美国宇航局会让哈勃望远镜烧毁吗？

上个月，六名宇航员齐聚纽约市无畏号海空航天博物馆，讨论 2009 年哈勃太空望远镜的维修任务。随着哈勃望远镜即将迎来​​ 20 岁生日，它迫切需要升级；轨道光学系统、电池和其他设备由于日晒和老化而逐渐损坏。

美国宇航局部署了航天飞机任务 STS-125，这是最后一次哈勃维修任务，目的是通过一系列太空行走来翻新望远镜。前任务指挥官斯科特·奥特曼告诉《大众科学》 ：“对于很多任务，他们说不要担心，我们下次总能完成，你不必急于求成。”“但我们知道这是最后一次了，所以任何我们没有完成的事情，都不会完成。”

最终，地球引力将把望远镜拉至燃烧殆尽。

尽管操作压力很大，但机组人员回忆起他们是如何在五次漫长而艰苦的太空行走中尽可能地升级哈勃望远镜的，从而确保了该望远镜在2011年航天飞机计划结束后仍能继续保持良好的运行能力。

如今，哈勃望远镜已服役 25 年，而 NASA 尚未正式计划对它进行升级，这意味着它的硬件将在未来几年内老化和过时。如果没有帮助，哈勃望远镜无法永远维持其轨道，最终地球引力将使望远镜燃烧殆尽。

哈勃的最后一次任务

就像 iPhone 一样，哈勃望远镜过去每隔几年就会更新一次。从 1993 年到 2002 年，美国宇航局批准了四次对该望远镜的维修任务，宇航员将用更新的光学器件和硬件替换旧的或退化的技术。最初计划在 2005 年进行第五次维修任务，但 2003 年，随着哥伦比亚号航天飞机的灾难，一切都发生了变化。

这场灾难使所有后续航天飞机任务都成为关注焦点——尤其是制定“B 计划”的重要性。在前往国际空间站的途中，如果航天飞机发生意外，宇航员可以很容易地在空间站内寻求庇护。但对于哈勃太空望远镜来说，他们无处可藏。因此，如果航天飞机受损，机组人员要么死在太空，要么在重返大气层时死亡。

由于这种令人不安的情况，时任美国宇航局局长的肖恩·奥基夫取消了 2005 年的维修任务，有一段时间，维修任务似乎永远不会发生。与此同时，望远镜的技术继续受到侵蚀。哈勃望远镜每 97 分钟绕地球运行一次，其寿命有一半时间在阳光直射下，一半时间在黑暗中，这些温度变化导致其组件变得有些破旧。

“太阳以高温烘烤着望远镜，这会损坏望远镜，”STS-125 号宇航员之一迈克·马西米诺告诉《大众科学》杂志。“此外，它还会经历巨大的温度波动，这些变化会使望远镜轻微震动，导致其振动、膨胀和收缩。”

“我们面临着很大的压力，要让业绩恢复到 100%，我相信我们做到了。”

但重返哈勃望远镜的呼声很高，当奥基夫于 2004 年退休时，新任管理员迈克尔·格里芬很快就将哈勃望远镜的任务重新安排在 2009 年。由于距离望远镜上次升级已经过去了七年，STS-125 的宇航员知道他们有很多工作要做。“我们有一个任务时间表，当你在发射前查看它时，你不可能把所有事情都做完，”奥尔特曼说。

然而，STS-125 的七名机组人员完成了他们的任务清单——甚至更多。他们成功地在哈勃望远镜上安装了两台新仪器，包括宇宙起源光谱仪（它可以分解并测量各个组件中的光线）和广角相机 3（一台可以观察近红外光、可见光和近紫外辐射的相机）。机组人员还修复了两台损坏的仪器，更换了陀螺仪和电池。他们甚至添加了新的隔热板，以保护天文台免受太阳的损害。

