


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除了由於天氣原因推遲一天發射之外,STS-61任務非常順利

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圖中是STS-61任務中為哈勃開展在軌維修的七位宇航員,為了執行此次任務,NASA挑選了3名最有經驗的指令長,駕駛員和操作員,又挑選4名宇航員從1992年3月開始在水中失重狀態下,進行1年多模擬太空中的維修動作,他們是航天員中的精英


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宇航員在太空中行走,密閉的頭盔限制了視野,加壓的多層手套又影響手的靈敏度和觸覺,這給更換及維修帶來難度,因不準觸及光學零件,以免移位和弄汙零件而影響成像質量,對更換太陽能電池板也要有數百個步驟,這就要求宇航員在地面反覆練習達到非常熟練的程度

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NASA在林頓·約翰遜太空中心建立了2萬立方米的水池,並在水池中設置了全尺寸的哈勃望遠鏡實物模型,在這裡宇航員使用近百種特別為此次任務所設計的工具,進行高強度密集訓練


航天飛機維修計劃有三大目標:

驗證航天飛機在軌維修哈勃的可行性;

在此基礎上恢復望遠鏡科學性能;

最後是增強望遠鏡運行的可靠性。


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在此之前航天飛機已經進行過在軌維修衛星,1992年5月14日,美國“奮進號”航天飛機將一顆兩年前發射的因火箭發動機故障未進入預定軌道的“國際通信衛星6號F3“救了回來。給它安裝了一個新發動機,重新部署入太空,使衛星進入預定軌道。這顆價值1.57億美元的衛星終於得以重新“就業”。

1993年2月5日凌晨,宇航員首先為哈勃太空望遠鏡更換陀螺儀。至於為什麼首先更換陀螺儀,NASA並沒有給出理由,我的理解是其他部件不修哈勃仍然可以在軌道上苟延殘喘,而陀螺儀不修,哈勃隨時都有可能脫離軌道燒燬在大氣層。因為,陀螺儀沒有備份了。


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陀螺儀的重要性我們在“從潘興II到反艦彈道導彈”系列中已經介紹過。在2009年最後一次維修中,宇航員更換了哈勃望遠鏡上的所有陀螺。沒辦法,這是最後一次維修了。圖為國際空間站ISS上的陀螺儀


哈勃望遠鏡一共攜載有六臺速率陀螺儀,它們成對地安裝在三臺速率探測器中,其中的三臺用於導航,另外三臺為備份件。要更換的一號、四號、六號速率陀螺儀分別在1990年12月、1991年6月和1992年11月相繼失靈。這也就意味著1992年11月後,哈勃望遠鏡上已經沒有備用的速率陀螺儀,哈勃的運轉隨時都可能處於癱瘓。


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這次維修首先更換二號速率探測器,其中包含三號和四號速率陀螺儀。之後更換三號速率探測器以及與其相關的電子線路,其中包含有五號和六號速率陀螺儀。原計劃如果時間允許,會繼續更換一號速率探測器,與其相關的電子線路也被包括在內,但是維修過程中出現了問題。

更換了三號速率探測器後,宇航員霍夫曼意外地發現安置陀螺儀的望遠鏡艙門無法關閉,艙門處四個插銷中只有一個能閉合。霍夫曼當時就慌了,開局不順啊,這一意外花了他們將近兩小時,直到首次太空行走將近結束時才找到解決辦法。同時這個Surprise還消耗了宇航員大量的體力,更換最後一個陀螺儀的計劃只能暫時放棄。


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宇航員霍夫曼關上陀螺儀室頂部艙門,底部艙門就張開了,關上底部艙門,頂部艙門就張開。霍夫曼急了一腦門子汗,如果艙門關不上問題可就大了去了,別的不說,漏入的光線就能對艙內敏感的光學儀器形成致命破壞


之後霍夫曼分析,艙門之所以關不上,可能是因為門被打開後受熱發生了不均勻變形。

更換了兩臺陀螺儀後宇航員鬆了一口氣,即便剩下的維修出現故障而終止,哈勃望遠鏡也能夠像過去三年一樣勉強撐到下一個維修節點。

宇航員休整了一天以後,2月7日凌晨開始更換寬視場行星攝像機。

在哈勃望遠鏡尚未發射升空的1985年,加州噴氣發動機實驗室(JPL)就開始為設想中的第一次太空維修,設計和建造第二代寬視場行星攝像機(WFPC II)。因此,對於這項維修NASA成竹在胸。


