不知不覺(jué)，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)成功升空30年，在此期間，哈勃望遠(yuǎn)鏡不僅僅是一臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡，能夠帶給人類(lèi)以眾多宇宙星空的美圖，它還真實(shí)改變了人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)知和視角，徹底改變了人類(lèi)看待宇宙的方式。

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NASA在1968年制定了軌道空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)展計(jì)劃，哈勃望遠(yuǎn)鏡從設(shè)計(jì)藍(lán)圖的變更到不斷推遲發(fā)射上天，從立項(xiàng)到拍攝獲得第1張照片，中間經(jīng)歷了25年。原定設(shè)計(jì)的使用壽命為15年，然而目前哈勃望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)超期長(zhǎng)達(dá)30年，依舊寶刀不老。

發(fā)現(xiàn)號(hào)升空，把哈勃望遠(yuǎn)鏡送入軌道

但哈勃望遠(yuǎn)鏡從發(fā)射升空以后就麻煩不斷，經(jīng)歷了多次太空維修，可謂是命途多舛。量子君今天就帶你來(lái)看，哈勃望遠(yuǎn)鏡最有意思的兩次維修經(jīng)歷。

哈勃望遠(yuǎn)鏡

?剛上天就變近視眼，哈勃望遠(yuǎn)鏡眼鏡戴起來(lái)。

哈勃望遠(yuǎn)鏡以著名天文學(xué)家哈勃而命名，就像一個(gè)太空天文臺(tái)，運(yùn)行在距離地球600公里的軌道上，排除了地球大氣的干擾，它僅以 2.4米的口徑就已經(jīng)可以觀測(cè)到100億光年之外的遙遠(yuǎn)天體。

作為一臺(tái)光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)光的范圍與人類(lèi)視覺(jué)范圍比較一致。這個(gè)人類(lèi)迄今為止制造的最復(fù)雜和精密的天文儀器，看來(lái)就是像是一個(gè)大圓柱子，長(zhǎng)達(dá)13米，直徑4米，其中最重要的當(dāng)然就是它的眼睛，前端那口徑為2.4米的主鏡面，來(lái)拍攝超高分辨率的太空?qǐng)D像。

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1990年4月24號(hào)，發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)將哈勃望遠(yuǎn)鏡送入了既定軌道。此時(shí)，地球上的科研人員急切期待著哈勃傳回壯觀而瑰麗的圖像。但出人意料的是，哈勃傳來(lái)的卻是模糊不清的圖像，原來(lái)，花費(fèi)幾十億美元送到天上的哈勃望遠(yuǎn)鏡竟然是個(gè)“近視眼”。

經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原來(lái)由于制造產(chǎn)商的低級(jí)失誤，導(dǎo)致哈勃望遠(yuǎn)鏡那直徑2.4米的大眼睛近視了。其鏡面邊緣打磨的過(guò)平，比需要的位置偏差2.2微米，雖然這個(gè)尺寸只有人類(lèi)頭發(fā)寬度的1/50，但足以影響光線(xiàn)的正常聚焦，導(dǎo)致的球面偏差大大降低的觀測(cè)圖像的分辨率。這臺(tái)世界上最大最昂貴的太空望遠(yuǎn)鏡，現(xiàn)在突然變成了近視眼，幾乎成為廢物。

除了光學(xué)公司的制造問(wèn)題，NASA自身也存在著品質(zhì)管理和核查的責(zé)任。把一個(gè)近視眼的太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空，讓幾十億美元打了水漂，面對(duì)來(lái)自各方的質(zhì)疑和嘲諷，NASA承受了極大的壓力。

太空維修

亡羊補(bǔ)牢，未為遲也。NASA在分析哈勃失敗原因的同時(shí)，也啟動(dòng)了各種解決和補(bǔ)救方案的征集。所幸哈勃望遠(yuǎn)鏡從設(shè)計(jì)之初，就是一個(gè)可升級(jí)的天文臺(tái)，宇航員可以通過(guò)艙外的太空行走，對(duì)其進(jìn)行設(shè)備更換和重要維修。

