哈勃最后的大修
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2008 年是望远镜发明400 周年。恰在这一年，400 年来最昂贵的望远镜――哈勃空间望远镜将迎来最后一次大修。在服役期临近末尾的时候，它将获得前所未有的强大功能。风险、成本以及哈勃的重要性曾经让维修计划一再推迟，但现在时机已不容等待，因为美国仍在服役的航天飞机已经不多了。
哈勃空间望远镜终于迎来了一次大修。据官方的说法，这将是最后一次。在这以后，哈勃的继承者詹姆斯• 韦伯空间望远镜将接替它的使命。看起来，这台史上最贵的望远镜终于要退役了――美国人已经在它上面花费了约50 亿美元――这也意味着一种危险的太空修补方式就此结束。
如果这次维修任务成功，哈勃望远镜将会前所未有地强大。亚特兰蒂斯号上的宇航员为哈勃带去了两件新仪器――宇宙起源摄谱仪和第三代广域照相机，还会为它更换新的电池和陀螺仪。升级之后的哈勃不仅能恢复稳定的电力供应、维持平衡，还能在星系起源等方面获得更强大的观测能力。这样它就可以一直工作到2013 年正式退役，但是无论如何，这只是一个计划。维修任务可能会很成功，对于NASA 来说，所谓计划的时间表，永远只有在最理想的情况下才能实现。因此哈勃望远镜的历史就是一部不断延期的历史。
哈勃坎坷18 年
哈勃望远镜从诞生起就充满了意外和不确定。哈勃望远镜发射升空的日期最初确定在1983 年，但事实上的发射时间推到了1990 年。推迟的原因之一是挑战者号的悲剧，更根本的原因是没有钱。预算被砍了一半，不论是镜面还是太空船的建造进度都在不断推后。等到一切准备就绪，却恰好遇上了1986 年初挑战者号航天飞机失事，美国所有的航天飞机停飞，原定在当年发射的哈勃望远镜也无限期地拖了下来，在无尘室中存放了4 年，一直到1990年升空。升空后又发生了镜面危机，严重的球面像差让哈勃望远镜无法正常工作。所幸的是第一次维修任务，也就是众所周知的给哈勃“戴眼镜”，最终获得了圆满成功。
修复后的哈勃望远镜终于把强大的威力展示出来，在观测天文学的每一个领域，哈勃几乎都作出过巨大的贡献。它能观测极暗弱的天体，也能接收到被大气层过滤的紫外线。著名的“哈勃深空”让人类第一次见到宇宙最初期的星系如何形成和碰撞，星云的照片见证了恒星如何在气体云中形成。哈勃的影像也为星系核心黑洞的存在提供了证据。人们通过哈勃寻找到了太阳系外的行星，同时也见证了苏梅克- 列维9 号彗星和木星的历史性相撞。但是哈勃的正常运作，却始终要依赖于持续不断的维修。
缝缝补补又一年
哈勃望远镜已经有6 年没有维修了。到2002 年为止，每3 年都会有一架航天飞机给哈勃进行常规维修，这是在设计时就定好的方案。就像人的隐形眼镜需要不断护理，哈勃的维修也是一种常态。
老化和损坏的陀螺仪、太阳能电池板当然需要更新。而迄今为止，哈勃望远镜上的5 件观测和定位仪器还没有同时正常运转过，最近一次是2006 年广域照相机的罢工。即使没有机械故障，哈勃携带的仪器本身也在不断的升级换代。1990 年哈勃升空时所携带的5 件观测仪器，都已经被陆续更换掉了。升级维修已经成功地进行了4 次，每一次都使哈勃变得更强大。算上第5 次维修，哈勃望远镜的广域照相机就已经更换到第三代了。它能够完成视野和波段各不相同的拍照任务，前两代的广域照相机曾经拍摄了“哈勃深空”和老鹰星云照片，而第三代据说可以增加10~30 倍的灵敏度。这一次更换的另一个仪器，宇宙起源摄谱仪的名称似乎在暗示它的强大功能，它将通过分析紫外波段的光谱，来了解宇宙大尺度的物质分布，从而为宇宙学的研究提供数据。6 个57 千克的镍氢蓄电池也会被更换，每一块相当于1000 个5 号充电电池，可以保证哈勃在最近几年内不会电力不足。
但是这最后一次维修还是历经波折。2003 年，此前刚执行过第4 次维修任务的哥伦比亚号航天飞机在返回时失事，所有的航天飞机再次停飞两年。而美国仍然在服役的航天飞机只剩下发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号3 架。几年后，这3 架航天飞机也将功成身退。但下一代太空飞行器还遥遥无期。在今后的几年里，美国人似乎将要面临无法送人上天的局面。NASA 也曾设想过遥控机器人对哈勃望远镜进行维修，但是这个想法没有付诸现实，因为维修的动作太复杂了，只有宇航员才可能对太空中各种意外情况随机应变。NASA 别无选择：亚特兰蒂斯号今年必须上去，维修哈勃望远镜！因为哈勃无法替代。
