哈勃還能再續(xù)命嗎？

如果說詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡代表著人類天文學(xué)的未來，那么哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，就是過去36年里最耀眼的“宇宙之眼”。

它見證過恒星的誕生與死亡，拍下過星系深場，幫助科學(xué)家精確測量宇宙膨脹，也讓無數(shù)普通人第一次真正感受到：宇宙并不遙遠(yuǎn)，它就在一張張圖像里向我們展開。

但現(xiàn)在，這只“宇宙之眼”正在一點點下墜。

根據(jù)目前估算，如果不進(jìn)行軌道提升，哈勃可能在2033年前后再入地球大氣層，甚至存在更早在2029年左右結(jié)束生命的可能。對于一臺已經(jīng)工作超過三十年的望遠(yuǎn)鏡來說，這并不意外。

NASA當(dāng)然不想輕易放棄哈勃。

但問題是：救哈勃，不只是技術(shù)問題，更是錢的問題。

01

—哈勃正在慢慢“掉下來”

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡于1990年4月24日搭乘發(fā)現(xiàn)號航天飛機進(jìn)入太空。

在最初的任務(wù)階段，哈勃運行在近地軌道上，軌道高度大約可達(dá) 579 公里左右。此后，受地球高層大氣阻力影響，它的軌道高度不斷緩慢下降。

如今，哈勃運行在473 x 475 千米的軌道。

對近地軌道航天器來說，這種下降是不可避免的。

即便在幾百公里高空，那里仍然存在極其稀薄的大氣。航天器每繞地球飛行一圈，都會受到微弱阻力影響，速度一點點降低，軌道一點點下降。軌道越低，大氣越密，阻力越強，下降速度也會進(jìn)一步加快。

這就是哈勃現(xiàn)在面臨的命運：不是突然失控，而是緩慢進(jìn)入一條不可逆的衰減曲線。

如果沒有新的外力把它“推”回更高軌道，哈勃最終將再入大氣層，在高溫中解體。

02

NASA不是沒想過救哈勃

事實上，NASA曾經(jīng)多次“拯救”過哈勃。

1993年到2009年之間，航天飛機曾多次執(zhí)行哈勃維修任務(wù)。宇航員不僅修復(fù)了哈勃最初的光學(xué)問題，還更換設(shè)備、升級儀器，并多次抬升它的軌道。

這些航天飛機維修任務(wù)，讓哈勃從一臺“開局失誤”的望遠(yuǎn)鏡，變成了現(xiàn)代天文學(xué)史上最成功的科學(xué)儀器之一。

但航天飛機已經(jīng)退役，今天的NASA不可能再用當(dāng)年的方式去維修哈勃。

新的希望來自商業(yè)航天。

2022 年，NASA與SpaceX曾宣布開展一項可行性研究，評估是否可以使用商業(yè)飛船把哈勃重新抬升到約600公里的初始軌道高度。理論上，如果這類任務(wù)可行，哈勃的壽命就可能被延長數(shù)年，甚至更久。

不過，這項救援并沒有真正進(jìn)入執(zhí)行階段。

原因并不只是技術(shù)，更是成本。

03

—雨燕救援任務(wù)，給了哈勃一個參照物

NASA現(xiàn)在正在準(zhǔn)備拯救另一臺近地軌道望遠(yuǎn)鏡：尼爾·格雷爾斯雨燕天文臺（Neil Gehrels Swift Observatory）

雨燕于2004年11月20發(fā)射，主要用于研究宇宙中最猛烈的爆發(fā)現(xiàn)象，伽馬射線暴。過去20多年里，它為高能天體物理提供了大量重要數(shù)據(jù)。

但和哈勃一樣，雨燕也在慢慢下降。

由于大氣阻力，雨燕的軌道高度持續(xù)降低，并被評估為到2026年中期存在較高概率發(fā)生非受控再入。為了避免這臺仍有科學(xué)價值的望遠(yuǎn)鏡墜入大氣層，NASA 選擇了一條新的路線：讓一家商業(yè)公司執(zhí)行軌道提升任務(wù)。

負(fù)責(zé)這項任務(wù)的是亞利桑那州初創(chuàng)公司Katalyst Space Technologies。該公司開發(fā)的LINK航天器計劃與雨燕交會，并將它推升到更穩(wěn)定的軌道，從而延長其科學(xué)壽命。

這件事對哈勃很重要。

因為它說明，低成本商業(yè)軌道服務(wù)正在從概念變成現(xiàn)實。過去，給一臺軌道望遠(yuǎn)鏡“續(xù)命”聽起來像是一項昂貴而復(fù)雜的大工程；現(xiàn)在，NASA 開始看到一種新的可能性：也許不一定非要用傳統(tǒng)大型任務(wù)，商業(yè)航天器也能完成類似工作。

NASA天體物理部門負(fù)責(zé)人肖恩·多馬加爾-戈德曼 (Shawn Domagal-Goldman)在近期會議上也提到，這類軌道提升能力不僅已經(jīng)可用，而且成本低于他原本預(yù)期。換句話說，雨燕的救援任務(wù)可能成為哈勃未來命運的一個樣板。

參考

[1]https://science.nasa.gov/mission/hubble/multimedia/online-activities/interactive-orbiting-hubble/

[2]https://spacetelescopelive.org/hubble?obsId=01KTEDR5F32NJ6NCN2DKDV3FSZ

[3] https://www.heavens-above.com/PassSummary.aspx?satid=20580&lat=0&lng=0&loc=Unspecified&alt=0&tz=UCT