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1993年12月2日,美国佛罗里达州东海岸,肯尼迪航天中心。
“奋进号”航天飞机机头朝天、屁股朝地矗立在发射架上,这意味着它又要上天了。机舱内,七名维修工身穿酷炫的宇航服,被绑在座位上。这是人类历史上最伟大的维修团队之一,每位维修工至少上过两次太空,七个人年龄加起来超过300岁。此刻,他们的维修对象正在500千米外的太空中,用比子弹还快的速度飞奔着。
它,就是大名鼎鼎的哈勃望远镜。
哈勃黑历史:天生近视眼
在哈勃上天之前,人类在地球上通过大炮似的天文望远镜观测太空。但地球的大气层有190千米厚,是人类最重要的盔甲,它吸收宇宙射线,熔化陨石,防御强度相当于4.5米厚的水泥墙。大气层虽然保护着地球,却也会遮挡、扭曲宇宙深处射来的光线,像是给望远镜蒙了一层纱,让天文学家看不清楚。
作为有追求的人类,我们要看高清版宇宙。怎么看?造一个太空望远镜,让它跳出大气层。于是,哈勃望远镜诞生了。它有一辆大巴车那么大,由太阳能电池提供动力,直径达2.4米的主镜片是它的心脏,能把微弱的光线汇集,传递给后部的精密摄像机。它耗时十几年,花了47亿美元,于1990年4月飞入太空,很快,就在万众期盼中传回了一张一张又一张——
近距离、全方位、无死角、超级模糊的宇宙“大烂片”。
看着灯泡似的恒星照片,天文学家傻眼了,工程师崩溃了,纳税人生气了——花几十亿逗我们玩儿吗?为了找出问题所在,工程师们不眠不休,终于发现,在哈勃直径2.4米的主镜片边缘,有个地方仅比预设的厚度多了头发丝的1/50。正是这个微小的偏差,令主镜片不能聚焦来自遥远星体的光线,所以拍啥都一团模糊。
那咋办?再上线一个哈勃2.0版?纳税人狠狠地摇头:你当47亿美元是手绘出来的?为了不让这笔巨款打水漂,NASA决定:修。很快,工程师们想到了解决办法:给哈勃的主镜片上装一个矫正设备,相当于给近视的人戴上一副眼镜,让裸眼视力0.5的哈勃,矫正视力重返2.0。
而这个给哈勃“戴眼镜”的任务,就落在了七人维修小组的头上。
抓住哈勃:制造一起追尾
修哈勃的紧张时刻即将到来,先来认识一下这七名维修工:科维,尼科利尔,霍夫曼,马斯格雷夫,桑顿,埃克斯,索默鲍克斯。为了节省各位读者的宝贵时间,让我们跨过漫长无聊的飞行时间,直接跳到——
“看,哈勃!”维修队的指挥官科维兴奋地指着屏幕,“追上去!抓住它!”
