作者:文乐乐 来源: 中国科学报 发布时间:2024-6-20
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“高龄”哈勃进入单陀螺仪工作模式

 

哈勃空间望远镜只剩下最后两个可用的陀螺仪,这意味着它对准目标的速度将变慢。图片来源:NASA

本报讯 过去34年里,哈勃空间望远镜之所以能提供非凡的宇宙图像,部分原因是它可以快速、精确地瞄准。据《科学》近日报道,现在,硬件故障迫使美国国家航空航天局(NASA)为“高龄”的哈勃空间望远镜选择一个速度较慢的指向系统。尽管它依然精确,但会降低望远镜的工作效率,限制它所能做的科学研究。

陀螺仪用于测定望远镜转动速度,帮助它对准并锁定观测目标。但是,现在哈勃空间望远镜仅剩的3个陀螺仪中有1个出了故障。为保证下一次出故障时仍有一个可以正常工作的陀螺仪,接下来它将只依靠一个陀螺仪进行定位。

“我们相信这是支持哈勃空间望远镜顺利度过这十年并进入下一个十年的最佳方法。”NASA天体物理学部门主任Mark Clampin说。

NASA的哈勃空间望远镜项目经理Patrick Crouse透露,这样做的代价是观测时间减少了大约12%,整体科学产出减少了25%。

哈勃空间望远镜的陀螺仪每分钟旋转19200转。在标准的三陀螺仪模式下,这些设备通过精确的制导传感器帮助望远镜快速建立和维持视野。然而,在单陀螺仪模式下,哈勃空间望远镜必须依赖其他传感器。缓慢的定位将妨碍哈勃空间望远镜跟踪快速移动的目标,如月球或太阳系内的小行星。

一个更大的限制来自这样一个事实,即从望远镜中部以固定角度向外观测的恒星跟踪器若被地球阻挡,将不起作用。这使哈勃空间望远镜指向的太空面积减半——从82%到大约40%。瞬时视场减半将阻碍其发现超新星等遥远瞬态现象。美国空间望远镜科学研究所哈勃任务负责人Thomas Brown说,恒星爆炸已经很罕见了,现在还必须在合适的位置观测它,这给哈勃空间望远镜的使用带来了更大的挑战。

有限的视野也可能给研究系外行星的天文学家带来打击。为详细捕捉一颗系外行星的凌日现象,哈勃空间望远镜必须在极其精确的时间和位置反复观测。美国达特茅斯学院的博士候选人Keighley Rockcliffe说:“我的直觉是,在单陀螺仪模式下,它可能需要几年时间才能成功观测到这种现象。”

单陀螺仪操作也可能使哈勃空间望远镜更难与詹姆斯·韦布空间望远镜同时观测同一片太空。天文学家希望用两台望远镜同时瞄准系外行星,因为它们对光谱的不同部分敏感,综合数据将有助于揭示行星大气组分。

哈勃空间望远镜最后一次维修和升级是在2009年,而NASA没有为其更换陀螺仪或其他仪器的下一步计划。Crouse表示,NASA估计,到2035年,哈勃空间望远镜至少有一个陀螺仪可用的可能性超过70%。(文乐乐)

《中国科学报》 (2024-06-20 第1版 要闻)
 
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