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发射于1990年的哈勃望远镜已是老古董,NASA为何还计划第6次太空维修?

 艾牛科普君 2023-01-17 发布于福建

哈勃太空望远镜是人类历史上建造的最成功的科研设备之一,它以上世纪初发现宇宙在膨胀的著名天文学家埃德温·哈勃的名字命名,由美国宇航局和欧空局(ESA)共同管理。该设备重11吨,其于1990年4月由发现者号航天飞机送入太空,运行在距离地面500多公里的高空,仅比国际空间站高一点。迄今为止已经在太空中工作了大约33年,为科学家发回了大量珍贵的天文观测数据,为人们拍摄了数不清的宇宙美景。

任何设备要想不坏,都需要后期的维护修理,美国宇航局已经累计为哈伯太空望远镜进行了5次太空维修,这五次维修分别是在1993年、1997年、1999年、2001年、2009年。

其中2009年的第5次维修是美国宇航局(NASA)曾经计划的最后一次维修任务,在这次任务之后,截止2023年,哈勃望远镜已经在太空持续工作了大约14年。

在这之后之所以迟迟没有等来第6次维修任务,并不是因为NASA不想,而是因为自2003年哥伦比亚号航天飞机爆炸导致7名宇航员牺牲后,航天飞机就因为安全风险及发射成本过高而计划退役,在第五次维修任务两年之后的2011年,NASA正式宣布航天飞机退役后,NASA就再也没有安全高效的航天载具能够进入太空捕获望远镜让宇航员进行维修。

按照专家的预估,哈勃望远镜大约会于2025年前后退役。

不过,后来NASA又转变了态度,根据2022年2月公布的北极星计划,NASA计划开启对哈勃望远镜的第6次维修任务,而这一次是与马斯克的太空探索技术公司(SpaceX)合作完成维修任务。

在2022年9月,NASA和SpaceX已宣布,他们正在研究操纵龙飞船捕获哈勃空间望远镜的可行性。只是该项目至于最后是否会执行,以及执行时间是何时,目前还不确定。

如果计划可行,龙飞船将与哈勃望远镜对接,到时候不仅能够通过龙飞船的助推器抬升哈勃望远镜的轨道,还能够让多名宇航员出舱对目前看来已是老古董的哈勃望远镜进行维修升级。

在太空进行精密维修,虽然NASA在这方面已经有很多经验,但这仍是一项极富挑战的任务,必须要挑选合格的工程师,经过系统的培训,让他们具备在太空执行维修任务的能力后,才能正式上岗。显然,这不是一朝一夕就能完成的事!

如果真的能够对其进行第6次维修,那么这应该又将为其延长大约10年左右的寿命。

发射于2021年12月份的詹姆斯韦伯太空望远镜被视作哈勃太空望远镜的继任者,重6.2吨,主反射镜口径高达6.5米,是反射式结构。既然有了继任者,为什么NASA还在考虑对哈勃望远镜进行维修呢?

对于一个已在太空工作了33年的老设备,从年龄上来看,哈勃望远镜确实算得上是老古董了,不过哈勃望远镜那2.4米口径的光学主镜放在太空中性能仍然不容小觑,通过升级更换最新的光学传感器等软硬件设施,在未来很长一段时间仍然能够大放异彩,充分榨干其价值。

韦伯望远镜虽然被视作哈勃望远镜的继任者,但这两者其实还有很大的不同。韦伯望远镜是一个主要工作在红外波段的太空望远镜,运行在距地球150万公里的第二拉格朗日点。

詹姆斯韦伯望远镜造价百亿美元,在设计上进行了很大改进,未来如果设备出现老化或者其它常见的问题,按照设计可以发射一艘无人航天器对其进行远程维护。

哈勃望远镜的主镜口径以及焦距虽然没有韦伯望远镜大,但它的观测波段更广,可以在可见光、紫外线以及近红外线波段进行观测,这种观测能力是韦伯望远镜替代不了的。再加上哈勃望远镜的造价极其昂贵,如果能够为其续命,肯定比再造一台更划算。

虽然韦伯望远镜理论上是可以进行无人维修的,但是它距离地球还是太过遥远了,比月球离地球的距离38万公里还远,未来对詹姆斯韦伯望远镜进行维修升级仍然困难重重。这意味着如果詹姆斯韦伯望远镜未来出现大问题,等待它的命运就只能是报废。而哈勃望远镜距离地面仅比国际空间站高一点,以人类目前的能力在太空直接对其进行大修大改,还是可以办到的。

哈勃太空望远镜和康普顿γ射线天文台、钱德拉X射线天文台、斯皮策红外太空望远镜都是NASA大型轨道天文台计划的一部分,不过最为人熟知的还是哈勃望远镜,它承载了人类对深邃宇宙探索的渴望。

曾经有天文爱好者甚至表示,如果有可能的话,希望能够将哈勃望远镜从太空带回来,留作纪念,放到博物馆展示,而不是直接坠毁在大气中烧毁,化为灰烬,因为它实在太伟大了。

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