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哈勃太空望远镜重新投入使用 – 发布令人惊叹的新图像

美国宇航局的哈勃太空望远镜重新开始探索远近宇宙。 在从暂停望远镜观测一个多月的计算机故障中恢复后,科学仪器已恢复全面运行。

科学观察于 7 月 17 日星期六下午恢复。 上周末的望远镜目标包括下图所示的不寻常星系。

“我很高兴看到哈勃重新考虑了宇宙,再次捕捉到几十年来一直吸引和启发我们的图像,”美国宇航局局长比尔·纳尔逊说。 “这是庆祝真正致力于这项任务的团队取得成功的时刻。通过他们的努力,哈勃将继续其发现的第 32 年,我们将继续从天文台的变革愿景中学习。”

这些快照来自西雅图华盛顿大学的朱利安·达尔坎顿 (Julian Dalcanton) 领导的一个项目,展示了一个螺旋臂异常延伸的星系,以及一对有趣的碰撞星系的第一次高分辨率一瞥。 哈勃望远镜的其他主要目标包括巨行星木星上的球状星团和北极光。

这些图像来自西雅图华盛顿大学的朱利安·达尔坎顿 (Julian Dalcanton) 领导的一个项目,展示了哈勃正在恢复全面的科学运作。 [Left] ARP-MADORE2115-273 是南半球一对相互作用星系的罕见例子。 [Right] ARP-MADORE0002-503 是一个大型旋涡星系,其旋臂异常伸展。 虽然大多数盘状星系都有偶数个旋臂,但这个星系只有三个。 图片来源:科学:NASA、ESA、STScI、Julianne Dalcanton (UW) 图像处理:Alyssa Pagan (STScI)

控制和协调天文台上科学仪器的哈勃有效载荷计算机于 6 月 13 日突然停止运行。 当主计算机无法从有效载荷计算机接收信号时,它会自动将哈勃科学仪器置于安全模式。 这意味着望远镜不再从事科学研究,而任务专家正在分析情况。

哈勃团队迅速采取行动,调查天文台发生了什么,该天文台在地球上空约 340 英里(547 公里)处运行。 在位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心的任务控制中心,以及由于 COVID-19 的限制而远程工作,工程师们合作找出导致问题的原因。

更复杂的是,哈勃于 1990 年发射升空,并且已经观测宇宙超过 31 年。 为了修理 1980 年代建造的望远镜,该团队必须利用工作人员在其悠久历史中的知识。

哈勃校友返回支持当前团队的恢复工作,并为该任务提供了数十年的经验。 例如,帮助建造望远镜的退休员工知道科学仪器、命令和数据处理单元的入口和平底锅,有效载荷计算机所在的位置 – 经验对于确定下一步恢复至关重要。 其他前团队成员通过搜索原始哈勃论文伸出了援助之手,找到了 30 到 40 年前的文件,这些文件应该可以帮助团队规划前进的道路。

2021 年 6 月 13 日,哈勃太空望远镜的有效载荷计算机意外关闭。 但是,哈勃团队已经系统地确定了可能的原因以及如何对其进行补偿。 图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心

“这是一个已经运行了 30 多年的计划的优势之一:大量的专业知识和经验,”戈达德哈勃异常系统响应主任 Nzinga Tal 说。 “与目前的团队和那些已经转移到其他项目的团队合作,令人感到谦卑和鼓舞人心。他们对哈勃的队友以及以哈勃闻名的天文台和科学付出了巨大的努力。”

新老团队成员一起努力找出潜在的罪魁祸首,寻求隔离问题,以确保他们有足够的设备储备以备将来使用。

起初,该团队认为最有可能的问题是内存模块老化,但切换到备用模块未能解决问题。 该团队随后设计并进行了测试,其中包括首次在太空中为哈勃望远镜的备用有效载荷计算机供电,以确定是否有其他两个组件可能负责:标准接口设备,它连接计算机 CPU 和其他组件之间的通信,或处理单元中心本身。 但是,启动备份计算机不起作用,也消除了这些可能性。

然后,该团队继续探索其他设备是否有问题,包括命令单元/数据科学协调器和电源控制器,这些设备旨在确保为计算机提供稳定的电压。 然而,解决这些问题中的任何一个都将更加复杂,并且通常对望远镜来说将更加危险。 切换到这些组件备份模块还需要切换许多其他硬件盒。

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Nzinga Tull,美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的哈勃系统异常响应经理,7 月 15 日在控制室工作,让哈勃恢复全面的科学运作。 图片来源:NASA GSFC/Rebecca Roth

“这个开关需要从地球驾驶航天器 15 个小时。必须关闭主计算机,安全模式备用计算机暂时接管航天器。还必须打开几个盒子,”吉姆吉列蒂克说戈达德的哈勃项目副主任。他们以前从未在太空中运行过,其他设备需要更换它们的接口。”“没有理由认为所有这些都行不通,但团队的工作是紧张,并考虑可能出错的一切以及我们如何弥补。 团队精心计划并测试了地面上的每一个小步骤,以确保他们做对了。”

团队从那里开始谨慎而有条不紊地进行。 在接下来的两周内,超过 50 人致力于审查、更新和检查切换到备份设备的程序,并在 高清模拟 以及对拟议计划的正式审查。

同时,该团队分析了他们之前测试的数据,他们的发现表明电源控制器可能是导致问题的原因。 7 月 15 日,他们按计划切换到科学仪器备份和命令和数据处理单元,其中包含备份电源控制单元。

胜利发生在美国东部时间 7 月 15 日晚上 11:30 左右,当时团队认为转换成功。 科学仪器随后投入运行,哈勃于 7 月 17 日再次开始采集科学数据。 大多数在科学操作暂停期间丢失的观测将被重新安排。

这不是哈勃第一次不得不依赖备份硬件。 该团队在 2008 年进行了类似的转换,在科学仪器和命令与数据处理 (SI C&DH) 模块的另一部分出现故障后,哈勃恢复了正常运行。 哈勃望远镜在 2009 年的最后一次维护任务——一项由前美国参议员芭芭拉·米库尔斯基 (Barbara Mikulsky) 倡导的急需调整——随后更换了整个 SI C&DH 装置,显着延长了哈勃望远镜的使用寿命。

自这次服务任务以来,哈勃已经进行了超过 600,000 次观测,​​使其总寿命超过 150 万次。 这些观察继续改变我们对宇宙的理解。

哈勃运营团队正在努力修复望远镜

哈勃运营团队的成员于 7 月 15 日在控制室工作,让哈勃返回科学运营。 图片来源:NASA GSFC/Rebecca Roth

马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所 (STScI) 的负责人肯尼思·辛巴赫 (Kenneth Simbach) 说:“哈勃掌握得很好。我对团队过去一个月的奉献精神和共同目标印象深刻。哈勃重新投入使用。 现在哈勃再次提供了前所未有的宇宙观,我完全期待它未来的许多科学发现会继续让我们惊叹。”

哈勃对一些最重要的贡献 我们宇宙的重要发现,包括宇宙的加速膨胀、星系随时间的演化,以及对太阳系外行星大气的首次研究。 它的使命是花费至少 15 年时间探索宇宙最远和最弱的区域,但它仍然远远超出了这个目标。

NASA 科学任务理事会副局长 Thomas Zurbuchen 说:“哈勃提供的破纪录的科学数量之多令人震惊。” “我们有很多东西要从哈勃生命的下一章中学到——就其本身而言,以及其他 NASA 天文台的能力。我对哈勃团队在过去几周取得的成就感到无比兴奋。他们已经直接面对这个过程的挑战,确保哈勃探索的日子还没有结束。”

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