本次抓捕行动的难度堪称史诗级,哈勃95分钟绕地球转一圈,速度7.6千米每秒,相当于一秒爬完喜马拉雅山,这秒没抓住,下一秒哈勃就跑到7.6千米外。
抓捕行动由尼科利尔负责。“奋进号”飞到哈勃下方后,尼科利尔轻握操控杆,左右挪,上下滑,航天飞机外,庞大的机械臂瞄准了哈勃的锁口。
3、2、1——
尼科利尔脑补了一声“咔嗒”,对接完成——把哈勃抓住了。與此同时,“奋进号”顶部的天花板打开,变身为开放式的维修平台——“开放式”的意思就是露天,没有棚。
机械臂把哈勃拽到没有棚的维修平台,像把一瓶啤酒放在托盘上。
科维和尼科利尔松了口气,接下来,该另外几位维修工出马了。
倔强的舱门
第一组出舱修哈勃的搭档,是霍夫曼和马斯格雷夫,任务是更换陀螺仪。
哈勃身上共有六个陀螺仪,用来帮它确定方位,其中三个坏了,需要更换。
穿着鼓囊囊的太空服,双脚被固定在升降架上,在马斯格雷夫的帮助下,霍夫曼花了两个小时,终于把陀螺仪换好了。就在他以为很快就能打道回舱时,突然发现,陀螺仪室的门关不上了——把门的顶部关严,底部就张开,底部关严,顶部就张开……霍夫曼急了:如果门关不严,漏入的光线会破坏敏感的光学仪器,搞不好哈勃就会因此提前退休。他只好向搭档求助。
听到求助,马斯格雷夫立刻爬到陀螺仪室来。和双脚被固定住的霍夫曼不同,他身上拴着牵引绳,“飘”在太空中,因此,只能一只手抓着栏杆稳住身体,用另一只手去关门。然而,在这种姿态下,马斯格雷夫的手根本使不上劲儿,情急之下,他大脑一热,想到了用头撞门的办法。好在,他很快意识到这样做既无用又危险,撞了一下就放弃了。
这扇倔强的门终于被关上了。精疲力竭之余,霍夫曼分析,门之所以关不上,可能是被打开后,受热不均匀发生了变形。
扔一次太空垃圾
第一次的出舱维修任务有惊无险地完成了,第二次由桑顿和埃克斯接手。
桑顿是NASA为数不多的女航天员之一,这一回,她要在埃克斯的协助下,更换哈勃巨大的太阳能电池板——一共两片,每片160千克重,折叠起来也有4.8米长。
刚一出舱,桑顿就遇到了麻烦:头盔里的无线电通话器出了问题,令她既听不见地面控制中心的指令,也无法和航天飞机联系,好在,还能和搭档埃克斯通话。地面控制中心当即决定,由埃克斯当传话筒,把维修指令转述给桑顿。
维修继续进行。
机械臂托举着桑顿来到太阳能电池板前。桑顿发现,其中一侧的电池板像是被谁狠狠掰了一下,弯折得很厉害。这是太空里的剧烈温差造成的变形。桑顿卸下它,打算折叠后放入货仓,却尝试了几次都失败了——这个已经变形的大家伙根本无法被折起来。桑顿抱着巨大的电池板站在太空中,有点儿进退两难,最终,经过简短的通话会议,维修组决定——允许桑顿扔一次太空垃圾。
幸运的是,另一块电池板被顺利地拆下、折好,放入货仓,准备带回地面研究,而新的电池板也被成功安装。第二次维修任务,完工。
给哈勃“戴眼镜”
进入太空的第七天,最关键、最牵动人心的任务开始了——给哈勃安装名为COSTAR的矫正设备。执行这项任务的,依然是桑顿和埃克斯。 COSTAR是一个公用电话亭大小的箱子,里面排列着一连串小镜片,放在哈勃的主镜片后面,可以纠正它的偏差。在太空的失重环境中,巨大的箱子抱起来轻飘飘的,但托举着它的桑顿几乎完全被挡住了视线,只能在埃克斯的指挥下,一点一点向安放箱子的舱室靠近。在寂静无声的太空里忙碌了6小时50分钟后,COSTAR被成功装入哈勃,一直盯着整个安装过程的地面指挥中心,咖啡杯堆成了小山。
维修任务完成。尼科利尔操作着机械臂,释放了哈勃。七名维修工乘坐着“奋进号”返回地球。
1994年新年夜,霍夫曼在家中接到了NASA同事的电话。
“开瓶香槟庆祝吧,伙计。哈勃传回了第一张照片,构图一流,画质高清,帅呆了!”
