科技日报:哈勃“晚年”宇宙看得更清

王朝军事·作者佚名  2009-11-08  
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哈勃太空望远镜

宇宙的年龄

大修完成后,已在太空服役19年的哈勃望远镜预计能继续服役5到10年。

王丰丰 张宁

接受7天“住院治疗”后,哈勃太空望远镜19日离开航天飞机重返工作岗位。大修完成后,已在太空服役19年的哈勃望远镜预计能继续服役5到10年。

美国东部时间8时57分(北京时间20时57分),女宇航员梅甘·麦克阿瑟用“阿特兰蒂斯”号航天飞机上的机械臂将哈勃放出货舱。

美国宇航员通过37小时太空行走,完成全部维护计划,更换或修复了望远镜上的照相机、电池、光谱仪、对接环、陀螺仪等设备。在其中两次作业中,宇航员们完成了从未有过的高难度任务。

螺栓捣乱

“阿特兰蒂斯”号航天飞机上的宇航员14日在相机升级过程中遭遇多次“险情”。

用于固定旧相机的一颗螺钉安装过于牢固,宇航员起先尝试多种工具都无法把它取下。地面控制中心一度担心,假使强行拆卸致使螺钉断裂,新相机安装将无法顺利完成。

宇航员17日维修哈勃太空望远镜期间也碰上麻烦。工程师们为维修哈勃准备了180种工具,其中116种专为这次使命设计,但宇航员连试数种,没一样能起下一枚约4.5厘米长的固定光谱仪把手的螺栓。山穷水尽之后,宇航员只好上手硬拔下它。

别看硬拔螺栓一点技术含量都没有,在太空尝试这种鲁莽之举却有相当大的危险,原因就在于剧烈动作的不可控制性和结果的不可预知性。

最后一修

宇航员约翰·格伦斯菲尔德和安德鲁·福伊斯特尔在18日太空行走中为哈勃更换了三块电池、一个恒星追踪传感器和热屏蔽罩。

整个维修过程相对顺利,最大的意外发生在更换绝缘材料时,宇航员没能回收旧的绝缘材料,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。

如果没有意外发生,格伦斯菲尔德和福伊斯特尔很可能是最后触摸哈勃的人。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。

耗时大约7小时的太空行走就快完成时,格伦斯菲尔德不小心撞上哈勃的一根天线,将天线罩撞掉。

“天啊,我感觉糟透了!”格伦斯菲尔德说。不过地面控制中心告诉他,天线没事。

耗资10亿

此次大修哈勃总耗资大约10亿美元。新安装的设备大约价值2.2亿美元,其中,新安装的广角相机价值1.32亿美元,天文学家可望利用它观测到宇宙诞生后5亿年至6亿年时的场景。大修之前,哈勃可以看到宇宙诞生后约8亿年的场景。

除了新相机,新陀螺仪可以帮哈勃更精确地对准宇宙中更遥远的天体;对接环将在哈勃望远镜退役返回地球时发挥作用;新安装的“宇宙起源光谱仪”是眼下人类在太空中灵敏度最高的光谱仪,哈勃将可以利用它提供宇宙中遥远天体的温度、密度及运行速度的精确数据。

经历5次大修,哈勃的能力比刚上天时强大百倍,从头到脚的“器官”几乎换遍。美国宇航局哈勃项目主管普雷斯顿·伯奇说,哈勃身上眼下还是有一些最初上天时的部件,但“从很多方面来说,它已经是一台新的观测设备”。

危险旅程

美国宇航局说,由于时间紧、任务重,这次维修任务难度之高前所未有。除了难度高,这次维修的危险程度也极高。哈勃望远镜所在轨道距地面约563公里。这一轨道布满太空垃圾,危险系数不低。美国宇航局估计,这次飞行任务中,“阿特兰蒂斯”号遭太空垃圾撞击、致其损毁的可能性高达221分之一。而且由于哈勃的轨道距离国际空间站太远,航天飞机将无处寻求庇护。

由于任务危险,美国国家航空和航天局专门让“奋进”号航天飞机在发射架上待命。一旦“阿特兰蒂斯”号遇险,“奋进”号将上天营救。

哈勃档案

哈勃太空望远镜以当代美国天文学家哈勃的名字命名,是迄今为止天文观测项目中投资最多、最受关注的项目之一。哈勃望远镜也是有史以来最大、最精确的天文望远镜,它上面的广角行星照相机可拍摄上百个恒星的照片,其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上,1.6万公里以外的一只萤火虫都难逃它的“法眼”。

哈勃望远镜长13.3米,直径4.3米,重11.6吨,造价近30亿美元。1990年4月25日由美国航天飞机送上太空轨道。

哈勃望远镜已到“晚年”。它在太空的19年中,经历4次大修,分别为1993年、1997年、1999年、2001年。

12项重大太空发现

在19年里,哈勃望远镜完成了88万多次宇宙观测,对2.9万个宇宙天体拍摄了57万多张照片,共采集39兆兆字节的数据资料,这些资料足以将两个美国国会图书馆塞满。天文学家基于哈勃望远镜的观测资料发布了7500多份科学研究报告,哈勃成为迄今建造的导致最多科学研究的仪器装置。以下是19年来哈勃望远镜最重大的12项科学发现:

1、首次证实暗物质的存在

2、探测到冥王星的卫星

3、类星体明亮的光线(图①)

4、彗星碰撞木星

5、加速宇宙

6、完整的星系形成过程

7、可见光视角下探测到第一颗地外行星

8、超大质量黑洞“称重”

9、宇宙中最强烈的爆炸

10、行星诞生于恒星灰尘盘

11、恒星绚丽地死亡

12、宇宙的年龄

 
 
 
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