它在距離地球約560公里的軌道上運行,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,它實際上是在地球大氣層中最大、最稀薄的熱層中。
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雖然熱層的大氣密度大約比海平面大氣密度少100萬倍,但依然足以影響衛(wèi)星的運行軌道。近地軌道上的衛(wèi)星在飛越地球表面時會遇到阻力,使它們減速,并使軌道衰變。 如果沒有火箭或航天飛機(jī)不定期將其“推回”,這些衛(wèi)星終將墜落,并在落地前燒毀。
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航天飛機(jī)擁有自己的引擎,而且在軌運行的時間很短,因此不會受到影響,但國際空間站和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的運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受到的阻力并不是恒定的,當(dāng)太陽活躍時,地球大氣層會膨脹,并向太空延伸,這會增加空氣的密度,哈勃的速度會因此進(jìn)一步減慢,軌道也會加速衰變。哈勃沒有引擎,只能依靠航天飛機(jī)將它推回到更高的軌道上。
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現(xiàn)在,NASA已經(jīng)暫停了哈勃的航天飛機(jī)項目,未來不會再發(fā)射航天飛機(jī)為有史以來最強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡修正軌道。NASA對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環(huán),即軟捕獲裝置,以方便未來的機(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,未來它會通過這個環(huán),引導(dǎo)哈勃進(jìn)入到更加安全的航線中。
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雖然這項任務(wù)何時進(jìn)行尚未可知,但有一點是明確的:隨著航天飛機(jī)計劃的終止,不會再有航天器修正哈勃的運行軌道,只有機(jī)器人航天器能有機(jī)會拯救哈勃。這臺有史以來最重要的科學(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,而如果我們愿意,我們還有足夠的時間為另一種選擇做準(zhǔn)備。
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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,它的費用實在微不足道。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,并設(shè)法進(jìn)行了一次修復(fù)。那么有可能建造一個機(jī)器人航天器把哈勃安全帶回家嗎?這似乎只是舉手之勞。
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相關(guān)知識
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡,是以天文學(xué)家愛德溫·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數(shù)據(jù)通過無線電傳輸回地球。由于它位于地球大氣層之上,因此獲得了地基望遠(yuǎn)鏡所沒有的好處:影像不受大氣湍流的擾動、視相度絕佳,且無大氣散射造成的背景光,還能觀測會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優(yōu)勢》。在文中,他指出在太空中的天文臺有兩項優(yōu)于地面天文臺的性能。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、動蕩不安的大氣所造成的視象度。在當(dāng)時,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)鏡可以觀測被大氣層吸收殆盡的紅外線和紫外線。
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