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要說再見真的很傷感!哈勃太空望遠鏡還能修好嗎?

由 佰思說科技 發表于 遊戲2021-07-05

簡介6月13日,NASA發現哈勃太空望遠鏡的負載計算機在執行中宕機了,原因估計是記憶體模組出了問題

送望遠鏡有什麼意義

哈勃太空望遠鏡壞了。6月13日,NASA發現哈勃太空望遠鏡的負載計算機在執行中宕機了,原因估計是記憶體模組出了問題。6月14日到18日,NASA想把負載計算機切換到另外三個記憶體模組上。負載計算機上總計有四個記憶體模組,平時只使用一個,有三個是備份,但還是失敗。從6月19日起,NASA已經停止了哈勃太空望遠鏡的運作,直到問題解決為止。

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哈勃太空望遠鏡

這次哈勃的麻煩比較大。負載計算機負責控制和協調哈勃上面的科學儀器,以及檢查它們的狀態,看看是不是還健康地活著。哈勃的主計算機沒問題,各種科學儀器也都正常,但是負載計算機宕機,相當於人的小腦死亡,哈勃已經完全沒辦法工作了。

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1990年4月24日,發現號太空梭將哈勃太空望遠鏡送入軌道

為什麼會這樣呢?哈勃畢竟歲數大啦。哈勃太空望遠鏡自從1990年4月24日投入使用以來,三十一載彈指一揮間。哈勃上面的負載計算機,使用的還是上世紀八十年代的技術,比如每個記憶體模組只有64KB的容量,按照現在的標準完全無法想象。負載計算機在這31個春夏秋冬裡,勤勤懇懇,堅守崗位,一直沒出過問題,所以也沒有維修更換過,因此經過歲月磨礪,負載計算機老化失靈是完全可以理解的。

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太空中的哈勃望遠鏡

哈勃太空望遠鏡要是因為這個負載計算機的問題就永遠離開了我們,那是頗令人心痛的,畢竟在哈勃太空望遠鏡光輝的一生中,做出的貢獻實在是太多了。如果要評選哈勃拍攝過的最壯麗的宇宙畫面,很多人恐怕都會選擇著名的“創世之柱”。這張照片已經超越了它科學上的意義和價值,令人對宇宙的宏大與奇妙肅然起敬,足以讓人感悟人生。

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創世之柱

有人說,哈勃不在了,還有後繼者詹姆斯·韋伯太空望遠鏡呢。的確,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,經過無數次延期之後,大機率會在今年晚些時候,也就是2021年11月發射升空。問題在於,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和哈勃太空望遠鏡之間不是完全替代的關係。就好比詹姆斯·韋伯是做過NASA一把手的領導同志,哈勃是天文學家,二者雖然都是人類,但是從事不同的行業啊。

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詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,擅長的是紅外波段的觀測,波長為0。6到28。5微米;而哈勃主打紫外、可見光、兼顧一點紅外,波長為0。2到1。7微米。可以說二者各有側重,互相補充,不是替代關係。

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幾種太空望遠鏡工作的頻段(Hubble:哈勃;JWST:詹姆斯·韋伯太空望遠鏡)

雖然哈勃太空望遠鏡確實上歲數了,但是NASA本來是希望哈勃能工作到2040年代。屆時哈勃的接班人將是現在規劃中的“大型紫外、可見光、近紅外測量儀”,簡稱LUVOIR太空望遠鏡。LUVOIR的規格尚未最後確定,預計的發射日期也遠在2039年。

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三種太空望遠鏡尺寸對比

根據現在的一種設計方案,LUVOIR的鏡面直徑達到了15。1米,遠超哈勃的2。4米口徑。LUVOIR將工作在紫外、可見光及近紅外頻段,完全覆蓋哈勃的頻譜範圍,但解析度高了2000倍,能直接觀察和分析地外行星上的大氣層,研究是否有生命的跡象。因此,哈勃的繼任者不是詹姆斯·韋伯,是遙不可及的LUVOIR。

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LUVOIR能研究地外行星上是否有生命跡象

總之,要是哈勃就此退休的話,NASA短期之內沒有替代品,對人類的太空觀測事業來說絕對是一個損失。

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LUVOIR有可能由星際發射至日地L2點

如果NASA地面控制人員,用遠端辦法搞不定負載計算機的問題,哈勃還有救嗎?可以說有,也可以說暫時沒有。為什麼說有救呢?哈勃太空望遠鏡在設計之初,就考慮了太空維修的問題。實際上,從1993年到2009年,哈勃總共經歷了5次太空維修和升級。

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1993年12月,宇航員乘坐奮進號太空梭對哈勃太空望遠鏡進行維修升級

1993年的那次維修,也是第一次維修,就是處理哈勃望遠鏡著名的對焦不準的問題。哈勃上天之後,科學家發現哈勃拍出來的照片模糊,分析之後發現是鏡片安裝的時候有瑕疵,造成對焦不準。於是NASA做了個矯正系統,派宇航員上去安裝,從而解決了這一問題。

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三個版本的鏡頭效果對比

2009年,哈勃進行了最後一次,也是第五次,包括鏡頭在內的維修升級。這之後由於NASA的太空梭機隊全部退役,哈勃再也沒有進行過維修,到今天掐指一算已經一十有二年了。因此,這麼些年來,哈勃沒出大問題,實在是幸運。但反過來說,出問題是早晚的事。

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進行第四次維修任務的哈勃太空望遠鏡

既然太空梭退役了,那麼怎麼上去修呢?這確實是個問題。哈勃在537x540km的接近正圓軌道上執行。相比之下,國際空間站的軌道引數是417x427km,和哈勃差得老遠。天和核心艙的軌道是374x387km,離得更遠,想幫忙都幫不上。

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哈勃的軌道執行動畫

因此,如果要想維修哈勃,必須發射載人飛船,比如SpaceX的龍飛船2號,或者獵戶座飛船,飛到哈勃太空望遠鏡旁邊,由宇航員進行維修。由於維修工作的複雜度,單純使用機器人維修還是不現實的。

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載人版龍飛船

但是光有飛船還是不夠的,還要攜帶一個服務艙。因為維修需要很多專用工具,更重要的是要有機械臂,承載宇航員進行維修。回想當年有太空梭的日子,對哈勃及其他衛星的維修是家常便飯。現在的NASA,頗有虎落平陽之感。

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獵戶座飛船與服務艙對哈勃太空望遠鏡進行維修想象圖

不管怎麼說,想要修好哈勃太空望遠鏡,不是不可能的任務。然而,這就要看NASA的決心及經費了。為實現這一任務,需要開發專門的服務艙,這是要花一點時間的。因此,要是NASA沒能在短期內恢復負載計算機的工作能力,哈勃太空望遠鏡恐怕要有一陣子不能工作了。

Tags:哈勃太空望遠鏡NASA維修