死機一個月后，31歲的哈勃望遠鏡又復活了

2021-07-18 09:09

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

機器之心報道

編輯：澤南

這或許是人類創(chuàng)造的最偉大的太空設備，它即將在自己生命的第四個十年繼續(xù)工作。

你可能不是一個天文愛好者，但仍然會聽說過哈勃望遠鏡的大名：這臺以著名天文學家 Edwin Hubble 命名的望遠鏡在距離地球 559 公里的軌道上運行。自 1990 年發(fā)射之后，它已經(jīng)成為天文史上最重要的探測設備，也被認為是有史以來最成功的太空任務。

不過最近，哈勃最引人關注的消息卻是「死機」。由于控制電腦出現(xiàn)問題，它已經(jīng)一個多月無法收集科學數(shù)據(jù)了。

美國國家航空航天局（NASA）曾多次嘗試遠程挽救這臺人類歷史上最著名的望遠鏡，但幾次努力均告失敗。隨著時間的推移，人們正在逐漸喪失信心。

昨天終于傳來了好消息，在計算機故障修復之后，已顯老邁的哈勃太空望遠鏡似乎再次復活了。據(jù)《Science》等媒體報道，在過去 24 小時內，從運行的有效載荷控制計算機切換到備用設備后，哈勃的科學家們已經(jīng)重新建立了地球與望遠鏡之間所有儀器的通信，并計劃于今天恢復設備的正常運行。

「哈勃回來了！」哈勃任務辦公室的負責人湯姆 · 布朗在 7 月 16 日早晨 5：56 向太空望遠鏡科學研究所的工作人員群發(fā)了電子郵件。「我很高興看到哈勃即將重新探索宇宙?！?/p>

這次危機發(fā)生在 6 月 13 日，當時控制望遠鏡科學儀器并監(jiān)控其健康狀態(tài)的「有效載荷計算機」發(fā)現(xiàn)與儀器的通信錯誤并切換到安全模式。哈勃的操作人員最初認為這是內存模塊出現(xiàn)了問題，但切換到三個備份模塊的任意一條線上都產(chǎn)生了同樣的錯誤。

故障無法排除，人們對各種其他設備進行了調查并一一排除了可能性。

最終，科學家們決定從更高層面入手，將整個科學儀器控制和數(shù)據(jù)處理單元 SIC&DH 切換到備用機構上，有效載荷計算機只是它的一部分。在過去的一周里，人們利用地面的硬件反復練習加載程序，并仔細審查，確保任務能在不破壞望遠鏡其他組件的情況下完成。

不過就在 7 月 15 日開始切換至前不久，NASA 認定 SIC&DH 的另一部分——電源控制單元 (PCU) 是問題的根源。PCU 為有效載荷計算機提供穩(wěn)定的電壓電源，現(xiàn)在它要么提供的是正常范圍之外的電壓，要么就是檢測到電壓的傳感器給出了錯誤的讀數(shù)。幸運的是 PCU 也有備用的，在切換之后還可以繼續(xù)運行。

布朗告訴同事：「哈勃成功地在 SIC&DH 正常模式之下恢復，這意味著我們第一次讓問題在 B 計劃之上獲得了解決?！顾硎?，如果一切情況正常，哈勃望遠鏡將在本周末重新開始科學探測活動。

消息傳來，倫敦大學學院的天文學家理查德 · 埃利斯正在接受《Science》的采訪，他表示：「你必須告訴所有人我們對此的激動之情！」他表示哈勃一直是一個真正的全球設施，每個人都是哈勃的朋友，它是獨一無二的。

自 1990 年 4 月由發(fā)現(xiàn)號航天飛機送上太空之后，哈勃望遠鏡成為了地球大氣層之外的一個絕佳宇宙觀測平臺。它成功彌補了地面觀測的不足，幫助天文學家解決了許多天文學上的基本問題，使得人類對天文物理有更多的認識。

不過，這臺著名的望遠鏡三十多年的工作歷程并不是一帆風順的。在當初發(fā)射升空之后，人們立即發(fā)現(xiàn)其主鏡有球面像差，嚴重降低了望遠鏡的觀測能力，該問題隨后在 1993 年由奮進號航天飛機的航天員 4 人 5 次太空行走完成了修復。此后人們又于 1997 年 2 月、1999 年 12 月和 2002 年 2 月分別飛上太空，保持了望遠鏡的良好工作狀態(tài)，甚至還往上安裝了新開發(fā)的設備。

2009 年 5 月，亞特蘭蒂斯號航天飛機進行了最后一次哈勃望遠鏡維修任務，更換了失效的陀螺儀。在今年 6 月份出現(xiàn)故障之后，由于航天飛機早已退役多年，人們無法依靠太空行走來更換損壞的組件，哈勃望遠鏡的未來一度蒙上了陰影。

另一方面，繼任者們還沒有到位：原本計劃用于替代哈勃的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡，其發(fā)射計劃從 2007 年拖到了今年 10 月，而且還有拖延的可能。而中國空間站計劃中的伴飛望遠鏡「中國空間站工程巡天望遠鏡」還要三年之后才能發(fā)射。

昨天的重啟成功讓人們松了一口氣。

在哈勃傳回地球的影像中，超深空視場（Hubble eXtreme Deep Field，XDF）是天文學家們目前能獲得的最深入、也是最敏銳的太空光學影像。這張于 2012 年 9 月公布的合成照片展示了 132 億年前存在的星系。