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哈勃进入死亡倒计时 近报 新闻 时间:2017年11月03日 来源:近报
哈勃进入死亡倒计时
天空之眼的诞生 1990年4月24日,是哈勃望远镜生命的开始。它乘坐探索号航天飞机升空,开启了天文的新时代,重新定义了我们观察宇宙的方式。 哈勃望远镜长13.3米,直径4.3米,重11.6吨,当时造价近30亿美元。它在距离地面大约550千米的轨道上以2.8万公里/时的速度绕地球运行着,平稳而孤单。 由于身处太空,没有地球大气湍流的干扰,哈勃望远镜所获得的图像和光谱具有极高的稳定性和清晰度。哈勃的口径虽然只有2.4米,却能观测到140亿光年之遥的天体。 从哈勃开始,人类认识到了广袤宇宙的无穷美丽。它带领着我们开拓视野边界,目所能及,全是最美的星空。 自1990年以来,哈勃太空望远镜一直不断地重新定义我们观测的宇宙,哈勃太空望远镜距离地球数百公里,每97分钟环绕地球一周。包括2009年最后一次维修,该望远镜经历了多项保养任务,校正了光学设备、增强相机效果、更换磨损零件,并且提升至更高的轨道位置。 无法避免的末日 伴随着航天飞机退役,哈勃太空望远镜正在朝向不可避免的生命终结,即使精密的制导传感器未失灵、反作用轮仍保持正常运行,以及通讯设备并未出现故障。当前它正在逐渐朝向地球降落,并且没有措施能够阻止其轨道衰减。 当前哈勃太空望远镜在距离地面568公里的太空轨道运行,我们通常定义地球大气层和外太空之间的边界是大约100公里,但事实上该状况更为复杂。大气层的边界事实上没有明确的界定,而是随着高度变得更加扩散,原子和分子受地球引力束缚,延伸至1万公里的高度。超越1万公里以上,地球大气层和太阳风是无法区分开来的,它们都是由稀薄的热原子和电离微粒构成。 虽然大气层绝大多数质量都处于较低层,从太空角度,仅有一层是可见的——热层,低地球轨道的多数卫星都在热层上方。在该高度,典型的大气分子(例如氧分子)可能穿行1公里或者更远,就会与其它分子发生碰撞。 但是哈勃太空望远镜比氧分子体积更大,其移动速度更快,大约每秒飞行8公里,它将连续不断地与高空气体分子发生碰撞,每次碰撞都将对其运行速度构成极其微弱的影响,但是日积月累,会产生较大的变化。意味着哈勃太空望远镜将随着时间其轨道高度和运行速度都非常缓慢地递减,它将朝向地球方向接近。 伴随着哈勃太空望远镜向低纬度位置下降,将更加频繁地碰撞气体分子,导致其加速下降。此外,这是一个不均匀效应,由于该望远镜在每97分钟环绕地球一周的时间里,一半时间处于阳光照射下,一半时间处于黑暗状态,这种不均匀性将导致哈勃望远镜倾斜。如果我们什么也不做,地球产生的拖曳力将逐渐增大,最终使它成为大气层中的一个火球,分解成大量碎片。哈勃太空望远镜体积太大,很难完全燃烧殆尽,而炽热的碎片会坠落在地球的任何地方。 在之前的维修任务中,哈勃太空望远镜被“提升”至较高轨道位置,其目的是为了操作时间更长。然而,没有可重复使用的航天飞机提供维修,该望远镜的维护将变得十分麻烦。哈勃太空望远镜作为人类最伟大的光学观测台将终结生命。 可以预测哈勃太空望远镜的组件会持续使用几十年时间,但是它的轨道位置将发生变化。因此,2009年最后一次维修任务中在望远镜上安装了一个对接装置——软捕捉和会合系统,任何火箭与其对接之后都可以将哈勃太空望远镜安全送返地面。 事实上哈勃太空望远镜比历史上任何天文观测台都更大程度地改变了我们对宇宙的观点,虽然其它陆基和空基观测台都已建造,并在许多方面超越了哈勃望远镜,但是对于某种类型的太空观测而言,它仍是人类创造最好的太空观测设备。 据新浪科技 |
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