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一个月过去了,为人类带来无数惊喜的哈勃望远镜还没“醒来”

近地轨道 | 感谢红星新闻投递 2021-07-16 259

今年6月13日,在太空为人类工作了30年的哈勃望远镜突然停止工作,地面科学家发现,它的关键部件失灵,自动进入安全模式,并将情况通知了地面操作人员。

出现故障的硬件被称为有效载荷计算机,用于控制和协调科学仪器,以确保其正常工作。地面人员初步诊断测试表明,问题出在计算机的内存模块的退化上,但哈勃望远镜平台上的另一台备用电脑,也没有让计算机继续正常运行,这表明问题更为严重。

↑哈勃望远镜。图据NASA

根据美国宇航局(NASA)的一份声明,经过一个月的努力,工程师们仍无法重新启动计算机及其备份电脑,因此哈勃小组在周四换用另一种动力装置。如果成功,天文台将需要几天时间才能完全恢复正常运行。

问题很棘手:可能是电压不稳

30多年来,哈勃望远镜塑造了人类对宇宙的理解。它发现了围绕冥王星运行的卫星,并证明了几乎每个星系的中心都有一个超大质量黑洞。它在发现暗物质(一种看不见的神秘物质)方面也发挥了关键作用。

出现故障的有效载荷计算机——美国宇航局标准航天器计算机-1,或NSSC-1系统——用于控制和协调哈勃的科学仪器。计算机的程序也分析和处理它收集的数据。

美国宇航局的工程师认为,这个问题与电源控制单元(PCU)有关,PCU确保了有效载荷计算机的稳定电压供应,PCU与有效载荷计算机一起安装在科学仪器指令和数据处理(SI-C&DH)单元中。

↑哈勃望远镜拍摄的浩渺宇宙。图据NASA

“研究小组的分析表明,要么是来自调节器的电压水平超出了可接受的水平(从而使二次保护电路跳闸),要么是二次保护电路随着时间的推移已经退化,并停留在这种抑制状态。”美国宇航局的声明称。

美国费米国家加速器实验室的资深科学家唐·林肯说,现在放弃哈勃望远镜还为时过早。“天文学家依靠这台仪器已经有30年了。它得到的科学数据产生了无数的论文和华丽的图像,让对科学感兴趣的公众惊叹不已。从这个意义上说,哈勃望远镜无法运行将是一个毁灭性的损失。”他在一篇评论文章中写道,“我们必须等待那些聪明的工程师发挥他们的魔力。”

五次维修,靠的都是航天飞机

哈勃太空望远镜在距地球表面340英里的轨道上运行。1990年4月24日,随着“发现号”航天飞机发射升空,哈勃望远镜开始书写天文学界的“教科书”。30年来,美国宇航局曾五次派出航天飞机为其服务。

1993年,美国宇航局给哈勃望远镜特制了一副矫正球面像差的“眼镜”,由“奋进号”航天飞机完成。“发现号”航天飞机又分别在97年、99年升空对哈勃望远镜进行维修。

↑“哥伦比亚号”解体。图据网络

2002年,“哥伦比亚号”航天飞机进入太空对哈勃望远镜进行第四次维修。然而在2003年2月1日按预定计划返回地球时,“哥伦比亚号”在再入大气层时解体坠毁,七名宇航员不幸遇难。

2009年5月,“亚特兰蒂斯号”航天飞机升空对哈勃望远镜进行第五次也是最后一次维修。

然而,随着航天飞机在2011年退役,传统的维修任务是不可能的了。如果需要进行维修任务,那就需要宇航员进入控制哈勃望远镜电子设备的航天器,而这样的任务需要数年的计划才能完成。

“哈勃”30年:后继有人

30年来,哈勃望远镜观察了很远的距离,看到了有史以来观测到的最遥远的星系——一个在大爆炸后4亿年形成的星系,仅占宇宙当前“年龄”的3%。在更近的距离,它拍摄到了数十万个远在地球存在之前形成的古老星系——每个星系都是一个巨大而繁荣的恒星大都市,数千亿颗恒星在这里诞生、生活和死亡。这些星系比地球早了近100亿年。

↑哈勃望远镜拍摄的浩渺宇宙。图据NASA

哈勃望远镜发现了围绕冥王星运行的卫星,它证明了几乎每个星系的中心都有一个超大质量黑洞。它甚至帮助创造了一幅巨大的暗物质三维地图,我们只能通过对普通物质的精确天文测量来推断它的存在。

一直以来,哈勃望远镜的替代品詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)正处于研制中,美国宇航局日前表示,JWST的发射日期将在今年10月31日之后。

据报道,JWST的功率增加了100倍,能更好地看到红外光,这意味着它能遥望更远的过去。哈勃望远镜已经对宇宙大爆炸4亿年后存在的物体进行了成像,而JWST将能够看到宇宙诞生2亿年后的物体,那是第一批恒星开始燃烧的时代。

在理想的条件下,JWST可以对早期的单个恒星进行成像。JWST还将拥有其他令人兴奋的功能,比如直接探测外星世界周围的大气,以及拍摄恒星和行星系统诞生的图像。

红星新闻 记者 范旭 实习记者 丁文


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