死机一个月后,31岁的哈勃望远镜又复活了

2021-07-18 09:09 来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客

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机器之心报道
编辑:泽南
这或许是人类创造的最伟大的太空设备,它即将在自己生命的第四个十年继续工作。
你可能不是一个天文爱好者,但仍然会听说过哈勃望远镜的大名:这台以著名天文学家 Edwin Hubble 命名的望远镜在距离地球 559 公里的轨道上运行。自 1990 年发射之后,它已经成为天文史上最重要的探测设备,也被认为是有史以来最成功的太空任务。
不过最近,哈勃最引人关注的消息却是「死机」。由于控制电脑出现问题,它已经一个多月无法收集科学数据了。美国国家航空航天局(NASA)曾多次尝试远程挽救这台人类历史上最著名的望远镜,但几次努力均告失败。随着时间的推移,人们正在逐渐丧失信心。
昨天终于传来了好消息,在计算机故障修复之后,已显老迈的哈勃太空望远镜似乎再次复活了。据《Science》等媒体报道,在过去 24 小时内,从运行的有效载荷控制计算机切换到备用设备后,哈勃的科学家们已经重新建立了地球与望远镜之间所有仪器的通信,并计划于今天恢复设备的正常运行。
「哈勃回来了!」哈勃任务办公室的负责人汤姆 · 布朗在 7 月 16 日早晨 5:56 向太空望远镜科学研究所的工作人员群发了电子邮件。「我很高兴看到哈勃即将重新探索宇宙。」
这次危机发生在 6 月 13 日,当时控制望远镜科学仪器并监控其健康状态的「有效载荷计算机」发现与仪器的通信错误并切换到安全模式。哈勃的操作人员最初认为这是内存模块出现了问题,但切换到三个备份模块的任意一条线上都产生了同样的错误。
故障无法排除,人们对各种其他设备进行了调查并一一排除了可能性。
最终,科学家们决定从更高层面入手,将整个科学仪器控制和数据处理单元 SIC&DH 切换到备用机构上,有效载荷计算机只是它的一部分。在过去的一周里,人们利用地面的硬件反复练习加载程序,并仔细审查,确保任务能在不破坏望远镜其他组件的情况下完成。
不过就在 7 月 15 日开始切换至前不久,NASA 认定 SIC&DH 的另一部分——电源控制单元 (PCU) 是问题的根源。PCU 为有效载荷计算机提供稳定的电压电源,现在它要么提供的是正常范围之外的电压,要么就是检测到电压的传感器给出了错误的读数。幸运的是 PCU 也有备用的,在切换之后还可以继续运行。
布朗告诉同事:「哈勃成功地在 SIC&DH 正常模式之下恢复,这意味着我们第一次让问题在 B 计划之上获得了解决。」他表示,如果一切情况正常,哈勃望远镜将在本周末重新开始科学探测活动。
消息传来,伦敦大学学院的天文学家理查德 · 埃利斯正在接受《Science》的采访,他表示:「你必须告诉所有人我们对此的激动之情!」他表示哈勃一直是一个真正的全球设施,每个人都是哈勃的朋友,它是独一无二的。
自 1990 年 4 月由发现号航天飞机送上太空之后,哈勃望远镜成为了地球大气层之外的一个绝佳宇宙观测平台。它成功弥补了地面观测的不足,帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题,使得人类对天文物理有更多的认识。
不过,这台著名的望远镜三十多年的工作历程并不是一帆风顺的。在当初发射升空之后,人们立即发现其主镜有球面像差,严重降低了望远镜的观测能力,该问题随后在 1993 年由奋进号航天飞机的航天员 4 人 5 次太空行走完成了修复。此后人们又于 1997 年 2 月、1999 年 12 月和 2002 年 2 月分别飞上太空,保持了望远镜的良好工作状态,甚至还往上安装了新开发的设备。
2009 年 5 月,亚特兰蒂斯号航天飞机进行了最后一次哈勃望远镜维修任务,更换了失效的陀螺仪。在今年 6 月份出现故障之后,由于航天飞机早已退役多年,人们无法依靠太空行走来更换损坏的组件,哈勃望远镜的未来一度蒙上了阴影。
另一方面,继任者们还没有到位:原本计划用于替代哈勃的詹姆斯·韦伯空间望远镜,其发射计划从 2007 年拖到了今年 10 月,而且还有拖延的可能。而中国空间站计划中的伴飞望远镜「中国空间站工程巡天望远镜」还要三年之后才能发射。
昨天的重启成功让人们松了一口气。
在哈勃传回地球的影像中,超深空视场(Hubble eXtreme Deep Field,XDF)是天文学家们目前能获得的最深入、也是最敏锐的太空光学影像。这张于 2012 年 9 月公布的合成照片展示了 132 亿年前存在的星系。这张「创生之柱」是哈勃拍摄在鹰星云内圆柱形的星际气体和尘埃的合成图片,被 Space.com 认为是哈勃太空望远镜拍摄的前十名最佳照片之一。参考内容:
https://www.sciencemag.org/news/2021/07/hubble-back-famed-space-telescope-has-new-lease-life-after-computer-swap-appears-fix
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/operations-underway-to-restore-payload-computer-on-nasas-hubble-space-telescope
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原标题:《死机一个月后,31岁的哈勃望远镜又复活了》
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