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哈勃望远镜又双叒叕超期服役 如何保证正常运作?

来源:中国数字科技馆

美国航天局近日表示,哈勃太空望远镜“接班人”——詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射窗口将从2018年的10月推迟至2019年的3月至6月之间。这意味着,哈勃望远镜将再一次推迟退役。

1990年4月24日,哈勃望远镜乘坐探索号航天飞机升空,原本预定15年的使用使命,在不断的维护和修复后,多次推迟退役,到今天,服役时间已高达27个年头。按照美国航天局计划,接下来哈勃望远镜还将在轨道上继续工作至少至2021年。

运行在太空的哈勃望远镜(资料图片)

从15年到31年,超期服役16年,哈勃望远镜如何保证正常运作?

五次维修,次次给予哈勃新能力

事实上,早在1990年哈勃刚刚升空,就发现它的光学部件存在着严重问题,会产生严重的像差,从而导致成像质量下降。于是在1993年,宇航员通过太空行走进行了一次维修任务,给哈勃望远镜添加了COSTAR修正光学组件,消除了像差,让哈勃的视野变得清晰。与此同时,广域和行星照相机被替换成了第二代广域和行星照相机与内部的光学更新系统。由于高层稀薄的大气仍有阻力,在三年内逐渐衰减的轨道也被提高了。

此后,在1997年、1999年、2002年又先后执行了三次维修任务。最近的一次,也被称为最后一次维修是在2009年5月,美国航天局对哈勃望远镜进行了“脱胎换骨”的维护和更新。

哈勃望远镜(资料图片)

根据报道,2009年的维修更换了大量设备和辅助仪器:用第三代广域照相机(WFC3)取代WFPC2,安装新的宇宙起源频谱仪(COS)、取回该处的COSTAR光学矫正系统,修复损坏的先进巡天照相机(ACS)和望远镜摄谱仪(STIS),替换损坏的精细导星传感器(FGS)和科学仪器指令和数据处理系统(SIC&DH),所有的6个陀螺仪和3组定位传感器(RSU)也进行了更换,这也将哈勃望远镜的寿命延长至了2013年以后。

不仅如此,美国航天局还在哈勃望远镜的延寿做了很多工作,并制定了一些应急预案,如通信系统、姿态控制、陀螺仪、仪器仪表等,几乎能够想到的地方都进行了必要的升级或减少负荷。

可喜的是,目前哈勃望远镜还很健康。2009年大修后,美国航天局曾表示,哈勃望远镜的状况“比以往更好”,有望持续工作至本世纪的20年代,甚至奠定其在研究太阳系到遥远宇宙等领域的“接触通用观测平台的历史地位”。所以,从这个角度而言,未来几年,只要不出现大的意外,哈勃望远镜依然会不负众望,完成其历史使命。

服役27年,哈勃都干了些啥

哈勃空间望远镜是以著名天文学家爱德温·哈勃为名,在地球轨道上并且围绕地球的太空空间望远镜。

哈勃望远镜拍摄到的星系玫瑰(资料图片)

它的位置在地球的大气层之上,因此影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线,是天文史上最重要的仪器之一。

哈勃空间望远镜成功弥补了地面观测的不足,帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题,使得人类对天体物理知识有了更多的认识。

截至目前,哈勃望远镜拍摄了大量精彩和重要的天文照片,例如,它在1994年拍摄了苏梅克-列维9号彗星撞击木星,在此之后还拍摄到了冥王星的新卫星和更遥远的阋神星,以及鹰状星云著名的创生之柱及其他星云和星系的壮观图像等,拍到了地面望远镜无法拍摄到的天文景象。

天文学家用哈勃拍摄的第一张系外行星的光学照片,该行星被命名为北落师门b。

哈勃望远镜还带领人类直接看到了太阳系以外的世界。尽管现在科学家已经确认了3000多颗地外行星,但是直接看到行星的数目却是非常的少,而且难度很大,哈勃望远镜就在直接看到行星的贡献中作用不容忽视。

另外,哈勃望远镜还对黑洞、类星体和活动星系的研究作出了巨大贡献。在哈勃望远镜的帮助之下,天文学家发现了宇宙加速膨胀的事实。通过对星系团碰撞的观测,科学家发现暗物质的相互作用比人类想象的更加微弱。

总之,哈勃太空望远镜让人类天文学走入了空间天文的时代,填补了地面观测能力的空白,大大扩展了天文学的视野。同时,它也是人类有史以来最重要的天文观测设备之一,是空间天文学发展史上不朽的丰碑。(宋雅娟)

本文由中科院国家天文台研究员苟利军进行科学性把关

本文来自:中国数字科技馆
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