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一场声势浩大的“拯救哈勃”行动

科普小知识2021-12-08 01:46:12
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2009年5月,亚特兰蒂斯号航天飞机的机组人员对哈勃望远镜进行了最后一次维修。资料来源:美国航天局

■赵志珍

由于大气中的湍流,这些星星是“闪烁的星星”。银河是模糊的,因为我们“看着游泳池下面的天空”。1990年4月24日,发现号航天飞机将哈勃望远镜送入550公里高的地球轨道。从那时起,人类在大气层上有了第一个“宇宙天文台”。这是自伽利略望远镜以来科学史上最重要的天文仪器。当超过130万张史无前例的太空图像从红外线传输到紫外线全波段透镜时,天文学家们就此写了15000多篇论文,造父变星的距离,哈勃常数的范围,宇宙年龄的估计,彗木碰撞的细节,黑洞存在的证据,宇宙加速膨胀的原因,类星体、暗物质和暗能量的线索,以及许多长期困扰科学家的谜团,都得到了全新的解释和认知。

哈勃望远镜的确是科学的骄傲和人类的财富。

然而,我们知道为了“生来就有困难”和“活到今天”,哈勃望远镜经历了多少艰苦的公关和游说吗?

一个

早在1946年,美国天文学家斯皮兹就提出了太空望远镜的想法。直到1968年,美国宇航局才决定建造一个直径3米的大型反射轨道望远镜,并准备在1979年发射。

然而,在1974年,国会断然拒绝了5亿美元的太空望远镜建设预算。从那以后,斯皮茨、巴考尔和菲尔德领导下的天文团体组织了公共关系活动,以讲故事、突破关节和移动上层。并不情愿地将预算削减了一半,镜头直径减少到2.4米,并以15%的观察时间为代价,欧洲航天局的投资支持终于在1977年10月获得国会批准。它在1983年被正式命名为哈勃。最初计划在1986年10月发射,没有想到挑战者号航天飞机于当年1月28日坠毁,并被推迟了几年。可以说,一个人一旦开始,就会有很多波折,人生的道路会很漫长。

在轨道上运行了几周之后,哈勃望远镜发回了模糊的图像,这些图像远远没有达到预期的水平。原来的2.4米主镜的外边缘抛光过度,达到2.2微米,导致球面像差。这种低水平的误差使哈勃变得“近视”1993年12月,“奋进号”航天飞机按计划完成了第一次空间维护任务,搭载了特殊的“近视眼镜”——光轴补偿和校正仪器,使哈勃“失去了对镜子的观察,重新获得了亮度”。与此同时,它更新了光学系统、太阳能电池板和四个陀螺仪,升级了计算机并改进了飞行轨迹。1997年2月,“发现号”航天飞机进行了第二次空间维修,用图像摄谱仪、近红外照相机、多目标摄谱仪和固态记录器替换了相应的旧设备,修理了隔热板,并再次提升了轨道。1999年12月,发现号航天飞机完成了第三次太空维护,更换了哈勃望远镜的所有六个陀螺仪和热毯,特别是可以在低温和辐射条件下工作的英特尔486计算机。2002年3月,哥伦比亚号航天飞机执行了第四次空间维护任务。哈勃望远镜配备了先进的天空照相机,它获得了超深的视野,并再次取代了太阳能电池板。哈勃望远镜的最初设计理念和正常工作是派遣“太空医疗队”定期进行“体检和手术”,以确保“太空眼”具有长期视力。

然而,2003年2月1日,哥伦比亚号航天飞机在返回途中坠毁,造成7名宇航员死亡。面对这场突如其来的灾难,太空主管肖恩·奥基夫失去了信心,并于2004年1月16日匆忙宣布,他将取消计划中的哈勃望远镜第五次维护,以避免航天飞机的风险和牺牲。这一决定意味着哈勃将被切断其生命线,成为“太空弃儿”,并将在2010年左右坠入大气层并烧毁。

这个消息来自*和公众的惊愕。一场大规模的“拯救哈勃”运动在全国迅速展开,激烈的辩论和游说持续了三年。

最早的*风暴来自世界各地的天文学家。在过去的十年里,哈勃太空望远镜深刻地改变了人类对宇宙的理解,源源不断的数据为天文学提供了新的坐标。哈勃太空望远镜的“死刑判决”相当于停止和几乎归零大量的研究工作。

