第3期 捕捉遥远星光(阿来)
还有一个更大的问题,是控制哈勃飞行姿态并保持其稳定的陀螺仪。哈勃上装有六个陀螺仪,使用三个,三个作为备用。到1992年底,三个备用陀螺仪已全部启用,如果再有一个陀螺仪出现故障,哈勃的飞行姿态便无法控制了。
拯救哈勃的太空行动势在必行。
1993年12月2日下午4点27分,奋进号航天飞机从肯尼迪航天中心发射升空。机上搭载了7名宇航员和一些必要的设备上天,对哈勃望远镜进行维修。
奋进号升空的第三天,便用机械手将哈勃回收进开放式的货舱中。然后,宇航员们分组进行太空行走。第一项工作是更换陀螺仪。尽管在地面时,便预想了可能出现的种种问题,但人的预想能力终究有限,人们没有想到金属热胀冷缩的特性,使得收藏陀螺仪的舱门无法关闭。最终费尽九牛二虎之力,在即将宣布放弃之时,才将舱门关上。
第二项工作是更换太阳能电池板。
第三项,宇航员为哈勃望远镜更换广角行星照相机,以及一套能修正主镜面球面像差的COSTAR装置。有科学家比喻说,这好比为哈勃散光的眼睛加上一副隐形眼镜。1993年12月10日,维修工作完成,哈勃太空望远镜被释放出航天飞机,回到了自己的轨道。
太空总署的发言人宣布“维修小组终于完成了病人的眼部手术,但大约还要等六到八周,才能将眼部的绷带拆下来检查视力。”但等待太久的天文学家们再也不愿意忍受漫长的等待,12月31日,哈勃被启动,镜头对准了位于室女座的M100的涡漩星系。这是一个距离地球数千万光年的星系,通过哈勃这只眼睛看去,其清晰程度隔我们好像只有30光年。这一次,哈勃终于使太空总署的发言人感到骄傲:“拆除绷带的时间比预定的还早。我们的病人已经能够以惊人的清晰度看见物体。哈勃在戴上隐形眼镜之后,不但恢复到设计水平,甚至比原来设计的更棒。”
人类借由光线来辨识宇宙中的天体。
光线一年前进9.5兆公里,这便是一个光年。光年即是空间的距离,也是时间的距离。距离我们最近的恒星是4.3光年。距离我们最近的仙女座星系发出来的光要过220万年才能到达地球。也就是说,我们看到这个星系的时候,其实是看到这个星系220万年前的模样。宇宙如此深广,使我们得以看到过去的时间。
正是广大空间中体现出来的这种时间特性,使我们看得越远,便越有可能看到宇宙的边缘,看到宇宙的起源。
据说,天文学家哈勃在观察星空时常常说“真想拍摄到与银河系一样的星系。”那是二十世纪初叶,而在二十世纪最后的十年里,以他的名字命名的太空望远镜,终于达成了他的梦想。
1995年12月,将焦距对准北斗七星附近一块极为狭窄的领域,并连续进行了10天的观察与拍摄。通常,相似的观测不超过一天,其目的,就是想要尽可能看到宇宙最深远的景象。在这次拍下的最深宇宙图像照片中,呈现出1500到2000个左右的星系。根据这个观测结果来推算,宇宙比此前所预计的要扩大5倍之多。
哈勃还为天文学家们提供了另一个机会,即通过对不同演化期的星体的观测,看到太阳及其行星的过去与将来。哈勃望远镜在这些年里,已经拍摄下了许多星体从诞生到死亡的图片,这些图片连接起来,就成了星星整个一生的历史。于是,我们也就看见了太阳系一生的历史。
1997年以来,哈勃相继又有三个陀螺仪发生故障,据说故障原因可能是因为线路腐蚀生锈。1999年11月13日,它的第四个陀螺仪又出现问题,望远镜上的电脑马上发现了故障,并指令望远镜的孔径门立即关闭,停止工作。
是年12月19日,美国发现号航天飞机又升空了,其主要使命便是修理这个多病的千里眼。宇航员通过太空行走不仅为望远镜更换了六个新的陀螺仪,而且安装了新的神经系统——一台486电脑。与原来的386相比,哈勃神经中心的速度提高了20倍,记忆能力也增强了6倍,可以提高哈勃望远镜跟踪活动目标的能力和瞄准能力。也许读者会问,为什么不加装一台功能更强的电脑呢,答案非常简单,哈勃上的太阳能电池板供电有限,不能支持功能更为强大的电脑。
宇航员们还为哈勃太空望远镜安装了三个导航传感器,这种像冰箱一样大的装置能够帮助望远镜瞄准遥远的天体或星系。他们还为哈勃安装一个新的无线电收发机、数据记录器和一个用来保护其免受太阳辐射损伤的钢铁外罩。
哈勃在上个世纪末最后十年运行于太空,所提供的宇宙图像,极大地拓展了人类在宇宙中的认知范围,我们也有理由期待,在新世纪最初的十年中,它又将为满怀希望的人类提供什么样的宇宙图景呢?在它于2010年达到设计寿命之前。
创世纪时,上帝说,要有光, 于是,光便以瑰丽的笔触勾勒了世界。
现在,科学说,看见光,因为看见光才能看见世界。于是,我们知道,哈勃所捕捉到的遥远星光,就是我们所知的宇宙的最新边疆。