当他们到达时，“望远镜可能只剩下原来的 20%。它已经严重退化了，”STS-125 号飞行员格雷戈里·卡尔·约翰逊说。“我们承受了相当大的压力，要让它恢复到 100%，我相信我们做到了。”

崩溃倒计时

但 NASA 无法阻止时间的流逝。每次哈勃望远镜晃动或振动，它都会被推离轨道一点点。之前的维修任务的一项基本任务就是将望远镜推回到更高、更稳定的轨道上。

“它的轨道会衰减，”马西米诺说。“望远镜不会出问题，但它的轨道会让它离地球越来越近。到那时，一切就都结束了。”

最终，NASA 有两个选择：想办法为哈勃望远镜安排另一个维修任务，修复其设备并将其推回预定轨道，或者让哈勃望远镜坠落地球，如果不加以处理，它将在未来 8 到 10 年内坠落地球。

截至目前，NASA 似乎选择了后者。目前尚未制定对哈勃望远镜进行另一次维修任务的计划，尽管 NASA 正在开发一种名为太空发射系统（似乎是航天飞机的替代品）的新型重型运载火箭，但它要到 2025 年才能用于载人航天飞行。哈勃望远镜需要人工操作，因为机器人任务不够精细或精确，无法完成所有必要的升级。

像 SpaceX 或波音这样的商业公司可以建造载人飞船，将宇航员送往望远镜。在美国宇航局的商业载人计划中，该机构目前正在向私人航天公司付费，以建造用于往返国际空间站的“太空出租车”。目前在商业载人计划中服役的 STS-125 宇航员迈克尔·古德 (Michael Good) 表示，美国宇航局尚未考虑使用私人公司修复哈勃望远镜的可能性，但他表示这种情况总是有可能发生的。“我们开展商业载人计划的原因之一是使这种能力能够进入近地轨道，”古德说。“但这肯定是有可能的。”

普遍的看法是，是时候让这架老望远镜退役了，特别是因为维修任务会从更令人兴奋的火星任务中抽走资金。此外，哈勃望远镜的下一代也将很快进入太空。2018 年，NASA 计划发射詹姆斯·韦伯太空望远镜，它将绕地球 90 多万英里运行，覆盖的光波长比哈勃更长。既然詹姆斯·韦伯望远镜可以比以往任何时候都看得更远、更久远，为什么还要维护哈勃望远镜呢？

“你永远不知道什么东西会存活下来，但镜子很可能能存活下来。”

这使得 NASA 不得不选择更危险的方式，那就是让哈勃望远镜在坠落地球时在地球大气层中燃烧殆尽。哈勃望远镜的体积大约相当于一辆公共汽车，比普通的轨道卫星要大得多。因此，当它进入大气层时，它的一些碎片会幸存下来。

“你永远不知道什么东西会幸存下来，”马西米诺说。“但这面镜子很可能能经受住冲击。它很大，而且很可能能经受住它所处的温度。”

那么 NASA 要如何确保哈勃望远镜的碎片不会落在一个庞大的大都市呢？望远镜的毁坏必须得到引导。在 STS-125 任务期间，宇航员为望远镜安装了一种通用对接装置，称为软捕获和会合系统，它可以连接到任何基本的火箭发动机上。这个想法是让哈勃望远镜缓慢地向地球移动，在它坠落之前，NASA 将发射一枚小型火箭与望远镜对接，并引导它坠入海洋。

目前，哈勃望远镜仍在全面运行，其未来计划尚不确定。但 STS-125 号机组人员表示希望 NASA 不会放弃其著名的轨道天文台。

“我认为我们应该让哈勃继续工作。当你执行这类服务任务，将人们送上太空执行另一项维修任务时，你会学到很多东西，”马西米诺说。“哈勃不能做所有事情，但你仍然可以用它完成许多伟大的天文学研究。”

请查看下面一些哈勃拍摄的令人难以置信的照片。您还可以在哈勃网站上查看望远镜的完整图片库，或参观纽约市 Intrepid 的 Hubble@25 展览。