如果說詹姆斯·韋布空間望遠鏡代表著人類天文學的未來,那么哈勃空間望遠鏡,就是過去36年里最耀眼的“宇宙之眼”。
它見證過恒星的誕生與死亡,拍下過星系深場,幫助科學家精確測量宇宙膨脹,也讓無數普通人第一次真正感受到:宇宙并不遙遠,它就在一張張圖像里向我們展開。
但現在,這只“宇宙之眼”正在一點點下墜。
根據目前估算,如果不進行軌道提升,哈勃可能在2033年前后再入地球大氣層,甚至存在更早在2029年左右結束生命的可能。對于一臺已經工作超過三十年的望遠鏡來說,這并不意外。
NASA當然不想輕易放棄哈勃。
但問題是:救哈勃,不只是技術問題,更是錢的問題。
01
—哈勃正在慢慢“掉下來”
哈勃空間望遠鏡于1990年4月24日搭乘發現號航天飛機進入太空。
在最初的任務階段,哈勃運行在近地軌道上,軌道高度大約可達 579 公里左右。此后,受地球高層大氣阻力影響,它的軌道高度不斷緩慢下降。
如今,哈勃運行在473 x 475 千米的軌道。
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對近地軌道航天器來說,這種下降是不可避免的。
即便在幾百公里高空,那里仍然存在極其稀薄的大氣。航天器每繞地球飛行一圈,都會受到微弱阻力影響,速度一點點降低,軌道一點點下降。軌道越低,大氣越密,阻力越強,下降速度也會進一步加快。
這就是哈勃現在面臨的命運:不是突然失控,而是緩慢進入一條不可逆的衰減曲線。
如果沒有新的外力把它“推”回更高軌道,哈勃最終將再入大氣層,在高溫中解體。
02
NASA不是沒想過救哈勃
事實上,NASA曾經多次“拯救”過哈勃。
1993年到2009年之間,航天飛機曾多次執行哈勃維修任務。宇航員不僅修復了哈勃最初的光學問題,還更換設備、升級儀器,并多次抬升它的軌道。
這些航天飛機維修任務,讓哈勃從一臺“開局失誤”的望遠鏡,變成了現代天文學史上最成功的科學儀器之一。
但航天飛機已經退役,今天的NASA不可能再用當年的方式去維修哈勃。
新的希望來自商業航天。
2022 年,NASA與SpaceX曾宣布開展一項可行性研究,評估是否可以使用商業飛船把哈勃重新抬升到約600公里的初始軌道高度。理論上,如果這類任務可行,哈勃的壽命就可能被延長數年,甚至更久。
不過,這項救援并沒有真正進入執行階段。
原因并不只是技術,更是成本。
03
—雨燕救援任務,給了哈勃一個參照物
NASA現在正在準備拯救另一臺近地軌道望遠鏡:尼爾·格雷爾斯雨燕天文臺(Neil Gehrels Swift Observatory)
雨燕于2004年11月20發射,主要用于研究宇宙中最猛烈的爆發現象,伽馬射線暴。過去20多年里,它為高能天體物理提供了大量重要數據。
但和哈勃一樣,雨燕也在慢慢下降。
由于大氣阻力,雨燕的軌道高度持續降低,并被評估為到2026年中期存在較高概率發生非受控再入。為了避免這臺仍有科學價值的望遠鏡墜入大氣層,NASA 選擇了一條新的路線:讓一家商業公司執行軌道提升任務。
負責這項任務的是亞利桑那州初創公司Katalyst Space Technologies。該公司開發的LINK航天器計劃與雨燕交會,并將它推升到更穩定的軌道,從而延長其科學壽命。
這件事對哈勃很重要。
因為它說明,低成本商業軌道服務正在從概念變成現實。過去,給一臺軌道望遠鏡“續命”聽起來像是一項昂貴而復雜的大工程;現在,NASA 開始看到一種新的可能性:也許不一定非要用傳統大型任務,商業航天器也能完成類似工作。
NASA天體物理部門負責人肖恩·多馬加爾-戈德曼 (Shawn Domagal-Goldman)在近期會議上也提到,這類軌道提升能力不僅已經可用,而且成本低于他原本預期。換句話說,雨燕的救援任務可能成為哈勃未來命運的一個樣板。
參考
[1]https://science.nasa.gov/mission/hubble/multimedia/online-activities/interactive-orbiting-hubble/
[2]https://spacetelescopelive.org/hubble?obsId=01KTEDR5F32NJ6NCN2DKDV3FSZ
[3] https://www.heavens-above.com/PassSummary.aspx?satid=20580&lat=0&lng=0&loc=Unspecified&alt=0&tz=UCT
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