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要说再见真的很伤感!哈勃太空望远镜还能修好吗?

  哈勃太空望远镜坏了。6月13日,NASA发现哈勃太空望远镜的负载计算机在运行中死机了,原因估计是内存模块出了问题。6月14日到18日,NASA想把负载计算机切换到另外三个内存模块上。负载计算机上总计有四个内存模块,平时只使用一个,有三个是备份,但还是失败。从6月19日起,NASA已经停止了哈勃太空望远镜的运作,直到问题解决为止。
  哈勃太空望远镜
  这次哈勃的麻烦比较大。负载计算机负责控制和协调哈勃上面的科学仪器,以及检查它们的状态,看看是不是还健康地活着。哈勃的主计算机没问题,各种科学仪器也都正常,但是负载计算机死机,相当于人的小脑死亡,哈勃已经完全没办法工作了。
  1990年4月24日,发现号航天飞机将哈勃太空望远镜送入轨道
  为什么会这样呢?哈勃毕竟岁数大啦。哈勃太空望远镜自从1990年4月24日投入使用以来,三十一载弹指一挥间。哈勃上面的负载计算机,使用的还是上世纪八十年代的技术,比如每个内存模块只有64KB的容量,按照现在的标准完全无法想象。负载计算机在这31个春夏秋冬里,勤勤恳恳,坚守岗位,一直没出过问题,所以也没有维修更换过,因此经过岁月磨砺,负载计算机老化失灵是完全可以理解的。
  太空中的哈勃望远镜
  哈勃太空望远镜要是因为这个负载计算机的问题就永远离开了我们,那是颇令人心痛的,毕竟在哈勃太空望远镜光辉的一生中,做出的贡献实在是太多了。如果要评选哈勃拍摄过的最壮丽的宇宙画面,很多人恐怕都会选择著名的"创世之柱"。这张照片已经超越了它科学上的意义和价值,令人对宇宙的宏大与奇妙肃然起敬,足以让人感悟人生。
  创世之柱
  有人说,哈勃不在了,还有后继者詹姆斯·韦伯太空望远镜呢。的确,詹姆斯·韦伯太空望远镜,经过无数次延期之后,大概率会在今年晚些时候,也就是2021年11月发射升空。问题在于,詹姆斯·韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜之间不是完全替代的关系。就好比詹姆斯·韦伯是做过NASA一把手的领导同志,哈勃是天文学家,二者虽然都是人类,但是从事不同的行业啊。
  詹姆斯·韦伯太空望远镜
  詹姆斯·韦伯太空望远镜,擅长的是红外波段的观测,波长为0.6到28.5微米;而哈勃主打紫外、可见光、兼顾一点红外,波长为0.2到1.7微米。可以说二者各有侧重,互相补充,不是替代关系。
  几种太空望远镜工作的频段(Hubble:哈勃;JWST:詹姆斯·韦伯太空望远镜
  )
  虽然哈勃太空望远镜确实上岁数了,但是NASA本来是希望哈勃能工作到2040年代。届时哈勃的接班人将是现在规划中的"大型紫外、可见光、近红外测量仪",简称LUVOIR太空望远镜。LUVOIR的规格尚未最后确定,预计的发射日期也远在2039年。
  三种太空望远镜尺寸对比
  根据现在的一种设计方案,LUVOIR的镜面直径达到了15.1米,远超哈勃的2.4米口径。LUVOIR将工作在紫外、可见光及近红外频段,完全覆盖哈勃的频谱范围,但分辨率高了2000倍,能直接观察和分析地外行星上的大气层,研究是否有生命的迹象。因此,哈勃的继任者不是詹姆斯·韦伯,是遥不可及的LUVOIR。
  LUVOIR能研究地外行星上是否有生命迹象
  总之,要是哈勃就此退休的话,NASA短期之内没有替代品,对人类的太空观测事业来说绝对是一个损失。
  LUVOIR有可能由星际发射至日地L2点
  如果NASA地面控制人员,用远程办法搞不定负载计算机的问题,哈勃还有救吗?可以说有,也可以说暂时没有。为什么说有救呢?哈勃太空望远镜在设计之初,就考虑了太空维修的问题。实际上,从1993年到2009年,哈勃总共经历了5次太空维修和升级。
  1993年12月,宇航员乘坐奋进号航天飞机对哈勃太空望远镜进行维修升级
  1993年的那次维修,也是第一次维修,就是处理哈勃望远镜著名的对焦不准的问题。哈勃上天之后,科学家发现哈勃拍出来的照片模糊,分析之后发现是镜片安装的时候有瑕疵,造成对焦不准。于是NASA做了个矫正系统,派宇航员上去安装,从而解决了这一问题。
  三个版本的镜头效果对比
  2009年,哈勃进行了最后一次,也是第五次,包括镜头在内的维修升级。这之后由于NASA的航天飞机机队全部退役,哈勃再也没有进行过维修,到今天掐指一算已经一十有二年了。因此,这么些年来,哈勃没出大问题,实在是幸运。但反过来说,出问题是早晚的事。
  进行第四次维修任务的哈勃太空望远镜
  既然航天飞机退役了,那么怎么上去修呢?这确实是个问题。哈勃在537x540km的接近正圆轨道上运行。相比之下,国际空间站的轨道参数是417x427km,和哈勃差得老远。天和核心舱的轨道是374x387km,离得更远,想帮忙都帮不上。
  哈勃的轨道运行动画
  因此,如果要想维修哈勃,必须发射载人飞船,比如SpaceX的龙飞船2号,或者猎户座飞船,飞到哈勃太空望远镜旁边,由宇航员进行维修。由于维修工作的复杂度,单纯使用机器人维修还是不现实的。
  载人版龙飞船
  但是光有飞船还是不够的,还要携带一个服务舱。因为维修需要很多专用工具,更重要的是要有机械臂,承载宇航员进行维修。回想当年有航天飞机的日子,对哈勃及其他卫星的维修是家常便饭。现在的NASA,颇有虎落平阳之感。
  猎户座飞船与服务舱对哈勃太空望远镜进行维修想象图
  不管怎么说,想要修好哈勃太空望远镜,不是不可能的任务。然而,这就要看NASA的决心及经费了。为实现这一任务,需要开发专门的服务舱,这是要花一点时间的。因此,要是NASA没能在短期内恢复负载计算机的工作能力,哈勃太空望远镜恐怕要有一阵子不能工作了。
  #全能创作家#

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