2004年1月22日,享有盛誉的美国天文学会率先发表声明,敦促重新考虑美国宇航局的决定。霍普金斯大学天体物理学系主任艾奥纳森·巴格尔说,美国宇航局就像“杀死一匹赢得三冠王的马”,而“失去哈勃这一国宝,将使公众和几代科学家失去动力”。二十六名宇航员联名写信给布什总统,要求恢复哈勃望远镜的维护。阿波罗7号宇航员沃尔特·坎宁安指出,“任何伟大的探索都是一次冒险”。美国宇航局首席科学家兼宇航员约翰·格伦菲尔德曾两次参与哈勃太空望远镜的维护,他坚定地说:“为哈勃太空望远镜冒生命危险是值得的。”

学术期刊和大众媒体充斥着科学界的强烈声音。

国会*芭芭拉·米克尔斯基是一名剑客,也是哈勃望远镜的冠军。早在1月21日,她就写信给奥基夫,要求结束她的生命,组织一个独立的专家委员会,最终决定哈勃的命运。米库尔斯基在听证会上多次指出天空誓言,并以一种正义的方式说出来,确信“哈勃没有死,她最好的日子还在后头”。

“拯救哈勃”的主要力量是难以突破的基层群众。十四年前,他们无情地嘲笑哈勃的“近视”,但现在他们呼吁建立“哈勃拥抱”组织。哈勃的粉丝情结和偶像崇拜是疯狂的。当屏幕、盖子、衣服、茶具甚至教堂的窗户都覆盖着哈勃拍摄的宇宙照片时,当电视直播和互联网把宇航员送上太空行走的千家万户时,当哈勃望远镜的使用时间向“业余天文学家”开放时,哈勃已经成为了月球污染日益严重的“人民望远镜”,保护哈勃就是保护自己的财产。拯救哈勃就像拯救自己的亲人。

美国宇航局直接开通了一条公共热线对话,听取各种策略:一些人建议请求俄罗斯联盟号的援助,一些人主张派遣机器人而不是宇航员,一些人主张哈勃望远镜应该被拖到国际空间站的较低轨道,以寻求“安全避难所”。在科学史上,从来没有任何一个话题能唤起全人类的智慧和热情。

在一个特别感人的场景中,美国各地的小学生自愿捐款,并给总统和国会写信。美丽的星云和宇宙深处的空间已经印在教科书上,并进入了他们童年的梦想。孩子们如何从废墟中对待“可爱的哈勃”?

最后,布什*和美国宇航局开始改变主意。2005年2月11日,奥基夫在昏暗的灯光下离开了美国宇航局局长的职位。次年10月31日,新任美国宇航局局长迈克尔·格里芬在戈达德太空飞行中心宣布,“我很高兴放弃我的前任奥基夫所做的麻烦、麻烦和不得人心的决定”,并正式将哈勃太空望远镜的维护提上日程。

2009年5月11日下午2: 01,亚特兰蒂斯号航天飞机从佛罗里达起飞,前往垂死的哈勃望远镜。

这是最后一次来之不易且独一无二的维护升级。经过反复选择,亚特兰蒂斯号携带了整整一吨设备来修复哈勃。损坏的巡天照相机和图像摄谱仪已修复,所有电池模块、6个陀螺仪、3组传感器、科学仪器说明和数据处理单元已更换。特别是,安装了一个强大的宽视场照相机和宇宙起源分光计,轨道大大提高,以便与地球引力形成更持久的对抗。

哈勃死而复生了!内部和外部呈现出新的面貌,内部和外部技能成倍增长。直到今天。她仍在轨道上昂首阔步,全力等待“继任者”韦伯望远镜的发射。

哈勃的命运是一个经典故事。成功的游说至关重要,科学普及的有效性是游说的舆论基础。自哈勃望远镜发射以来的十年里,美国人民的科学素质提高了10个百分点。哈勃也成为了科学的象征和图腾。这表明,科普不仅是科学组织的责任和义务,也是科学界的自我推荐、自我接受甚至自助。关键时刻可以决定是否留下,是否为大型科学项目而生或死。

《中国科学日报》(2019-03-22第5版文化)