歡迎來到“火星茶館”,這是一次有關宇宙與航天內(nèi)容的嘗試,想提供有情懷、有深度的科普。

前期鏈接:哈勃望遠鏡的傳奇一生(一)、哈勃望遠鏡的傳奇一生(二)、哈勃望遠鏡的傳奇一生(三)
上期回顧:在哈勃升空14周年紀念日當天,美國國家航空航天局突然宣布取消哈勃的第五次維修任務。當消息公布,引起軒然大波。美國公眾開始大量給美國總統(tǒng)和國會議員寫信,表示不能接受取消維修的決定。公眾自發(fā)為一臺科學儀器的生存而請愿,在歷史上從未有過的。在強大的公眾壓力下,哈勃的最后一次維修得以恢復。2009年5月11日,“亞特蘭蒂斯號”航天飛機升空最后一次飛向哈勃,這次維修將是有史以來最具挑戰(zhàn)性和風險的一次太空行走任務。
最后一次迎回哈勃
這很像是圣誕節(jié)早上沒拆禮物之前,我起床下樓去吃早餐,臉上掛著滿滿的笑容,這種期待的感覺超級棒! ——??梅根·麥克阿瑟,第五次維修任務中唯一的女宇航員
隨著梅根·麥克阿瑟報告:“我完成了鎖定,已經(jīng)捕獲哈勃?!焙教祜w機上爆發(fā)了一陣歡呼,接著傳來約翰遜空間中心控制室的聲音:“休斯頓已收到。干得好,梅根!能再次迎回哈勃的感覺真好!”
是的,“亞特蘭蒂斯號”剛剛完成了與哈勃的“親密接觸”,由宇航員梅根操作航天飛機上長長的白色機械臂“抓住”了哈勃。這是7年以來,我們再次接近他。而為了完成這次“親密接觸”,在之前幾個小時里,“亞特蘭蒂斯號”一直在追趕哈勃。哈勃在太空中以470公里/秒的速度飛行,而“亞特蘭蒂斯號”要做的是逐漸接近并與之保持同速。足夠接近并速度相同后,就能實施捕獲了。
在捕獲以后,梅根讓哈勃“落座”在一個特制的支架上,這樣哈勃與“亞特蘭蒂斯號”就穩(wěn)固連接在了一起,方便宇航員進行維修操作。
出門就碰“釘子”
應該說這是一次奇跡,我們差點就徹底失敗了。——哈勃某位高級項目科學家
雖然“亞特蘭蒂斯號”上只有7名宇航員,但參與哈勃最后一次維修的人數(shù)卻遠遠不只如此,約翰遜空間中心就有上百人在24小時為之工作。由于這是最后一次機會,安排的維修工作非常多,以期盡可能提高性能和延長壽命。

2009年5月13日,約翰遜空間中心就開始繁忙起來,為即將到來的第一次出艙太空行走做準備。5月14日,第一次太空行走,上來就是更換一臺非常重要的科學設備——廣角相機。被稱為“全色”相機,可以從紅外到紫外波段給出色彩豐富的圖像。
在拆除已使用16年的第二代廣角相機時,麻煩發(fā)生了,一個螺栓卡住了。出師不利,第一個任務就卡殼了,真像一場噩夢。如果不能順利拆卸第二代廣角相機,就無法完成安裝第三代廣角相機的任務。而第三代廣角相機的性能將是第二代的7-16倍。約翰遜空間中心要求宇航員盡全力,無論如何也要拆除螺栓。在宇航員的全力以赴下,這場噩夢終于結束,最終完成了廣角相機的更換,地面中心全體起立鼓掌,大家都松一口氣。
艱難的戰(zhàn)斗
天??!這就像是一場重量級的戰(zhàn)斗!——邁克爾·古德,任務專家

