哈勃大救援——十年前是如何“修復”太空望遠鏡的？_風聞

原創：牧夫天文

原作：Elizabeth Howell

翻譯：鄢淑瀾

校譯：王延昕

編排：葫蘆

原文鏈接：

https://www.space.com/hubble-space-telescope-repair-10-years-ago.html 

十年前的這個星期，科學家們對哈勃望遠鏡進行了極為重要的修復工作，這次修復讓哈勃太空望遠鏡時至今日仍然能夠幫助我們探索宇宙。不過，從NASA的一個最新視頻看來，2009年發射航天飛機去修復哈勃太空望遠鏡的STS-125號任務曾差一點就被取消了！

當年航天飛機亞特蘭蒂斯號為哈勃望遠鏡發射了兩個新的儀器設備以及修復另外兩個老設備所需的工具。這次修復能夠讓哈勃望遠鏡更好地觀測幼年的恆星和星系，並幫助我們研究星系的形成。除了成功修復了哈勃望遠鏡以外，宇航員Mike Massimino在太空中發送的第一條推特讓NASA走紅社交媒體。

從亞特蘭蒂斯號航天飛機的窗户目睹哈勃風采

(Image: © NASA)

然而在六年之前，這項任務曾一度被取消。2003年2月1日，哥倫比亞號航天飛機的解體讓七位宇航員全部喪生，這導致NASA重新審查了所有的任務與計劃。當時已經有四位宇航員成功到訪哈勃望遠鏡，NASA也已經計劃好哈勃望遠鏡的最後修復任務。但是時任NASA局長的肖恩·奧基夫（Sean O’Keefe）認為繼續這項任務太過冒險。NASA的一份聲明顯示，當時他們還考慮利用機器人代替宇航員修復哈勃。

機器人？宇航員？

然而，1990年發射的哈勃望遠鏡亟待修復以便後續觀測：它的六個陀螺儀（用於對太空目標的精確定位）已經老化，其中三個甚至已經不能使用；在2004年光譜儀已經完全失效。聲明裏還提到，哈勃望遠鏡曾在長達一個月的時間裏什麼都做不了。

在NASA衞星服務能力項目（Satellite Servicing Capabilities Project）的副主管Frank Cepollina的帶領下，他們的團隊費心計劃利用機器人來修復哈勃望遠鏡。然而，受公眾抗議和科學考量影響，NASA在2006年10月31日改主意了。新任局長邁克爾·格里芬（Michael

Griffin）在和機構的主要官員重新進行了細緻的審議以後，提出了發射航天飛機修復可以實施。為了降低STS-125任務可能面臨的危險，NASA採取了一些額外的安全預防措施，包括了整裝待發的替補航天飛機和機組人員，以避免在軌宇航員出現任何問題。

Cepollina的團隊還在繼續他們的修復程序的工作，不過這一次他們是為了宇航員服務。正當他們工作進行的時候，哈勃的第二個儀器——高級巡天照相機也失效了。在過去的修復任務中，通常是讓宇航員更換損壞的設備，但是從上個世紀90年代起維修技術已經進步了不少，所以這個小組認為現有的工具已經足夠先進，宇航員可以對這些昂貴的儀器（價值達數億美元）進行棘手的維修，而不僅僅是更換儀器。

原本的發射計劃定在2008年的10月，不過後來哈勃望遠鏡的又一次失效打亂了這個計劃。這次是哈勃望遠鏡的科學儀器控制和數據處理單元出現了異常。這是一個很嚴重的問題，因為這塊單元負責格式化收集的數據，同時也控制着科學儀器。

NASA不得不推遲發射任務，並且從戈達德太空飛行中心（Goddard Space Flight Center）的一個模擬器中找到了備用組件。對這個備用組件的飛行測試就花了六個月時間，而只有當工程師確定這個組件能夠成功抵達太空的時候，STS-125號任務才能確定發射時間。2009年5月11日，亞特蘭蒂斯號航天飛機終於載着宇航員成功抵達太空。

螺絲滑牙了！

修復工作可不是一件容易的事情。在NASA的最近的一期訪談中，Massimino回憶起其中的一個瞬間，那時候他正在成像光譜儀面板上擰下把手上的螺絲。成像光譜儀需要新的電源模塊，而Massimino也早已經準備好了。擰下前三個螺絲的時候都沒有出現任何問題，然而第四個螺絲被他的電鑽打得——滑！牙！了！

“天啊，看看我所做的一切！我的心當時就咯噔了一下！” Massimino説，“我迅速在大腦中進行了一番推理，如果這個螺絲擰不下來，那麼把手也就沒法拆卸下來，之後的儀表盤上那111個螺絲也擰不下來。這就意味着舊的電源拿不出來，新的電源也放不進去，那麼光譜儀就不能使用了。這樣的話我們就永遠不會知道宇宙中是否有生命存在了，而人們會把這一切都怪罪於我！”

NASA的地面控制中心和宇航員花了四個小時來解決小螺絲帶來的大問題，包括了用不同的鑽頭來一點一點鬆動它。不過這一切都沒有任何用，於是NASA就讓Massimino強行掰下把手——同時叮囑他要小心，避免一些粗糙的邊緣刺破他的宇航服。Massimino小心翼翼地拔下了把手，之後的修復沒有遇到任何麻煩，這讓所有人都鬆了一口氣。

這次歷史性的修復使得哈勃太空望遠鏡在太空中運行了29年後，時至今日仍然強大！（不過在2018年的10月，哈勃望遠鏡的主陀螺儀出現問題，但是後來又恢復了運作，在今年相機還出現了一些小毛病）。哈勃太空望遠鏡有許多重大的成就，包括協助證實了宇宙正在加速擴張；在今年的1月1日新視野號太空探測器飛越遙遠的天體MU69（綽號：天涯海角，Ultima

Thule）之前，哈勃為此任務提供勘測拍攝服務；同時哈勃還用來探測暗物質所在的區域，暗物質是一種神秘的物質，它構成了宇宙大部分的質量，不過它的成分還不確定。

“哈勃的所有關鍵系統中都仍有冗餘，”NASA戈達德太空飛行中心的哈勃首席系統工程師 Larry Dunham説道，“我們今天還在繼續哈勃望遠鏡的工作真是不可思議！”

『天文時刻』 牧夫出品

微信號：astronomycn

船尾座RS星

影像來源: NASA, ESA, Hubble Legacy Archive; 

Processing & Copyright: Rogelio Bernal Andreo (DeepSkyColors.com)