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第二代寬視場行星攝像機(WFPC II),它所具有的電荷耦合感光片(CCD)比第一代具有更高的靈敏度,在紫外線波段的天文觀測中尤顯優越


在哈勃主鏡象差問題出現後,又設計和建造了一套內部光學補償系統,用於矯正主鏡像差。新的寬視場行星攝像儀共耗資2400萬美元,內部共有三個寬視場攝像儀和一個行星視場攝像儀,四臺攝像儀組合成方陣,能夠同時拍攝寬視場和行星視場的圖像。


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在地面上開,這就是把一個馬紮從屋內搬到屋外那麼簡單,然而在太空中,宇航員無法著力,有時候旋轉的是儀器,自己卻轉起來了


哈勃拍攝的眾多照片中,少不了寬視場行星攝像機的功勞。因此,這項修復活動,不僅僅具有科學意義。


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NASA於2011年2月17日發佈的照片顯示了,哈勃太空望遠鏡的“廣角行星相機3號”拍攝的旋渦星系NGC 2841

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哈勃寬視場攝像機拍攝的NGC6302

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編號為IC4593的行星狀星雲位於武仙星座的北邊,距地球大約7000光年

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IC4593星雲不僅五彩繽紛,形狀也非常精美,它內部有一顆像太陽那樣的恆星正在逐漸死亡,不停地噴發出大量灼熱的氣體。在一千多年的時間裡,灼熱的雲氣不停地向外擴張,使星雲越來越大。恆星發出的高能射線投射到了雲氣深處,導致氫和氧發生劇烈反應,使雲氣更加璀璨奪目。這張圖片是哈勃望遠鏡於2007年2月利用寬場行星攝像機拍攝的

這一天,宇航員還更換了哈勃望遠鏡頂端的兩臺磁場探測器(MSS),它們用於測量地球磁場強度,確定哈勃太空望遠鏡在軌道上相對地球磁場所處的位置,進而幫助導航系統控制望遠鏡的飛行方位和飛行高度,使望遠鏡的鏡頭精確瞄準太空中的星際天體目標。


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維修前,一號探測器磁場通道就時不時中斷,NASA工程師唱著“《忐忑》”給這臺磁場探測器下了病危通知書:估計其壽命不超過兩年。而二號探測器也有類似現象發生。問題的根源同樣來自巨大的溫差,這次太空維修中,NASA用新的探測器取代了一號磁場探測器,同時還給二號探測器裝上一個溫度絕緣殼


2月8日凌晨,宇航員為哈勃望遠鏡安裝了矯光眼鏡——主鏡光學補償儀(COSTAR),這是這次維修的核心任務,為全世界人民期盼。

哈勃望遠鏡光學系統的維修方案由空間望遠鏡科學研究所(STScl)制定,具體的設計工作由NASA的戈達德空間飛行中心(GSFC)主持。設計建造的費用高達5000萬美元,堪稱史上最貴“眼鏡”。

COSTAR的作用只有一個,那就是矯正望遠鏡主鏡像差,現在我們更多地管COSTAR叫做“矯光眼鏡”。


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COSTAR的外形是個底面為正方形的長方體,尺寸為2.2米×0.8米×0.8米,總重296公斤


在太空中巨大的COSTAR抱起來輕飄飄的,但是託舉著它的宇航員桑頓幾乎被完全擋住了視線,只能在另一個宇航員埃克斯的指揮下一點點向安放箱子的艙室靠近,在寂靜無聲的太空裡他們忙碌了6小時50分鐘,COSTAR被成功裝入哈勃。


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COSTAR體內的光學系統由十面小型反光鏡組成,其中最大的也不過硬幣大小

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但是這個長方體的機械系統卻包含著5300多個部件,COSTAR內部安裝的微型遙控馬達和機械手可以用來控制各反光鏡的移動,整套系統能夠高度補償望遠鏡光學系統聚焦


哈勃是模塊化的整體,各個模塊相互連接又自成體系。現在要人為加上一個光學補償儀,唯一可行的辦法就是拆掉某個模塊替換為COSTAR。拆掉哪一部分呢?

