科普 哈勃望远镜维修计划公布 功能将增强90倍(图)

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哈勃望远镜维修计划公布 功能将增强90倍(图)
http://www.sina.com.cn 2008年01月18日 09:16 新浪科技


宇航员在演练修复哈勃



1997年宇航员在执行哈勃维修任务时的情形



“哈勃”太空望远镜自由漂浮在地球上空
　　新浪科技讯 北京时间1月18日消息，据英国《新科学家》杂志报道，虽然为扩建国际空间站让路，美国宇航局(NASA)推迟了派宇航员前去维修“哈勃”太空望远镜的时间，但宇航局同时公开了维修方案，宇航员将择机对哈勃主望远镜进行一次前所未有的轨道维修，同时还将增添两个新仪器，使新哈勃望远镜的功能比以前强大90倍！

　　这将是继1993年该望远镜发生光学故障后的再次维修升级。2006年，NASA宣布，将对哈勃望远镜进行第四次也是最后一次修理，并为其增添两个新仪器，更换观测用电源设备和陀螺仪，但在此之前NASA并未说明是否将修复近几年发生故障的两个仪器：高级观测摄机(ACS)于2007年1月因故障停机，它是哈勃望远镜系统中分辨率最高、使用最多的设备，另外太空成像光谱仪(STIS)也于2004年报废，它原用于测量紫外线光谱，并据此测定遥远星系的距离及组成。如果对这两个设备进行维修的话，那将是一项工程巨大复杂的太空维修工程。

　　NASA声称，将要进行的第四次维修升级行动将尝试一些前三次没有的内容，打造一次精致周到的太空电子维修行动。这对宇航员是极大的挑战，因为他们需要穿着笨重的航天服、戴着厚厚的航天手套进行操作。如果不进行修理升级，哈勃望远镜系统很可能将于2011年彻底瘫痪，届时它最后能运转的一架陀螺仪也将停机报废。不过即将进行的维修行动将为其安装新的陀螺仪和电源装置，HST至少能运转到2013年，甚至可能延长到2020年。

　　此次修理行动将加装两台功能强大的新设备，其中3号广角摄像机(WFC3)使哈勃能看到比以前更模糊更遥远的星系，从而有望揭秘早期宇宙的状态。据位于圣克鲁斯的加州大学的桑德拉.法伯表示，该设备使哈勃能看到宇宙大爆炸后仅4亿年后生成的早期星系，这也是促使NASA最终下决心进行此次维修行动的原因之一。到目前为止，哈勃所能看到的最远星系是137亿年前发生宇宙大爆炸后8亿年时生成星系。法伯表示：“宇宙在形成初期发展进化的速度非常之快，因此生成时间的不同会使星系的结构和大小出现巨大差异。”

　　另一台新装备是宇宙起源光谱仪(COS)，它能探测到非常遥远模糊的物体发出的紫外线光谱，比如恒星状球体——当它吞食周围气体时会形成巨大的黑洞。与STIS相比，COS能捕捉到模糊得多的物体，不过前者的优势在于其观测物体的光谱更为精确。

　　拥有了新装备之后，哈勃系统将比它最初发射升空之时的功能强大90倍。据天文学家称，就相当于拥有了90个原型哈勃望远镜一样，升级部分在于不断改进的传感系统和更宽广的视角，使哈勃能够观测到多达900个星系，而最早升空时哈勃仅能看到10个星系。早在经过第三次维修之后，在ACS和STIS未出故障停机之前，HST的功能已比先前提升了60%。

　　此次维修行动中最具挑战性的部分是修理ACS和STIS。哈勃太空望远镜项目的主任飞行机械师约翰·格伦斯费尔德将作为NASA首席科学家宇航员冒着风险进行太空行走，对哈勃望远镜进行升级和修理，他说，“我们将要做的将是前所未有的太空行动。”

　　这两项维修都需要宇航员松开数十个细小的螺丝钉，为其替换上新的电路板，还得穿着厚重的宇航服来完成这一切，这确实是从未在太空中尝试过的壮举。宇航员们还不得不切割并穿过金属层以抵达电路板所在位置，锋利的切割面很有可能会伤及宇航服。在维修ACS时，格伦斯费尔德甚至看不到自己将要卸开的螺钉，因为它的角度正好藏在HST之中。

　　格伦斯费尔德已经在一个失重实验室里进行了数次演练，这是专为模仿太空失重状况而设计的水箱。他说，“穿着太空服在实验室时演练的情况真是太令人惊讶了，我成功了！”他补充道，自己甘愿为这次危险的维修行动付出生命，“因为我一直坚信，哈勃科技和哈勃系统仍然值得我冒生命危险一搏，我的6位同仁也持同样看法。”

　　NASA科技总监艾伦.斯特恩表示，维修行动原计划于2008年8月实施，不过由于航天飞机发射推迟，所以这次太空维修行动存在变数，这要看在装配国际太空站方面富有经验的航天飞机的发射时间。行动的原则是一切从安全出发，如果出于航天飞机的安全因素考虑需要将维修行动推迟到10月甚至更晚些时候，NASA都会耐心等待。

　　通过此次维修，将给哈勃包上新的绝缘层，以修补之前已破裂的旧绝缘层，还要更换性能更佳的制导传感器，使HST实现更精确的定位。宇航员们还要安装一种所谓的“软捕捉装置”，使未来哈勃系统寿命将尽时，机器人能捕捉到它并使其安全地重返大气层并坠毁在海洋上。(杨孝文)