天文科普:哈勃太空望遠(yuǎn)鏡將如何“消亡”?
來(lái)源:天文在線
發(fā)布時(shí)間:2020-06-17
瀏覽次數(shù):1060

它在距離地球約560公里的軌道上運(yùn)行,每97分鐘環(huán)繞地球一周。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡并不在真正意義上的太空中,它實(shí)際上是在地球大氣層中最大、最稀薄的熱層中。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡將如何“消亡”?

?

雖然熱層的大氣密度大約比海平面大氣密度少100萬(wàn)倍,但依然足以影響衛(wèi)星的運(yùn)行軌道。近地軌道上的衛(wèi)星在飛越地球表面時(shí)會(huì)遇到阻力,使它們減速,并使軌道衰變。 如果沒(méi)有火箭或航天飛機(jī)不定期將其“推回”,這些衛(wèi)星終將墜落,并在落地前燒毀。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡將如何“消亡”?

?

航天飛機(jī)擁有自己的引擎,而且在軌運(yùn)行的時(shí)間很短,因此不會(huì)受到影響,但國(guó)際空間站和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的運(yùn)行軌道則需要定期修正。更復(fù)雜的是,哈勃在熱層中繞行時(shí)受到的阻力并不是恒定的,當(dāng)太陽(yáng)活躍時(shí),地球大氣層會(huì)膨脹,并向太空延伸,這會(huì)增加空氣的密度,哈勃的速度會(huì)因此進(jìn)一步減慢,軌道也會(huì)加速衰變。哈勃沒(méi)有引擎,只能依靠航天飛機(jī)將它推回到更高的軌道上。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡將如何“消亡”?

?

現(xiàn)在,NASA已經(jīng)暫停了哈勃的航天飛機(jī)項(xiàng)目,未來(lái)不會(huì)再發(fā)射航天飛機(jī)為有史以來(lái)最強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡修正軌道。NASA對(duì)哈勃的脫軌退役已經(jīng)做好了安排,在最后一次維修任務(wù)中,宇航員在哈勃的后端放置了一個(gè)環(huán),即軟捕獲裝置,以方便未來(lái)的機(jī)器人航天器抓住它。由于哈勃體積很大,而且笨重,當(dāng)它墜落時(shí)并不能完全燒毀,殘留的碎片極有可能掉落在人口密集的地區(qū)。為了避免危險(xiǎn)發(fā)生,負(fù)責(zé)哈勃脫軌任務(wù)的工作人員正在建造機(jī)器人航天器,未來(lái)它會(huì)通過(guò)這個(gè)環(huán),引導(dǎo)哈勃進(jìn)入到更加安全的航線中。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡將如何“消亡”?

?

雖然這項(xiàng)任務(wù)何時(shí)進(jìn)行尚未可知,但有一點(diǎn)是明確的:隨著航天飛機(jī)計(jì)劃的終止,不會(huì)再有航天器修正哈勃的運(yùn)行軌道,只有機(jī)器人航天器能有機(jī)會(huì)拯救哈勃。這臺(tái)有史以來(lái)最重要的科學(xué)儀器,其末日已指日可待。如果我們什么都不做,哈勃將在2024年終結(jié)生命,而如果我們?cè)敢?,我們還有足夠的時(shí)間為另一種選擇做準(zhǔn)備。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡將如何“消亡”?

?

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡位于眾多大型太空望遠(yuǎn)鏡之首。它增進(jìn)了我們對(duì)自身和宇宙關(guān)系的認(rèn)知,并且與其它預(yù)算支出相比,它的費(fèi)用實(shí)在微不足道。由于公眾的強(qiáng)烈抗議,NASA改變了不再為哈勃提供服務(wù)的立場(chǎng),并設(shè)法進(jìn)行了一次修復(fù)。那么有可能建造一個(gè)機(jī)器人航天器把哈勃安全帶回家嗎?這似乎只是舉手之勞。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡將如何“消亡”?

?

相關(guān)知識(shí)

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡,是以天文學(xué)家愛(ài)德溫·哈勃為名,在地球軌道的望遠(yuǎn)鏡。哈勃望遠(yuǎn)鏡接收地面控制中心的指令并將各種觀測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線電傳輸回地球。由于它位于地球大氣層之上,因此獲得了地基望遠(yuǎn)鏡所沒(méi)有的好處:影像不受大氣湍流的擾動(dòng)、視相度絕佳,且無(wú)大氣散射造成的背景光,還能觀測(cè)會(huì)被臭氧層吸收的紫外線。

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的歷史可以追溯至1946年天文學(xué)家萊曼·斯皮策(Lyman Spitzer, Jr.)所提出的論文:《在地球之外的天文觀測(cè)優(yōu)勢(shì)》。在文中,他指出在太空中的天文臺(tái)有兩項(xiàng)優(yōu)于地面天文臺(tái)的性能。首先,角分辨率(物體能被清楚分辨的最小分離角度)的極限將只受限于衍射,而不是由造成星光閃爍、動(dòng)蕩不安的大氣所造成的視象度。在當(dāng)時(shí),以地面為基地的望遠(yuǎn)鏡解析力只有0.5-1.0弧秒,相較下,只要口徑2.5米的望遠(yuǎn)鏡就能達(dá)到理論上衍射的極限值0.1弧秒。其次,在太空中的望遠(yuǎn)鏡可以觀測(cè)被大氣層吸收殆盡的紅外線紫外線

?


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào),在對(duì)話(huà)框:
回復(fù)【最新活動(dòng)】,了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】,了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營(yíng)】,了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復(fù)【科普課堂】,了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書(shū)籍】,了解最新科普書(shū)籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】,了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥(niǎo)知識(shí)】,學(xué)習(xí)觀鳥(niǎo)相關(guān)科普知識(shí)

聽(tīng)說(shuō),打賞我的人最后都找到了真愛(ài)。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號(hào)
加入科普活動(dòng)群
  • 參加最新科普活動(dòng)
  • 認(rèn)識(shí)科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者