在前文我們說到,哈勃在發射升空後的三年時間裡並沒有閒著,三年時間內哈勃完成了三萬多項科學觀測。平均每天就有三十項觀測。這些觀測中以天文研究居多,達到了73%,剩餘的27%為標準星測量(這項工作有著重要的意義)。通過數據分析發現,在哈勃的所有儀器中,快速光度計使用率最低,只有9%,因此在維修過程後,快速光度計被換了下來,取而代之的是“矯光眼睛”。

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粉色的是COSTAR“矯光眼鏡”的位置,維修之前該位置用以部署快速光度計


所以,NASA和STScl要做的是一個填空題,在一個受限體積內設計光學補償矯正系統。這個難度係數放在今天都是一件十分棘手的事情。下圖為最初為哈勃建造的高速光度計。


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據說,在COSTAR安裝過程中,一直盯著整個安裝過程的地面指揮中心,咖啡堆成了小山。


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裝上COSTAR後,哈勃的探測範圍從40億光年擴展到了大約140億光年。讓我們來看看效果:


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安裝COSTAR前後效果圖

12月9日凌晨,宇航員開始置換太陽電池帆板,併為一臺紫外線波段探測暗淡天體的攝譜儀安裝了新的供電線路,為兩臺幫助確定望遠鏡位置,瞄準星際控制目標的磁強計蓋上了防護罩。


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哈勃望遠鏡每繞地球一圈,有三分之二時間朝陽,三分之一背陽。在朝、背交替的瞬間,太陽光照起著劇烈變化,溫差引起兩片巨大的太陽能電池板熱脹冷縮,進而產生顫抖性機械運動。這是我們前文就提到的。

這種運動波及整個望遠鏡。致使它在導星時作微弱的顫抖,據NASA官方文獻記載,顫抖的均方根幅度在15毫角秒左右。在這種幅度下振動,輕則使望遠鏡的圖像失去分辨率和靈敏度,重則會使精密導星儀失去目標,使望遠鏡無法觀測。


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哈勃的太陽能電池板一共有兩片,每片有160千克重,摺疊起來也有5米左右


1992年,NASA對電池板增信邏輯控制電路進行了安裝調試,將導星時顫抖運動幅度減低了60%,使望遠鏡導星時穩定性基本滿足要求指標。但這非長久之計,振動還存在,而且電池板不斷受到機械應力作用,其壽命大打折扣。因此,由歐空局ESA為哈勃提供了一對新的電池板。


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太陽能電池板的維修任務交由女宇航員桑頓完成,燃鵝,桑頓剛走出航天飛機就遇上了通信故障,她頭盔裡的無線電通話器出了問題,聽不見地面指控中心的指令,當然也無法與航天飛機取得聯繫。好在桑頓可以和同伴埃克斯通話,無奈之下,只能由埃克斯做傳話筒,將維修指令轉述給桑頓。


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維修中,機械臂託舉著桑頓來到太陽能電池板前,桑頓發現,其中一側的電池板像是被誰狠狠地掰彎了,彎曲的非常嚴重。如果不是外星人,這個應該還是太空裡劇烈的溫差變化造成的變形。桑頓卸下電池板,打算摺疊之後放回貨倉,然而嘗試了幾次都失敗了。她抱著這個巨大的電池板手足無措,進退兩難。最終,不得不將變形的電池板丟棄在茫茫太空中。

算是否極泰來吧,另一片太陽能電池板順利的卸了下來,裝入貨倉,新的電池板也被順利地安裝到望遠鏡上。

維修工作大功告成!

維修任務完成,12月10日,宇航員尼克里爾操作機械臂,釋放了哈勃。七名宇航員乘坐“奮進號”返回地球。


哈勃三十年,科學星空的守望者(下)——永不磨滅的科學探索精神

最後,讓我們來看一下這次維修的效果:


哈勃三十年,科學星空的守望者(下)——永不磨滅的科學探索精神

這是哈勃望遠鏡維修前後的圖像對比(M100星系),怎麼樣,是不是相當震撼


總結一下吧,修復後的哈勃望遠鏡大體上有四個方面的改進:

1,與修復前相比,哈勃能夠提供更多的圖像,多多少呢?足足四倍!而且,每一張圖像中蘊含的信息量也是之前的四倍;

2,維修後的哈勃能夠對所看到的天體進行定量分析,地面天文學家能夠將這些定量分析結果與地面大型天文臺觀測結果相比較;

3,能夠顯示更大的明暗對比,發現更多的天體;

4,清晰度提高了50%。


此後哈勃還有四次維修,尤其是最後一次維修,是與航天飛機的訣別。我們以後再細談。


哈勃三十年,科學星空的守望者(下)——永不磨滅的科學探索精神

哈勃三十年,科學星空的守望者(下)——永不磨滅的科學探索精神

關於福利,我電腦裡還有百十來張圖片,總共有1個G左右吧,但是圖片是tif格式的,沒有辦法轉成jpg傳到公眾號裡面來,所以在這裡給各位大兄弟道個歉,希望你們原諒。後面我解決了這個問題,會第一時間傳上來。

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