5月15日,第二次太空行走,對于延長哈勃的壽命至關重要,更換的是所有的6個陀螺儀。陀螺儀是哈勃的姿態(tài)敏感器,可以看成是人的運動感知系統(tǒng)。陀螺儀能測量出哈勃是繞哪個軸轉動,轉動的速度是多少。正是由于陀螺儀的精確測量,哈勃才有可能拍出穩(wěn)定的圖像。
更換陀螺儀的工作難度和風險非常高,需要宇航員邁克爾·馬西米諾的身體完全進入狹窄的哈勃內(nèi)部,獲得安裝位置的視野。而宇航員邁克爾·古德使用一根類似于巨大牙簽的工具,在馬西米諾的指導下,完成陀螺儀的安裝。無論是宇航員的身體,還是手中的工具,都要避免碰到周圍的精密儀器。其中星敏感器尤其嬌貴,一次碰撞就有可能導致哈勃報廢。宇航員非常小心謹慎,避開了風險。但工作并不順利,在夜晚降臨時,有兩個陀螺儀(這是一件儀器)怎么也裝不上,好像是被什么給頂住了。經(jīng)過了幾個小時令人精疲力竭的嘗試,在零下100多度的環(huán)境下,終于完成了安裝。
禪定時刻
它需要我集中所有的專注力,我像是以禪的方式在工作?!驳卖敗べM斯特爾,任務專家

5月16日,第三次太空行走,有兩項重要工作:1、安裝新的宇宙起源頻譜儀,取代原來的COSTAR光學矯正系統(tǒng);2、修復損壞的先進巡天相機。其中先進巡天相機的維修是難度非常大的,因為該儀器內(nèi)部發(fā)生了嚴重的電源故障,需要在太空中打開儀器并更換脆弱的電路板進行維修,而在設計之初是沒有考慮這種維修方式。宇航員要戴著航天手套手工拆除32個細小的螺釘,如同戴著烤箱隔熱手套進行腦外科手術,他需要完全集中注意力在當下。而拔下需要更換的電路板時,要非常小心不要被它鋒利的邊緣割到手套,一旦手套發(fā)生泄漏,人就會暴露在真空中喪命。還好沒有意外發(fā)生。
“扯下來吧”
黑夜降臨,周圍一片漆黑,讓心情更加壓抑。就好像是某種寒冷與孤獨滲透進來。我無法從這襲來的夢魘中醒來。?——邁克爾·馬西米諾,任務專家

5月17日,第四次太空行走,本來任務難度不算大,修復損壞的空間望遠鏡影像攝譜儀。可上來就遇到了麻煩,扶手上的一個螺釘拆不下來,而如果不能拆下扶手就不能進行后面的所有更換工作。在進行幾個小時的失敗嘗試后,地面中心下令直接將扶手扯下來。宇航員在幾次用力后,成功拆下了扶手,并且沒有造成多余物。多余物是一種危險的存在,漂浮在哈勃內(nèi)部可能會造成設備意外短路,燒毀儀器。之后,順利修復了空間望遠鏡影像攝譜儀,給它更換了損壞的電路板。
最后一次太空行走
我們很享受這次的過程,因為我們已經(jīng)徹底修理好了。我認為,它至少可以再工作20年?!澄桓呒夗椖靠茖W家
5月18日,第五次太空行走,也是最后一次,替換損壞的精細導星傳感器。精細導星傳感器是保證哈勃能正確并穩(wěn)定對準預定觀察方向的關鍵設備,一旦鎖定目標星,可以保持哈勃的指向“抖動”在0.007弧秒以內(nèi),精度相當于能將一束激光準確照射在300公里外的一角硬幣上。正是這難以置信的精度,給我們難以置信的清晰圖像。
告別
5月19日08:57,哈勃在撒哈拉上空回歸軌道,完成了我們與他的最后一次約會。這注定是個歷史性的時刻,由于航天飛機于2011年全體退役,這極有可能是我們最后一次近距離和他見面。哈勃的命運可能是在2021年后,在地面的主動引導下墜毀在太平洋上空。

下期預告:哈勃從1990年升空到現(xiàn)在為止,已經(jīng)渡過了28個年頭,遠遠超過預期壽命。到底是什么樣的成就,可以讓哈勃受到科學家和大眾的如此喜愛?他又幫助人類解開了宇宙的哪些未解之謎?敬請期待“火星茶館”下一期。
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