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兽医登天修“哈勃”,使哈勃望远镜性能提升10倍!

时间:2017-06-01 作者:693295245 浏览:    手机版

哈勃望远镜是人类历史上第一个地球轨道望远镜,哈勃望远镜为人类观测宇宙提供了大量的珍贵照片,而作为一个极具价值的望远镜,哈勃的维护升级可谓是重中之重,但是太空作业难度非常大,每一次维护升级都是惊心动魄。下面就随奇闻网去看看:兽医登天修“哈勃”,使哈勃望远镜性能提升10倍!

1990年4月发射的哈勃空间望远镜是20世纪最大、最先进的空间光学望远镜之一,观测距离达140亿光年。哈勃空间望远镜为我们的科学研究提供了很多珍贵的资料,为了保证它能够时刻保持优异的性能,每隔一段时间美国国家航空航天局(NASA)都要对其进行维修、替换或加装一些零件。NASA曾派出航天飞机于1993、1997、1999年在轨维修“哈勃”,使其性能大为提高,取得了丰富的成果。2002年,由于“哈勃”出现故障而功能大降,所以NASA决定对其进行第四次在轨维修。在这次维修之中,一位兽医扮演了很重要的角色,是不是很不可思议?

兽医登天修"哈勃"

兽医登天修“哈勃”

2002年3月1日,“哥伦比亚”号航天飞机带着7位航天员升空,开始对哈勃空间望远镜进行第四次维修。由于这次维修要为“哈勃”换“心”安“眼”,所以技术比较复杂,风险也极大。如果修复成功,哈勃望远镜的性能可能会提升10倍,因此此行在全世界引起了普遍关注。第四次维修“哈勃”包括为其更换太阳能电池板、电源控制装置,并安装一台用于增大观测范围的新相机等。为此,4位航天员分成两组共进行5次出舱作业。在所有工作中,最困难的是更换电源控制装置,它相当于心脏移植手术,需要对“哈勃”进行彻底的“停电”操作。

为了完成这一重任,NASA进行了周密的研究,最后决定派曾当过兽医的航天员利纳汉来完成这一使命。因为这次在轨维修的复杂程度前所未有,它要求航天员在非常短的时间内完成一系列拆接动作,否则将危及“哈勃”的安全。之所以会选中利纳汉,是因为他曾给鲸、大象、犀牛等许多动物动过手术,手脚非常麻利,所以选他为“哈勃”换“心”是非常合适的,尽管他此前从没有上过太空。

2002年3月6日,NASA首次关闭了哈勃望远镜的电源,以便利纳汉修理其电源。一位官员透露说,按照惯例,如果关闭一个航天器的电源,就意味着要放弃它,但是“哈勃”的重要作用使得NASA不愿放弃,所以只好给它换一颗“心脏”,使其继续工作。

兽医登天修"哈勃"

兽医登天修“哈勃”的过程

为“哈勃”更换控制装置之所以被比作心脏手术,原因之一是里面空间狭小,电缆密如蛛网,仅接头就有36个之多,替换的复杂程度不亚于心脏手术。其次,这个装置负责“哈勃”的全部能源供应,如同心脏向人的全身供应血液一样。第三,为了防止航天员受到电击,在整个“手术”期间,哈勃望远镜必须全部断电,而且时间不能耽搁太长。据计算,“哈勃”停电不能超过10小时,否则太空的低温环境可能损坏望远镜上的设备。

摆在两位“医生”——航天员格伦斯菲尔德和利纳汉面前的任务相当艰巨。“哈勃”的构造、布局都是按固定使用而设计的,并不适合动“手术”。最关键的是,彻底断电后,一旦无法恢复供电,价值20多亿美元的“哈勃”就会报废。

3月6日的太空行走持续了6小时48分钟,它从一开始就扣人心弦。在准备出仓前约半小时,航天员格伦斯菲尔德的舱外航天服冷却系统出现漏水,他被迫重新更衣,整个“换心手术”被迫推迟了约两小时。但接下来的一切是非常顺利的。这两名航天员配合默契,其中难度较大的拆除电源控制装置36个接头的工作主要由利纳汉完成,结果他不负众望,按时完成了这项艰巨的任务。

兽医登天修"哈勃"

兽医登天修“哈勃”的图片

“换心手术”完毕后,地面控制人员很快对新的电源控制装置进行了测试,并欣喜地宣布,他们重新接收到了来自“哈勃”的“心跳”,表明新的“心脏”已开始正常工作。一名从未上过太空的兽医修好了太空望远镜,这也算是世界航天史的一则趣闻了。

近期哈勃望远镜的维修

2008年哈勃望远镜的维护改进

在原本安排在2008年8月维修任务中,航天员将更换新的电池和陀螺仪,更换精细导星传感器(FGS)并修理空间望远镜影像摄谱仪(STIS)。并在保留先进巡天照相机的同时,安装二台新的仪器:宇宙起源频谱仪和第三代广域照相机。然而NASA于2008年9月宣布哈勃空间望远镜上的数据处理系统出现严重故障,无法正常存储观测数据并传回地球,而且由于哈勃太空任务高度与国际太空站距离十分远,太空人在紧急情况下未能找到有效安全避难处,这使得维护哈勃望远镜变为一项极度危险的任务。

2009年哈勃望远镜的维护改进

兽医登天修"哈勃"

哈勃望远镜的维护升级

美国东部时间2009年5月11日14点01分,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。在此次太空之旅中,机上的7名宇航员通过5次太空行走对哈勃太空望远镜进行了最后一次维护,为其更换了大量设备和辅助仪器,这些更新主要包括:用第三代广域照相机(WFC3)取代WFPC2;安装新的宇宙起源频谱仪(COS)、取回该处的COSTAR光学矫正系统;修复损坏的先进巡天照相机(ACS)。

修复损坏的空间望远镜摄谱仪(STIS);替换损坏的精细导星传感器(FGS);更换科学仪器指令和数据处理系统(SIC&DH);更换全部的电池模组;更换所有的6个陀螺仪和3组定位传感器(RSU);更换对接环、安装全新的绝热毯(NBOL)、补充制冷剂等等。而这将会是哈勃空间望远镜最后一次的维护任务,会将哈勃空间望远镜的寿命延长至2013年后。届时发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜能接续哈勃空间望远镜的天文任务。

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