哈勃摄影作品赏析
1. NASA公布的第一张维修后的哈勃拍摄的照片。照片中的旋涡星系M100,与之前拍摄的相比,没有了诡异的光团和恼人的朦胧感,原本只是依稀可辨的星系旋臂,如今清晰地延伸到灿烂的星云中心。这是哈勃送给人类的新年礼物。
2. 1994年7月,蘇梅克-列维9号彗星在木星的强大引力下分裂成好几块,排成一线撞向木星,而代表人类坐在这场宇宙烟火表演最前排的,就是哈勃望远镜。它向我们全程转播了这场超级壮观的大撞击。木星被撞出8个大暗斑,炫目的火球像巨大的蘑菇从木星大气中升起。
3. 1995年4月,哈勃对准了一片陌生的夜空,拍下了蕴藏着宇宙原始生命力与美感的照片——来自7000光年外的鹰状星云,手指状的含氢气体云蓬勃升起,那是星云孕育恒星的孵化舱。每根手指的末端,一些小球似的突起看似不起眼,但它们每个都与太阳系大小相当。
4. 超巨星V838具有荷包一样的外壳,这其实是光的反射。它先向外喷射出一圈尘埃壳,几千年后,它自己发出的光就追上了这圈向外扩散的尘埃壳,并被它反射,产生了这幅图景。
5. 2003年5—6月,哈勃持续观测距离我们2800万光年远的M104侧向涡旋星系,不过大家更爱叫它草帽星系。这是哈勃望远镜为了吸引公众注意,利用“休息时间”(紧张的科研观测任务之余,由望远镜研究机构的所长自由支配的时间)拍摄的。
6. 2007年,哈勃拍摄到一些明亮的椭圆星系,围绕着一圈蓝色的光环,这些光环来自更加遥远的星系,在引力透镜的作用下,进入哈勃的视野。70多年前,爱因斯坦在一篇论文中提出了引力透镜的猜想,但无法证实,哈勃证明了它的存在。
7. 猎户星云距离地球1300多光年。在哈勃的视角下,星云里的细节暴露无遗。最令人震惊的就是,在一颗恒星周围,我们发现了正在形成的原始行星,这说明类似太阳系这样的星系,在宇宙中非常普遍。
服役27年以来,哈勃观察着浩瀚的宇宙,震撼着“渺小”的人类。然而,我们还有大片的宇宙尚未巡视,有太多的宇宙奥秘有待解答。升空至今,哈勃一共接受了五次修复手术,此时已进入垂暮之年。人们期待,这位伟大的宇宙摄影师能坚持到2018年,那时,宇宙摄影界新秀——詹姆斯·韦伯太空望远镜将升空。两代太空之眼将在群星的见证下,完成交接。
“奋进号”航天飞机机头朝天、屁股朝地矗立在发射架上,这意味着它又要上天了。机舱内,七名维修工身穿酷炫的宇航服,被绑在座位上。这是人类历史上最伟大的维修团队之一,每位维修工至少上过两次太空,七个人年龄加起来超过300岁。此刻,他们的维修对象正在500千米外的太空中,用比子弹还快的速度飞奔着。
它,就是大名鼎鼎的哈勃望远镜。
哈勃黑历史:天生近视眼
在哈勃上天之前,人类在地球上通过大炮似的天文望远镜观测太空。但地球的大气层有190千米厚,是人类最重要的盔甲,它吸收宇宙射线,熔化陨石,防御强度相当于4.5米厚的水泥墙。大气层虽然保护着地球,却也会遮挡、扭曲宇宙深处射来的光线,像是给望远镜蒙了一层纱,让天文学家看不清楚。
作为有追求的人类,我们要看高清版宇宙。怎么看?造一个太空望远镜,让它跳出大气层。于是,哈勃望远镜诞生了。它有一辆大巴车那么大,由太阳能电池提供动力,直径达2.4米的主镜片是它的心脏,能把微弱的光线汇集,传递给后部的精密摄像机。它耗时十几年,花了47亿美元,于1990年4月飞入太空,很快,就在万众期盼中传回了一张一张又一张——
近距离、全方位、无死角、超级模糊的宇宙“大烂片”。
看着灯泡似的恒星照片,天文学家傻眼了,工程师崩溃了,纳税人生气了——花几十亿逗我们玩儿吗?为了找出问题所在,工程师们不眠不休,终于发现,在哈勃直径2.4米的主镜片边缘,有个地方仅比预设的厚度多了头发丝的1/50。正是这个微小的偏差,令主镜片不能聚焦来自遥远星体的光线,所以拍啥都一团模糊。
那咋办?再上线一个哈勃2.0版?纳税人狠狠地摇头:你当47亿美元是手绘出来的?为了不让这笔巨款打水漂,NASA决定:修。很快,工程师们想到了解决办法:给哈勃的主镜片上装一个矫正设备,相当于给近视的人戴上一副眼镜,让裸眼视力0.5的哈勃,矫正视力重返2.0。
而这个给哈勃“戴眼镜”的任务,就落在了七人维修小组的头上。
抓住哈勃:制造一起追尾
修哈勃的紧张时刻即将到来,先来认识一下这七名维修工:科维,尼科利尔,霍夫曼,马斯格雷夫,桑顿,埃克斯,索默鲍克斯。为了节省各位读者的宝贵时间,让我们跨过漫长无聊的飞行时间,直接跳到——
“看,哈勃!”维修队的指挥官科维兴奋地指着屏幕,“追上去!抓住它!”
