“哈勃”享受最后一次体检

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  一架航天飞机、七名训练有素的航天员、重达数吨的仪器设备、一个富有传奇色彩的在轨空间望远镜和绕地球197圈、超过800万千米的太空旅程,这就是哈勃望远镜最后一次在轨维护的真实写照。
  经过充分的训练和7个月的推迟,美国东部时间2009年5月11日下午两点零1分,在佛罗里达明媚的阳光下,阿特兰蒂斯号航天飞机从美国航宇局肯尼迪航天中心39A发射架准时升空,执行哈勃空间望远镜的第5次、也是最后一次在轨维护任务,目的是延长这座给人类对宇宙的认识带来革命的望远镜的寿命。此次飞行任务代号为STS-125,是美国航天飞机最后一次执行不是以国际空间站为目的地的飞行任务。阿特兰蒂斯发射时,已经19岁的哈勃望远镜恰巧飞过肯尼迪航天中心上空。
  
  将新兵齐上阵
  
  阿特兰蒂斯上有7位航天员。指令长是资深航天员斯科特·阿尔曼。驾驶员是格雷戈里约翰逊。任务飞行专家为资深太空行走专家约翰·格伦斯菲尔德和麦克尔·马斯米诺以及第一次飞上太空的安德鲁·福尹斯特尔、麦克尔·古德和迈肯·麦克阿瑟。
  此次飞行是阿尔曼第4次进入太空,第2次参与“哈勃”维护任务。2002年那次“哈勃”“手术”时,他就是指令长。约翰逊1998年成为航天员,这是他的首次太空飞行。格伦斯菲尔德是一位天文学家。这是他第3次接近“哈勃”、第5次进人太空。在1999年和2002年“哈勃”维护任务中,他共进行过5次太空行走。马斯米诺是第2次进入太空,他上次飞行是执行2002年的“哈勃”维护任务,那次他进行了2次太空行走。另三位头次进入太空的新人部是在2000年加入航天员队伍的。
  
  哈勃档案
  
  哈勃望远镜重约11.11吨,长约13.3米,主镜面直径约2.4米,大小相当于一辆校车。它1990年4月24日由航天飞机部署入轨,被认为是天文学史上最伟大的观测工具,原准备使用10年~15年。它利用其功能强大的观测仪器来洞察深空,已获取了2.5万个天体的50多万张照片,大大深化了人类对宇宙起源、演化和奥秘的认识。“哈勃”帮助科学家测定了宇宙年龄,证实了主要星系中央都存在黑洞,发现了年轻恒星周围孕育行星的尘埃盘,提供了宇宙正加速膨胀的证据,帮助确认了宇宙中存在暗能量。不过,在入轨后的前几年里,由于镜面问题,它拍出的照片却模糊不清,视力很差。作为靠“眼睛”工作的“哈勃”,名声一时很差,为甩掉这个不好的名声,NASA于1993年派航天飞机对其进行了首次维修,消除了所存在的缺陷,使其开始发回场面壮观而清晰的图像,从而使科学家能更好地测算宇宙的年龄和起源,观测到遥远的超新星,并发现和研究太阳系内外的各类天体。1997年、1999年和2002年,美国又3次派航天飞机对该望远镜进行了在轨维护和升级。2002年之后,“哈勃”又接连出现了一些故障,“明察秋毫”的能力、大打折扣,而它的继任者要等到2014年才能上岗。
  
  危险的旅程
  
  哈勃望远镜的轨道高度为563千米,比国际空间站高出许多。这使执行维护任务的航天飞机遭受空间碎片或微流星体撞击的风险要高于执行国际空间站任务,主要是因为今年初两颗卫星相撞事件产生了众多的空间碎片。更重要的是,一旦航天飞机因无论何种原因而严重受损,航天员们将无法像执行空间站任务时那样能在站内暂避。据NASA估算,阿特兰蒂斯号此行遭受空间碎片撞击的概率为1/229,但并未超出NASA的安全要求。为防万一,NASA让奋进号航天飞机处在发射台上待命,准备在必要时升空救援。哥伦比亚号事件后,出于安全考虑,本次维护任务曾一度在2004年被砍掉。2006年,在航天飞机恢复飞行并成功试验了轨道器在轨检查与修理技术后,此次任务又得以复活,但提出要有另一架航天飞机处于待命升空救援状态。2008年,在航天飞机即将升空前去维护之时,哈勃望远镜上出现了新的故障。由于地面上需要准备替换部件,维护任务只好推迟。
  阿特兰蒂斯号入轨后,航天员们曾利用装在机械臂检查支杆上的相机和激光器对防热系统进行检查,并在机翼前缘下部靠近机身的4块防热瓦上发现了长53厘米的划道。不过,NASA主管官员称损伤很轻微,不大可能影响到任务安全。5月19日“哈勃”离开后,航天员们再次检查了防热系统。确认一切正常后,奋进号才结束待命。
  