哈勃的近視眼主要是鏡面的問(wèn)題，這個(gè)大家伙無(wú)法拆卸，基本也就無(wú)法進(jìn)行更換了，有這功夫又可以重新打造一臺(tái)新哈勃了。NASA想到的解決方案就是，盡然哈勃望遠(yuǎn)鏡近視了，那就給它裝個(gè)”近視眼鏡”，方法聽(tīng)起來(lái)貌似很簡(jiǎn)單，但實(shí)際上對(duì)“眼鏡”的制備與調(diào)試，太空維修任務(wù)的難度都是難以想象的。

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為了實(shí)現(xiàn)讓哈勃開(kāi)眼的目標(biāo)，1993年12月，美國(guó)實(shí)施了太空史上維修風(fēng)險(xiǎn)最高，投入最大的維修活動(dòng)。宇航員要進(jìn)行多次出倉(cāng)維修，利用控制機(jī)械臂固定住哈勃望遠(yuǎn)鏡，給它帶上了光學(xué)矯正系統(tǒng)。最終效果還真不錯(cuò)，近視眼的哈勃帶上眼睛以后，秒變火眼金睛。

創(chuàng)世之柱

為了能夠真正的利用這臺(tái)強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡，NASA對(duì)哈勃望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了多次大規(guī)模的維修，大致以三年為一個(gè)周期進(jìn)行維修，主要是更換電池，升級(jí)圖像采集和信號(hào)處理系統(tǒng)，為哈勃配備了最好的設(shè)備，使它一直保持在最佳的狀態(tài)。

哈勃上陀螺儀不好使了，怎么辦？拍幾下加踹兩腳。

對(duì)哈勃望遠(yuǎn)鏡上的陀螺儀進(jìn)行維修和更換，也是宇航員最重要的任務(wù)之一。為了獲得穩(wěn)定的圖像，哈勃望遠(yuǎn)鏡上裝備了6個(gè)陀螺儀，只需要其中3個(gè)正常運(yùn)行，就可以保障哈勃的運(yùn)轉(zhuǎn)。2009年5月，亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)上的宇航員對(duì)哈勃望遠(yuǎn)鏡上做了最后的一次大修，把上面的6個(gè)陀螺儀全部更換。

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陀螺儀

時(shí)間到了2018年10月，三個(gè)一直使用的陀螺儀也大限將至，其中一個(gè)陀螺儀開(kāi)始失效，不知道什么因素阻礙了它的旋轉(zhuǎn)。地面控制團(tuán)隊(duì)就試圖啟用備用陀螺儀，誰(shuí)知道，放了十來(lái)年的備用陀螺儀竟然拒絕訪問(wèn)，這可怎么辦呢？

我們?nèi)粘６加幸恍┙?jīng)驗(yàn)，小時(shí)候電視信號(hào)不好，就拍上幾下，當(dāng)電子產(chǎn)品除了問(wèn)題，最簡(jiǎn)單有效的方案就是重啟大法。

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老電視需要拍打

NASA的工程師也采用這樣拍拍打打，提提踹踹的方法，首先他們對(duì)壞了的那個(gè)陀螺儀實(shí)施突然的斷電，在轉(zhuǎn)速降下來(lái)以后，在迅速通電，重新高速旋轉(zhuǎn)。這也就是重啟大法，可惜不好用，壞了的陀螺儀還是不太正常。

終極大法來(lái)了，就是連拍帶踹，控制人員一方面調(diào)整哈勃望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)向，一邊切換失效陀螺儀的狀態(tài)，這次奇跡發(fā)生了，這種你拍一我拍一的簡(jiǎn)單粗暴方式竟然生效了，哈勃望遠(yuǎn)鏡又可以重新上線(xiàn)了。

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詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡

小結(jié)

哈勃望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)升空30年，最新的詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡也會(huì)很快上線(xiàn)，它能夠比哈勃望遠(yuǎn)鏡看到更遠(yuǎn)的地方，可以觀測(cè)到星系的成長(zhǎng)與演化，恒星的誕生與消亡，行星和生命的起源。

恒星的誕生

但人類(lèi)不會(huì)忘記哈勃望遠(yuǎn)鏡，它發(fā)布的那些瑰麗的太空?qǐng)D像早已經(jīng)成為人類(lèi)生活的一部分，無(wú)論是在雜志上還是在電視上，這些驚人的太空?qǐng)D像大部分來(lái)自于哈勃望遠(yuǎn)鏡，哈勃望遠(yuǎn)鏡留下的文化遺產(chǎn)，絲毫不亞于它的科學(xué)貢獻(xiàn)。


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