本次抓捕行动的难度堪称史诗级,哈勃95分钟绕地球转一圈,速度7.6千米每秒,相当于一秒爬完喜马拉雅山,这秒没抓住,下一秒哈勃就跑到7.6千米外。
抓捕行动由尼科利尔负责。“奋进号”飞到哈勃下方后,尼科利尔轻握操控杆,左右挪,上下滑,航天飞机外,庞大的机械臂瞄准了哈勃的锁口。
3、2、1——
尼科利尔脑补了一声“咔嗒”,对接完成——把哈勃抓住了。與此同时,“奋进号”顶部的天花板打开,变身为开放式的维修平台——“开放式”的意思就是露天,没有棚。
机械臂把哈勃拽到没有棚的维修平台,像把一瓶啤酒放在托盘上。
科维和尼科利尔松了口气,接下来,该另外几位维修工出马了。
倔强的舱门
第一组出舱修哈勃的搭档,是霍夫曼和马斯格雷夫,任务是更换陀螺仪。
哈勃身上共有六个陀螺仪,用来帮它确定方位,其中三个坏了,需要更换。
穿着鼓囊囊的太空服,双脚被固定在升降架上,在马斯格雷夫的帮助下,霍夫曼花了两个小时,终于把陀螺仪换好了。就在他以为很快就能打道回舱时,突然发现,陀螺仪室的门关不上了——把门的顶部关严,底部就张开,底部关严,顶部就张开……霍夫曼急了:如果门关不严,漏入的光线会破坏敏感的光学仪器,搞不好哈勃就会因此提前退休。他只好向搭档求助。
听到求助,马斯格雷夫立刻爬到陀螺仪室来。和双脚被固定住的霍夫曼不同,他身上拴着牵引绳,“飘”在太空中,因此,只能一只手抓着栏杆稳住身体,用另一只手去关门。然而,在这种姿态下,马斯格雷夫的手根本使不上劲儿,情急之下,他大脑一热,想到了用头撞门的办法。好在,他很快意识到这样做既无用又危险,撞了一下就放弃了。
这扇倔强的门终于被关上了。精疲力竭之余,霍夫曼分析,门之所以关不上,可能是被打开后,受热不均匀发生了变形。
扔一次太空垃圾
第一次的出舱维修任务有惊无险地完成了,第二次由桑顿和埃克斯接手。
桑顿是NASA为数不多的女航天员之一,这一回,她要在埃克斯的协助下,更换哈勃巨大的太阳能电池板——一共两片,每片160千克重,折叠起来也有4.8米长。
刚一出舱,桑顿就遇到了麻烦:头盔里的无线电通话器出了问题,令她既听不见地面控制中心的指令,也无法和航天飞机联系,好在,还能和搭档埃克斯通话。地面控制中心当即决定,由埃克斯当传话筒,把维修指令转述给桑顿。
维修继续进行。
机械臂托举着桑顿来到太阳能电池板前。桑顿发现,其中一侧的电池板像是被谁狠狠掰了一下,弯折得很厉害。这是太空里的剧烈温差造成的变形。桑顿卸下它,打算折叠后放入货仓,却尝试了几次都失败了——这个已经变形的大家伙根本无法被折起来。桑顿抱着巨大的电池板站在太空中,有点儿进退两难,最终,经过简短的通话会议,维修组决定——允许桑顿扔一次太空垃圾。
幸运的是,另一块电池板被顺利地拆下、折好,放入货仓,准备带回地面研究,而新的电池板也被成功安装。第二次维修任务,完工。
给哈勃“戴眼镜”