整装待发
历经磨难之后的NASA 似乎变得更成熟了。资金大量注入太空事业的黄金年代可能一去不复返，于是更需要审慎地对待每一个细节来保证任务安全。亚特兰蒂斯号升空执行任务的同时，另一架航天飞机奋进号也在发射台上待命。如果维修中发生意外，奋进号可以在几天之内进入轨道援救。这是美国航天史上第一次采用双重保险。
维修的每一个细节也都经过了更细致的考虑。宇航员在水池中进行过演习，所有的维修动作都在一个1：1 模型上反复模拟过了，维修用的工具也经过反复设计，因为这次任务比以往更加复杂。想要全面修复哈勃望远镜的先进巡天照相机，需要卸下111 颗螺丝，并且更换电路板。如何处理这些螺丝需要有些灵感，最后的方案是把它们像调色盘一样安置在一块“捕获板”上。而安装陀螺仪的工具据说灵感来自儿童玩具。宇航员每一天的任务都已经仔细分配好，只等着秋天最后的飓风过去就可以升空。而哈勃望远镜修复后的日程也已经排满了，从观测宇宙最早期的星系，到太阳系边缘的柯伊伯天体，可能会有更激动人心的发现。
哈勃传位给谁
空间望远镜是一个庞大的家族。每一个望远镜都有其特殊的用途：康普顿天文台、钱德拉天文台、斯必泽望远镜分别专攻伽马射线、X 射线和红外线，而宇宙背景探测者是为了检测微波背景辐射，它们在恒星的命运和宇宙学研究中都立下了丰功伟绩，但是哈勃能够在几乎所有的领域作出贡献。地面的天文台也在改进，但是还不能达到哈勃的分辨率，更不用说观测被大气层吸收掉的紫外线了。哈勃望远镜的后继者，詹姆斯• 韦伯空间望远镜不需要维修，因为它太远了。它和地球的距离是哈勃望远镜的2000 多倍：150 万千米。在那里地球和太阳的引力相互平衡，可以让它保持稳定的 位置。詹姆斯•韦伯空间望远镜看起来更像是一架卫星天线，它的反射镜面是由18块六角形镜片组成，在发射升空后由高精度的微型马达展开组装。它的镜面面积是哈勃的5 倍，可以想象它将会带来超越哈勃的奇迹。但是这只是计划，而且是NASA 的计划。它的发射日期已经从2011 年推迟到了2013 年，还会不会推迟，有没有别的意外，谁也不知道。但是无论如何，对于天文学家和保有好奇心的人来说，人类在太空中维持一颗明亮的眼睛，是非常必要的。
Tips：
哈勃所经历的5 次大修
SM1，1993 年12 月
用COSTAR 取代高速光度计（HSP）修正光学误差
安装第二代广域照相机（WFPC2）
更换太阳能电池板
更换陀螺仪
更换磁力记、协处理器, 及其他电子器件
SM2，1997 年2 月
用近红外相机和多目标光谱仪（NICMOS）替换戈达德高分辨光谱仪（GHRS）
用成像摄谱仪（STIS）替换暗天体光谱仪（FOS）
更换精密制导传感器
更换数据记录仪
更换反作用轮
SM3A, 1999 年12 月
更换陀螺仪
更换精密制导传感器
安装升级的计算机，数据记录仪，隔热板及其他电子设备
SM3B，2002 年3 月
用ACS 替换暗天体照相机（Faint-Object Camera）更换太阳能电池板
为NICMOS 安装新的冷却系统更换陀螺仪
更换反作用轮
SM4，2008 年10 月
用宇宙起源摄谱仪（COS）替换COSTAR
安装第3代广域照相机（WFC3）
维修STIS 的电源系统
维修ACS 的电子学系统
更换精密制导传感器
更换镍氢电池
更换陀螺仪
安装柔性捕获装置为机器人捕捉脱离轨道服务
外部防护罩(outer blanket)
这是哈勃的新盔甲，使用三层隔热系统来保护内部的精密仪器
宇宙起源频谱仪(COS)
是一台灵敏的紫外线频谱装置，自己带有光学矫正装置。
空间望远镜影像摄谱仪(STIS)
新更换的电路板可以让它发挥出全部威力。
近红外线照相机和多目标分光仪(NICMOS)
不用维修
先进巡天照相机(ACS)
2007 年它已经处于半瘫痪状态，而新更换的动力装置将会恢复它70% 的功能。
软捕获装置
添加这个接口是为了方便无人驾驶的飞船和哈勃对接，因为以后可能要把它整个打包运回地球。
精细导星传感仪(FGS)
用来作高精度的定向，锁定观测目标。3 只精细导星传感仪中的1 只将会被更换。
电池
1990 年带上天的6 块“原装”电池，这一次要全部更新。
第3 代广域照相机(WFC3)
功能将会全面提升，4 台16 万像素的相机将会被一台1600 万像素的相机取代，而观测波长也将覆盖从紫外到近红外的整个频谱。
陀螺仪(Gyroscope)
这是哈勃用来确定方向的核心装备。这一次6 只陀螺仪会全部更换掉。