上天就變近視眼，壞了踹兩腳，哈勃天文望遠鏡維修的那些事兒

引言

不知不覺，哈勃太空望遠鏡已經成功升空30年，在此期間，哈勃望遠鏡不僅僅是一臺太空望遠鏡，能夠帶給人類以眾多宇宙星空的美圖，它還真實改變了人類對宇宙的認知和視角，徹底改變了人類看待宇宙的方式。

NASA在1968年制定了軌道空間望遠鏡發展計劃，哈勃望遠鏡從設計藍圖的變更到不斷推遲發射上天，從立項到拍攝獲得第1張照片，中間經歷了25年。原定設計的使用壽命為15年，然而目前哈勃望遠鏡已經超期長達30年，依舊寶刀不老。

但哈勃望遠鏡從發射升空以後就麻煩不斷，經歷了多次太空維修，可謂是命途多舛。量子君今天就帶你來看，哈勃望遠鏡最有意思的兩次維修經歷。

剛上天就變近視眼，哈勃望遠鏡眼鏡戴起來。

哈勃望遠鏡以著名天文學家哈勃而命名，就像一個太空天文臺，執行在距離地球600公里的軌道上，排除了地球大氣的干擾，它僅以 2。4米的口徑就已經可以觀測到100億光年之外的遙遠天體。

作為一臺光學望遠鏡，哈勃望遠鏡觀測光的範圍與人類視覺範圍比較一致。這個人類迄今為止製造的最複雜和精密的天文儀器，看來就是像是一個大圓柱子，長達13米，直徑4米，其中最重要的當然就是它的眼睛，前端那口徑為2。4米的主鏡面，來拍攝超高解析度的太空影象。

1990年4月24號，發現號太空梭將哈勃望遠鏡送入了既定軌道。此時，地球上的科研人員急切期待著哈勃傳回壯觀而瑰麗的影象。但出人意料的是，哈勃傳來的卻是模糊不清的影象，原來，花費幾十億美元送到天上的哈勃望遠鏡竟然是個“近視眼”。

經過調查發現，原來由於製造產商的低階失誤，導致哈勃望遠鏡那直徑2。4米的大眼睛近視了。其鏡面邊緣打磨得過平，比需要的位置偏差2。2微米，雖然這個尺寸只有人類頭髮寬度的1/50，但足以影響光線的正常聚焦，導致的球面偏差大大降低的觀測影象的解析度。這臺世界上最大最昂貴的太空望遠鏡，現在突然變成了近視眼，幾乎成為廢物。

除了光學公司的製造問題，NASA自身也存在著品質管理和核查的責任。把一個近視眼的太空望遠鏡發射升空，讓幾十億美元打了水漂，面對來自各方的質疑和嘲諷，NASA承受了極大的壓力。

亡羊補牢，未為遲也。NASA在分析哈勃失敗原因的同時，也啟動了各種解決和補救方案的徵集。所幸哈勃望遠鏡從設計之初，就是一個可升級的天文臺，宇航員可以透過艙外的太空行走，對其進行裝置更換和重要維修。

哈勃的近視眼主要是鏡面的問題，這個大傢伙無法拆卸，基本也就無法進行更換了，有這功夫又可以重新打造一臺新哈勃了。NASA想到的解決方案就是，盡然哈勃望遠鏡近視了，那就給它裝個”近視眼鏡”，方法聽起來貌似很簡單，但實際上對“眼鏡”的製備與除錯，太空維修任務的難度都是難以想象的。

為了實現讓哈勃開眼的目標，1993年12月，美國實施了太空史上維修風險最高，投入最大的維修活動。宇航員要進行多次出艙維修，利用控制機械臂固定住哈勃望遠鏡，給它帶上了光學矯正系統。最終效果還真不錯，近視眼的哈勃帶上眼鏡以後，秒變火眼金睛。

為了能夠真正地利用這臺強大的太空望遠鏡，NASA對哈勃望遠鏡進行了多次大規模的維修，大致以三年為一個週期進行維修，主要是更換電池，升級影象採集和訊號處理系統，為哈勃配備了最好的裝置，使它一直保持在最佳的狀態。

哈勃上陀螺儀不好使了，怎麼辦？拍幾下加踹兩腳。

對哈勃望遠鏡上的陀螺儀進行維修和更換，也是宇航員最重要的任務之一。為了獲得穩定的影象，哈勃望遠鏡上裝備了6個陀螺儀，只需要其中3個正常執行，就可以保障哈勃的運轉。2009年5月，亞特蘭蒂斯號太空梭上的宇航員對哈勃望遠鏡上做了最後的一次大修，把上面的6個陀螺儀全部更換。

時間到了2018年10月，三個一直使用的陀螺儀也大限將至，其中一個陀螺儀開始失效，不知道什麼因素阻礙了它的旋轉。地面控制團隊就試圖啟用備用陀螺儀，誰知道，放了十來年的備用陀螺儀竟然拒絕訪問，這可怎麼辦呢？

我們日常都有一些經驗，小時候電視訊號不好，就拍上幾下，當電子產品出了問題，最簡單有效的方案就是

重啟大法

。

NASA的工程師也採用這樣拍拍打打，提提踹踹的方法，首先他們對壞了的那個陀螺儀實施突然的斷電，在轉速降下來以後，在迅速通電，重新高速旋轉。這也就是

重啟大法

，可惜不好用，壞了的陀螺儀還是不太正常。

終極大法來了，就是

連拍帶踹

，控制人員一方面調整哈勃望遠鏡的轉向，一邊切換失效陀螺儀的狀態，這次奇蹟發生了，這種你拍一我拍一的簡單粗暴方式竟然生效了，哈勃望遠鏡又可以重新上線了。

詹姆斯韋伯望遠鏡

小結

哈勃望遠鏡已經升空30年，最新的詹姆斯韋伯望遠鏡也會很快上線，它能夠比哈勃望遠鏡看到更遠的地方，可以觀測到星系的成長與演化，恆星的誕生與消亡，行星和生命的起源。

但人類不會忘記哈勃望遠鏡，它釋出的那些瑰麗的太空影象早已經成為人類生活的一部分，無論是在雜誌上還是在電視上，這些驚人的太空影象大部分來自於哈勃望遠鏡，哈勃望遠鏡留下的文化遺產，絲毫不亞於它的科學貢獻。