进入太空的第七天,最关键、最牵动人心的任务开始了——给哈勃安装名为COSTAR的矫正设备。执行这项任务的,依然是桑顿和埃克斯。 COSTAR是一个公用电话亭大小的箱子,里面排列着一连串小镜片,放在哈勃的主镜片后面,可以纠正它的偏差。在太空的失重环境中,巨大的箱子抱起来轻飘飘的,但托举着它的桑顿几乎完全被挡住了视线,只能在埃克斯的指挥下,一点一点向安放箱子的舱室靠近。在寂静无声的太空里忙碌了6小时50分钟后,COSTAR被成功装入哈勃,一直盯着整个安装过程的地面指挥中心,咖啡杯堆成了小山。
维修任务完成。尼科利尔操作着机械臂,释放了哈勃。七名维修工乘坐着“奋进号”返回地球。
1994年新年夜,霍夫曼在家中接到了NASA同事的电话。
“开瓶香槟庆祝吧,伙计。哈勃传回了第一张照片,构图一流,画质高清,帅呆了!”
哈勃摄影作品赏析
1. NASA公布的第一张维修后的哈勃拍摄的照片。照片中的旋涡星系M100,与之前拍摄的相比,没有了诡异的光团和恼人的朦胧感,原本只是依稀可辨的星系旋臂,如今清晰地延伸到灿烂的星云中心。这是哈勃送给人类的新年礼物。
2. 1994年7月,蘇梅克-列维9号彗星在木星的强大引力下分裂成好几块,排成一线撞向木星,而代表人类坐在这场宇宙烟火表演最前排的,就是哈勃望远镜。它向我们全程转播了这场超级壮观的大撞击。木星被撞出8个大暗斑,炫目的火球像巨大的蘑菇从木星大气中升起。
3. 1995年4月,哈勃对准了一片陌生的夜空,拍下了蕴藏着宇宙原始生命力与美感的照片——来自7000光年外的鹰状星云,手指状的含氢气体云蓬勃升起,那是星云孕育恒星的孵化舱。每根手指的末端,一些小球似的突起看似不起眼,但它们每个都与太阳系大小相当。
4. 超巨星V838具有荷包一样的外壳,这其实是光的反射。它先向外喷射出一圈尘埃壳,几千年后,它自己发出的光就追上了这圈向外扩散的尘埃壳,并被它反射,产生了这幅图景。
5. 2003年5—6月,哈勃持续观测距离我们2800万光年远的M104侧向涡旋星系,不过大家更爱叫它草帽星系。这是哈勃望远镜为了吸引公众注意,利用“休息时间”(紧张的科研观测任务之余,由望远镜研究机构的所长自由支配的时间)拍摄的。
6. 2007年,哈勃拍摄到一些明亮的椭圆星系,围绕着一圈蓝色的光环,这些光环来自更加遥远的星系,在引力透镜的作用下,进入哈勃的视野。70多年前,爱因斯坦在一篇论文中提出了引力透镜的猜想,但无法证实,哈勃证明了它的存在。
7. 猎户星云距离地球1300多光年。在哈勃的视角下,星云里的细节暴露无遗。最令人震惊的就是,在一颗恒星周围,我们发现了正在形成的原始行星,这说明类似太阳系这样的星系,在宇宙中非常普遍。
服役27年以来,哈勃观察着浩瀚的宇宙,震撼着“渺小”的人类。然而,我们还有大片的宇宙尚未巡视,有太多的宇宙奥秘有待解答。升空至今,哈勃一共接受了五次修复手术,此时已进入垂暮之年。人们期待,这位伟大的宇宙摄影师能坚持到2018年,那时,宇宙摄影界新秀——詹姆斯·韦伯太空望远镜将升空。两代太空之眼将在群星的见证下,完成交接。