10 月 5 日,陀螺仪故障导致哈勃太空望远镜无法运行,NASA 工程师终于看到了麻烦的结束。他们的备用陀螺仪在正常范围内运行,并期望科学操作立即恢复。
太空望远镜进入了低功耗安全模式十月初,暂停了科学操作,同时地球上的工程师进行了诊断,然后尝试解决问题。
哈勃以最高效率使用三个陀螺仪用于调整自身方向以观察天空中的目标。这些陀螺仪测量望远镜转动的速度,以便准确瞄准。
哈勃的每个陀螺仪都包含一个轮子,悬浮在密封在圆筒中的稠厚的油状液体中。该轮子以每分钟 19,200 转的速度旋转,由细如发丝的电线提供动力。
可想而知,如此精密的仪器,故障率相对较高,尤其是在电线退化。这就是为什么在 2009 年的一次维修任务中,哈勃配备了六个新陀螺仪 - 其中三个技术增强的备份如果发生故障。
十月初发生故障的陀螺仪是三个常规陀螺仪中的最后一个,因此哈勃工程师在休眠 7.5 年之后打开了最后一个增强型陀螺仪。从理论上讲,它们的使用寿命应该比未增强型陀螺仪长得多。
但有一个大问题——陀螺仪报告的旋转速率太高了。
“这类似于汽车上的车速表,不断显示您的速度比实际速度快 100 英里/小时 (160 公里/小时);它会正确显示您的汽车何时加速或减速以及减速多少,但是实际速度不准确,”公共事务官员 Felicia Chou 在 NASA 网站的更新中写道。
陀螺仪以两种模式运行:高模式和低模式。高模式适用于较大的移动,例如将望远镜的瞄准器在天空中从一个目标摆动到另一个目标。低模式适用于更精细的旋转,因为哈勃会进行锁定目标并保持目标所需的小调整。
第一次尝试修复错误的速度报告发生在 10 月 16 日,当时 NASA 工程师对陀螺仪进行了运行重启。这是不成功的。
因此,他们在 10 月 18 日全力以赴,基本上是通过精心执行的旋转来摇动望远镜。
“哈勃操作团队指挥了一系列航天器向相反方向的机动或转弯,试图清除可能导致浮子偏离中心并产生极高速率的任何障碍物,”周写道。
“在每次操作过程中,陀螺仪都会从高模式切换到低模式,以清除浮子周围可能积累的任何堵塞物。”
在这些操作之后,向地球报告的自转速率下降到正常水平,并且在一系列测试操作中保持这种水平。
哈勃确实是一项令人印象深刻的技术。它于 1990 年发射进入轨道,经过几次任务扩展,已经在轨道上运行了近 30 年。
最近一次(也是最后一次)服役任务发生在 2009 年,预计其寿命将延长至“至少2013年”。
该望远镜的所有科学仪器仍然完全运行,在紧要关头它可以仅使用其中一个陀螺仪进行操作,因此预计该望远镜将至少再提供几年的科学数据。
然而,最终它的时代将会结束。如果技术故障不能让它倒塌,重力就会。哈勃望远镜处于非常轻微的位置轨道衰变,最终工程师将需要实施受控下降,这样它就不会撞到我们的头上。
但与此同时,科学行动将很快恢复。 NASA 工程师只需按照正常观测所需的速度运行它,例如移动到目标、锁定和精确指向,以确保它达到标准。