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亚特兰蒂斯号升空最后一次维修哈勃太空望远镜

http://www.sina.com.cn  2009年05月11日 10:57  新浪航天
亚特兰蒂斯号STS-125全体航天员
亚特兰蒂斯号STS-125全体航天员

  新浪航天讯 据美国太空网5月10日报道,美宇航局“亚特兰蒂斯”号航天飞机将于当地时间5月11日发射升空,对“哈勃”太空望远镜实施大修。这将是“哈勃”望远镜服役近20年来接受的第5次、也是最后一次维修,所以,这次任务与以往相比有许多不同寻常之处。

  搭载7名宇航员的“亚特兰蒂斯”号航天飞机定于美国东部时间5月11日下午2时01分(北京时间5月12日凌晨2时01分),从位于佛罗里达州卡纳维拉尔角的美宇航局肯尼迪航天中心发射。这次任务将实施5次太空行走,用以修复哈勃望远镜重要系统,进一步提升其宇宙探测能力。美宇航局甚至还准备发射第二艘航天飞机,一旦“亚特兰蒂斯”号遭太空垃圾重创,宇航员被困于轨道,这艘航天飞机将立即启程前往营救。以下是太空网主持的“直播论坛”(Live Forum)上一些读者提问以及同这次任务有关的诸多问题。

  哈勃望远镜为何需要这最后一次维修?

  美国宇航局上一次对哈勃望远镜实施维修已经是7年前的事情了——2002年代号“STS-109”的任务。按照设计,每隔三年就应对哈勃维修一次。由于这次间隔了这么久,一些系统遇到了故障,需要进行修复。美宇航局专门为这次任务研制了新的摄像机、仪器和维护工具。

  为何这是美宇航局对哈勃望远镜实施的最后一次任务?

  按照美宇航局当前计划,三艘航天飞机将在2010年完成国际空间站建设以后全部退役。届时,美国将没有大型飞行器把新仪器送上哈勃,或将故障零部件运回地面。航天飞机通常搭载7名宇航员,实施为期两周的飞行,每艘有一个宽15英尺(4.5米)、长60英尺(18米)的货物舱。替代航天飞机的美宇航局新一代载人航天器“猎户座”乘员探索飞行器更小,根据太空舱设计。按照当前设计,“猎户座”在执行国际空间站或登月任务时只能搭载4名宇航员。

  美宇航局没有取消这最后一次维修任务,究竟发生了什么?

  没有。美宇航局2004年1月取消了“亚特兰蒂斯”号航天飞机执行的旨在延长哈勃望远镜使用寿命的STS-125任务,因为在发生了导致7名宇航员遇难的“哥伦比亚”号失事事故以后,一个政府调查委员会认为这次任务风险太大了。该委员会指示美宇航局只能实施飞赴国际空间站的航天飞机任务,一旦航天飞机遭受破坏,宇航员可以暂避于国际空间站等待救援。

  但是,取消维修哈勃望远镜任务的决定遭到公众和科学界的强烈反对。2005年,美宇航局曾考虑发射自动装置对哈勃望远镜进行维修和升级,不过最终认定这一方案不可行。到2006年9月,美宇航局已恢复了航天飞机发射,而“哥伦比亚”号悲剧后实施的头两次发射任务都取得了成功。再加上技术人员改进了新的隔热系统,发明了新的修复工具,使得美宇航局开始重新考虑对哈勃望远镜实施最后一次修复任务,这一方案后来也得到批准。

  既然已经被批准,为何还要安排一艘航天飞机准备随时实施救援?

  尽管美宇航局对这次任务相当有信心,但凡事都有意外,所以,美宇航局也做好两手准备。因为相比于国际空间站,执行修复哈勃望远镜的航天飞机必须飞的更高,倾斜度也有不同,它的确没有足够燃料飞抵哈勃望远镜和国际空间站。“亚特兰蒂斯”号飞行员格里戈里·约翰逊(Gregory C. Johnson)曾说过,“亚特兰蒂斯”号飞抵哈勃望远镜时便将耗尽近一半的推进剂,这样一来,返回时就不能出丝毫差错。

  这是所有哈勃望远镜修复任务的标准流程,这台望远镜的飞行轨道很高,距地面300英里,相比之下,国际空间站距地面只有220英里左右。所以,“奋进”号航天飞机已经在第二个发射台上整装待发。按照美宇航局计划,一旦“亚特兰蒂斯”号出现紧急情况,“奋进”号及其4名机组人员可以在7天内做好发射准备。

  新的科学设备将对哈勃望远镜做出哪些方面的升级?

