哈勃太空望远镜(哈勃空间望远镜要歇菜了?)

哈勃太空望远镜(哈勃空间望远镜要歇菜百思特网了?)

突如其来的异常发生后,NASA的工程师们正努力重启哈勃空间望远镜

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1990年哈勃空间望远镜从发现号的有效载荷舱中释放。

NASA / 史密森学会 / 洛克希德公司

哈勃空间望远镜这次遇到了不小的麻烦,但我们希望它还没有走到尽头。在发射升空后的30多年里,哈勃空间望远镜的突破性发现持续不断,但它在本月早些时候遇到了困难,计算机关闭迫使望远镜进入安全模式。现在,工程师们正在梳理问题选项和可能的解决方案。

到底遇到了啥问题?

目前的一连串问题始发于6月13日,当时望远镜的主要有效载荷计算机意外关闭。研究小组怀疑退化的内存模块是罪魁祸首,并计划切换到另外三个备份模块中的一个。然而,6月16日和17日的几次尝试都以失败告终,望远镜仍然处于安全模式。

和所有的太空任务一样,哈勃空间望远镜的有效载荷计算机在发射和维修时经过飞行验证和抗辐射测试。哈勃最初的 NASA标准航天器计算机-1(NSSC-1)及其后来的替代品都是20世纪80年代后期的产品,配备有四个独立的64K 互补金属氧化物半导体(CMOS)存储器模块。该系统还有一个完整的有效载荷计算机留作备用。2008年,原本的科学仪器指令和数据处理单元失效了。NASA标准航天器计算机-1设立在科学仪器指令和数据处理单元(SIC & DH),它们于2009年5月航天飞机时代的最后维修任务期间被更换。到目前为止,备用装置自从2009年首次安装之后还没有启动过,尽管它在发射前已经经过全面地测试。

“备用有效载荷计算机在安装前已经在地面上进行了全面地测试,” NASA戈达德航天中心的克莱尔安德烈奥利说。“如果它出现了故障,将启动相同的流程来查找问题的根源和可能的修复方法。”

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在2009年的最后一次维修任务中,科学仪器指令和数据处理单元的替换品在安装之前出现在实验室中。

NASA

目前,相关团队正在排查问题是出在标准接口(STINT百思特网)软件上还是中央处理模块(CPM)本身。该团队正在制定可能切换到的备份程序,如有必要,将花费几天的时间经过检验后才能达到可运行的状态。

“目前团队正在设计测试,并将在未来几天内运行以尝试进一步分离问题并确定解决方案,” 克莱尔安德烈奥利说。“如果问题无法解决,那么备用有效载荷硬件将被启动,这也同样需要几天的时间来评估计算机的性能和恢复正常的科学操作。”

哈勃的丰厚遗赠

1990年4月24日,哈勃空间望远镜搭载于发现号航天飞机发射升空,4月25日,它从发现号航天飞机的有效载荷舱中释放了出来。从此,哈勃空间望远镜就一直在推动我们对宇宙的认识边界。

然而,哈勃空间望远镜天生的光学系统缺陷在部署之后才被发现,这些问题在1993年12月的第一次维修任务中得到了纠正。从那时起,哈勃一直在其岗位观测着远端和近端的天文事件,从1994年舒梅克-列维9号彗星撞击木星,到冥王星周围的卫星冥卫五,冥卫二,冥卫四和冥卫三的发现,再到从其他遥远的星系中发现超新星。

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冥王星卫星的全家福

NASA / 欧空局 / M.肖沃尔特

天文学家使用望远镜收集了我们对原始宇宙最深远的视图,哈勃深空场。最近,它拍摄的巨型星系团的边界场为天文学家们提供了最大的天然放大镜的最佳视角。

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仔细观察阿贝尔370星系团的边界场图像中心区域,会发现背景星系在引力透镜作用下扭曲的形状

NASA / 欧空局 / j.洛茨 / HFF Team(STScI)

哈勃空间望远镜还以最具标志性的照片赚足了公众的无限遐想,比如坐落在鹰状星云(Messier 16)中的创生之柱。尽管哈勃以其在可见光的工作波段而举世闻名,但它的观测能力也延伸到了红外线和紫外线。

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1995年哈勃的宽视场行星照相机2拍摄的鹰状星云中的“创生之柱”,这张照片可以说是它有史以来最著名的一张照片。2014年,哈勃用它的宽视场照相机3重新拍摄了这些恒星形成的突起区域,以便在可见光(左)和红外光(右)中捕捉到更广阔、更详细的图像,展现出星云气体尘埃内外的恒星。这张并排展示的震撼照片有助于直观地了解为什么这么多天文学家对哈勃空间望远镜与即将到来的詹姆斯韦伯空间望远镜一起工作感到兴奋。

NASA / 欧空局 / Hubble Heritage Team (STSCI / AURA)

2009年的最后一次维修任务几乎没有完成。在2003年哥伦比亚号航天飞机遇难之后,航天飞机执行任务的要求之一就是轨道飞行器要到达国际空间站,而哈勃空间望远镜则处于一个更高的轨道。如果需要支援的话,解决方案就是NASA还有第二个轨道器飞行器(奋进号)在 STS-125维修任务中待命。

2011年航天飞机项目的结束也标志着哈勃空间望远镜手动维修能力的终结,因为NASA不再有能力将宇航员送达哈勃空间望远镜并开展维修。事实上,宇航员确实在 STS-125任务期间给哈勃安装了脱轨装置,为的就是维持哈勃直到其任务最终结束的那一天。

未来既定也未定

此时此刻,团队只会考虑百思特网结束哈勃空间望远镜的恢复工作,“当我们用尽了所有的备用选项时,” 克莱尔安德烈奥利说。“我们还有很多方法尚未尝试,其中一种极有可能奏效。”

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罕见的一幕: 为 STS-125任务待命的两架航天飞机(亚特兰蒂斯号和奋进号)矗立在发射台上。

NASA / 迪米特里杰龙迪达基斯

如果哈勃空间望远镜这次能重新启动并正常运行,它的运行期限可能与原定于今年11月发射的詹姆斯韦伯空间望远镜重合。被奉为“哈勃的继承者”的詹姆斯韦伯空间望远镜将在红外波段工作。不同于哈勃,韦伯空间望远镜将前往月球轨道以外的拉格朗日点(L2)。对于韦伯来说,这是一生一次的单程单独旅行,出发后再也没有人类的亲手维修服务。

如果你生活在北纬30 和南纬30 之间,可以经常在黎明或者黄昏时分看到哈勃空间望远镜过境。如果运气好的话,哈勃将很快重新投入使用。

老将哈勃不久后将长眠于遥遥星辰是既定的事实,鸽王韦伯何时能发射升空也没人敢打包票,但毋庸置疑的是,在仰望星辰的路上人类的步伐永不停息!

责任编辑:邱煜欣

牧夫新媒体编辑部

『天文湿刻』 牧夫出品

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哈勃拍摄的 M8 礁湖星云( 可见光 | 红外 )

 

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