  聚焦五次太空行走
  
  发射两天后,阿尔曼和约翰逊驾驶航天飞机渐渐靠近“哈勃”,当两者相距很近时,麦克阿瑟用机械臂抓住“哈勃”,轻轻地把它放在航天飞机有效载荷舱内的旋转工作台上。真正的挑战就要开始了,按计划,航天员们要在接下来的五天内,每天出舱,为“哈勃”“治病”。
  正如前文提到的,格伦斯菲尔德和马斯米诺以前都曾作过“哈勃”的“太空医生”,他们的搭档都是第一次进入太空的新人。格伦斯菲尔德与福伊斯特尔一组,马斯米诺则与古德联袂。按计划,每次太空行走时间应为6个半小时,实际上,大部分太空行走都耗时7个小时到8个小时。
  第一次:格伦斯菲尔德和福伊斯特尔安装了“宽视场相机”3,取代已使用16年之久的“宽视场与行星相机”2,它能看到宇宙更深处的位置,在可见光、紫外和红外光谱区进行观测;更换了已失效的指挥和数据处理设备;还安装了“软捕获装置”以及三个插销装置,为后几次维护作业提供便利。太空行走时间:7小时20分钟。
  第二次:马斯米诺和古德更换了6个陀螺和一个蓄电池组件,使“哈勃”的指向和电力系统得到加强。太空行走时间:7小时56分钟。
  第三次:格伦斯菲尔德和福伊斯特尔新安装了“宇宙起源摄谱仪”,修理了“先进巡天相机”。该摄谱仪灵敏度很高,用于把所捕捉到的光线分解到不同的波长上。它不仅能用于研究恒星、行星和星系,还能用于研究在宇宙中发现的一些基本元素,比如碳和铁。新安装的仪器还将使“哈勃”能看到宇宙更早期的情况,有可能能观测到宇宙大爆炸后约6亿到5亿年的情况,而原有的能力是约7亿年。宇宙的年龄为137亿年。太空行走时间:6小时36分钟。
  第四次:马斯米诺和古德利用专门为这次任务研制的特殊工具更换了几年前出现电力问题的“空间望远镜成像摄谱仪”的供电装置。太空行走时间:8小时2分钟。
  第五次:格佗斯菲尔德和福伊斯特尔更换了另一组蓄电池和精确导向装置,最后,还在望远镜外安设了不锈钢防护毡,罩住了防护性隔热层上因太阳辐射轰击而受损的部位。但是航天员没能回收旧的防护材料,只好任其在太空中飘远。好在这些材料不会对航天飞机造成危害。太空行走时间7小时2分钟。
  另外,航天员们在太空行走中还为“哈勃”安装了新的对接系统。NASA没有再派航天飞机对“哈勃”实施在轨维护的计划。格伦斯菲尔德和福伊斯特尔很可能是最后触摸“哈勃”的入。美国现役的3架航天飞机明年就将退役,新的航天器比航天飞机小,而且没有“捕获”“哈勃”的机械臂,不大可能执行维修“哈勃”的任务。新对接装置将使“哈勃”能与带推进设备的无人航天器对接起来。当该望远镜无力再开展观测时,NASA打算利用这种航天器将其推落到太平洋中,而不是任由其无控制地落回地球。无控下落有可能威胁到有人居住的区域。
  维护过程中,航天员们克服了一些意想不到的困难,包括螺栓因脱扣而拆不下来、电动工具关键时刻掉电、航天服靴子不合脚和手套受损等。
  美国东部时间19日8时57分,麦克阿瑟用阿特兰蒂斯号上的机械臂将“哈勃”放出货舱,预计它将在三周后重新开始工作。“哈勃”将能再工作至少5年,即至少能工作到2014年。在此之后,它将由更为先进的“詹姆斯·韦布”空间望远镜取代。
  “哈勃”“出院”后的5月20日,航天飞机上的航天员们度过了相对轻松的一天。太空的一举一动也牵动着新任美国总统奥巴马的心,这天,他特意与航天飞机上的航天员们进行了通话。
  
  终点和起点
  
  STS-125的飞行任务原定11天,佛罗里达上空持续不断的风雨使阿特兰蒂斯连续三天尝试着陆均未成功。在推迟两天后,美国东部时间5月24日上午11点39分,阿特兰蒂斯号改降在加利福尼亚州的爱德华兹空军基地。在航天飞机以往123次着陆中有70次是降落在肯尼迪航天中心,52次在爱德华兹空军基地,只有一次降落在上述两个着陆场以外。
  在“哈勃”最后一次在轨维护圆满完成之际,美国总统奥巴马提名退役海军陆战队少将、曾4次乘航天飞机飞行的航天员查尔斯·博尔登(本刊特约顾问)担任NASA局长一职,他曾在1990年驾驶航天飞机把“哈勃”送上太空。如果能得到参议院的认可,博尔登将成为NASA的首位非洲裔局长,也将是该局第二位出身航天员的局长。
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