  哈勃望远镜目前可以探测宇宙诞生7亿年后形成的遥远星系和恒星。宇宙眼下已有137亿年的历史,经过STS-125任务的设备升级,天文学家希望哈勃望远镜可以探测到大爆炸过后5亿年左右的宇宙状况。天文学家还希望,新设备可以使哈勃望远镜看到形成不久的星系。

  何时公布这次任务的第一批照片?

  如果哈勃望远镜修复任务进展顺利,第一批照片有望在9月左右公布。美宇航局戈达德太空飞行中心哈勃项目控制中心计划对其展开为期10周的检测,确保这台望远镜完全正常运转。

  STS-125哈勃望远镜维修任务的主要目标是什么?

  下面是5次太空行走中所做工作的基本概要。

  新仪器和工具:安装大视场照相机3(WFC3):这是一种新的性能更好的主相机,它对紫外线和近红外线以及可见光的波长比之前的相机更敏感。拥有新装备哈勃系统将比它1990年4月最初发射升空之时的视角大90倍。大视场照相机3将取代哈勃现有的大视场照相机2,后者将被宇航员带回地球。

  增加宇宙起源光谱仪(COS):这种工具是使用紫外线波段检查星系间气体和星系的温度、密度、化学成分和速度,灵敏度是当前哈勃工具的10倍。该装置将取代哈勃的校正镜片COSTAR——矫正望远镜裂纹主镜造成的模糊图像。因为哈勃的所有新仪器都能自动弥补望远镜裂纹造成的后果,所以不再需要矫正镜片。

  连接软对接和汇合系统:这个对接口将允许未来的太空船(最可能的是机器人)与哈勃对接,指导哈勃进入地球大气焚毁,或送到相对安全的“墓地”轨道。

  维修工作:

  更换6个速率传感器装置(RSU):这些陀螺仪有助于让哈勃每次数小时精确指向遥远的恒星和星系。两个陀螺仪或者甚至一个就能影响哈勃望远镜的功能,这次更换将确保哈勃的工作平稳顺利。

  更换3个高精度导航感应器中的一个:哈勃有3个高精度导航感应器以利于其长期工作。它们还被用于测定天体,研究恒星的精确位置和运动方式。

  更换6节镍氢电池:这种手提箱大小的电池将是16年来第一次更换,可让哈勃的寿命延长5到10年。这些电池能让哈勃夜间在轨道上正常工作。

  更换隔热板:在恶劣的太空环境中,哈勃的多层隔热材料已经破损和损坏。这种新的隔热毯可保护受损的隔热材料,帮助哈勃维持稳定的温度。

  重要的修复工作:

  修复太空望远镜成像光谱仪(STIS):这是一个两面仪器,可扫描所有光波的天体,如行星、彗星、恒星和星系。宇航员将更换一个废弃的电力变换机来修复这一受损装置的一面。

  更换高精制导传感器(FGS):帮助哈勃通过镜面和镜头系统锁定目标的3个光学传感器中的一个。在维修任务中,宇航员将把从哈勃望远镜上取下的旧高精制导传感器带回地球。

  修复高级测量摄像机(ACS):这是一种有着宽视场的高效测量工具,慢慢损坏,去年停止工作,宇航员希望对它进行修复。

  修复科学仪器指令和数据处理单元:这次修复将恢复哈勃望远镜重要的数据处理单元的全部备份,数据处理单元用作中心继电器,能把望远镜收集到的图像和数据传回地球。

  任务期间航天飞机与哈勃对接多少天?

  “亚特兰蒂斯”号将在11天任务期限的第3天到达哈勃,第9天离开哈勃,因此,与哈勃对接大约一周的时间。其中5天的任务包括太空行走。

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