“31 歲的哈勃一直獨立運行，之前靠航天飛機可以維修，現在航天飛機不運行了，所以哈勃維修的可能性很小。在中國空間站建立之后，巡天空間望遠鏡也將進行發射。”談及哈勃最近的維修事宜，全國空間探索技術首席科學傳播專家龐之浩告訴 DeepTech。
最近，NASA 官方宣布，哈勃太空望遠鏡“由于機載軟件錯誤”再次進入安全模式。雖然哈勃的科學系統沒有受到任何影響，但所有科學操作都已暫停，地面工作人員正在努力解決問題。而具體是何故障、是何原因，以及是否正在采取何種維修措施，NASA 沒有公布任何細節。
圖 | 哈勃官網 Twitter 發表的說明（來源：Twitter）
或許根本不用擔心，像哈勃這樣的航天器，一旦出現異常就會進入安全模式。在安全模式下，哈勃會停止瞄準目標和收集數據，只剩下太陽能電池板保持輸電，這樣有助于簡化故障排除過程，并且不干擾運轉。
據悉，哈勃最近一次進入安全模式是在 2018 年，當時哈勃使用陀螺儀在軌道上保持正確方位時，有兩個陀螺儀出現了問題。三周之后，哈勃重新運行，且沒有出現任何遺留問題。因此，這次新出現的故障應該是可修復的。
但 NASA 的聲明確實再一次提醒我們，哈勃已經老了！哈勃已經服役 30 年，超出了所有人的預期，因此它將逐漸退休。那么，哈勃到底還能維持多久？當哈勃最終停止使用時，會發生什么？
哈勃到底還能“活多久”？
上次維修哈勃老化硬件是在 2009 年，當時工程師們估計，硬件能持續使用到 2016 年左右。巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所哈勃太空望遠鏡任務辦公室主任湯姆 布朗說：“經過幾年的飛行和翻修，工程師們重新評估了儀器的可用性和可靠性，并著手延長所有儀器的壽命。最近的預計是，我們估計很有可能在 2026 年之前退役，甚至可能還有十年才會退役，因此我們依然能用哈勃來做科學研究。”
據悉，哈勃已經用于幾乎所有類型的天文學調查，如研究太陽系的行星和衛星，觀察遙遠的恒星、星系、超新星、星云和其他天體物理現象，以及研究宇宙的起源和膨脹等。
最近十年，哈勃在系外行星科學方面的貢獻尤其令人驚訝。畢竟，美國于 1990 年發射了哈勃，五年后才探測到第一顆圍繞類太陽恒星運行的系外行星。哈勃的作用并不在于發現系外行星，而是在于后續觀測。這些觀測可以在發現行星后確定行星特征及其大氣層。
另據悉，詹姆斯 韋伯太空望遠鏡（下文簡稱 JWST）將在 2021 年晚些時候發射，屆時哈勃會和它互相合作，這或許能幫助科學家發現真正適合生命生存的類地球世界。
JWST 經常被宣傳為哈勃的繼任者，但這一說法并不完全準確。哈勃可以用可見光和紫外波長觀測宇宙，而 JWST 的重點是紅外線觀測，這有助于研究早期宇宙天體，確定其它世界的化學特征。
事實上，地球大氣臭氧層阻擋了大部分紫外線輻射，對紫外線觀測尤其不利，而由于身處太空，哈勃不必受地球大氣層的干擾。
2017 年，哈勃探測到兩顆中子星碰撞產生的引力波為例，這給研究人員提供了紅外光譜之外的數據，這些數據可清晰顯示這兩顆中子星相撞的形狀和演化過程。
目前，哈勃有四個主要的科學儀器。所以即使有一兩個儀器停止工作，哈勃其他儀器仍能完成大量的主要科學工作，此外哈勃也含有多個重復硬件及軟件，因此單是硬件或軟件故障未必會導致個別儀器停止工作。
話雖如此，但還沒有新服務任務的計劃。如果一個故障產生嚴重后果，導致哈勃完全停止使用，NASA 不大可能會為已經有 30 多年歷史的哈勃啟動維修任務。
哈勃望遠鏡的繼承者，可能是 NASA 提出的大型紫外光學紅外測量器太空望遠鏡，又稱 LUVOIR，它能觀測多種波長包括紅外、光學和紫外等。但即便資金充足，LUVOIR 最早也要到 2039 年才會發射。
概括來說，哈勃可能會運行到有望遠鏡來取代它的那一天，但當它最終停止工作時，可能會出現巨大知識缺口，目前大多數天文學家都在為此做準備。布朗說：“哈勃確實是紫外線和光學天文學的首要助手。天文學很大程度上依賴于哈勃提供的信息，特別在了解外太空的溫度和化學方面。我真的擔心，當哈勃停止工作時，太空界會受影響。”
那么，當哈勃最終準備退休時，是什么來取代哈勃呢？布朗說，其他國家已經開始計劃在軌道上執行其他任務，可以承擔目前由哈勃進行的可見光和紫外探測任務。
印度的 Astrosat 太空望遠鏡目前在太空進行紫外線觀測，但鏡頭口徑要小得多。此外，中國計劃將在近兩年發射巡天望遠鏡。
當問及巡天代替哈勃將給中國帶來哪些好處，龐之浩表示：“巡天有兩個優勢，一個是可以跟中國航天站共軌運行，可以實現對接；另一個是可以在軌升級，這兩點可保證巡天的使用壽命。巡天視角是哈勃的 300 多倍，好像裝上了廣角鏡一樣，可探測更廣闊的天區，且能在早期天體探測方面發揮更大作用。在未來十多年里，巡天將獲得更多宇宙探測成果，對中國、對人類來說都是一件好事。”
巡天新動態曝光：探測靈敏度、以及空間分辨本領與哈勃相當
3 月 10 日，全國政協委員、中國載人航天工程總設計師周建平接受媒體采訪時表示，空間站建成后，將發射巡天望遠鏡。
（來源：見水印）
談及巡天，他告訴媒體：“計劃在光學艙里架設一套口徑 2 米的巡天望遠鏡，分辨率與哈勃望遠鏡相當，視場角是哈勃的 300 多倍。如果在軌 10 年，可以對 40% 以上的天區，約一萬七千五百平方度天區進行觀測。”
他還表示：“巡天望遠鏡是可以在軌道上獨立飛行的飛行器，它的探測效率更高，同時我們又把它放在空間站（做）靜式供給飛行...... 另外我們可以對它進行在軌升級，始終可以把它保持在國際前沿的水平上。我們將用它在未來十多年的時間內，從事巡天科學的研究，我們將去探索星空...... 的奧秘包括起源，宇宙的演化、黑洞、暗物質、暗能量等重大科學前沿問題。”
（來源：見水印）
另據悉，巡天的重量將達到十幾噸。巡天發射后，可以跟空間站同軌運行。哈勃由于是獨立運行，維修成本比較高昂，而巡天只需要和空間站對接，就能完成維修和燃料補充。
（來源：見水印）
對于和巡天一起發射的空間站相關信息，周建平告訴媒體：“空間站將首先是中國在太空里的國家實驗室，服務于中國科學家從事科研實驗的需求，同時積極進行國際合作，歡迎其他國家科學家參與，以及航天員的入駐。在空間科學研究方面，中國的空間站將帶來重大產出。”
事實上，巡天此前曾被叫做“巡天號光學艙”，“宇宙之眼”也是它的別名，它是“中國迄今為止自行研制的最大規模和科技含量最高的空間望遠鏡，也是中國空間天文的旗艦級項目”，其探測靈敏度、以及空間分辨本領與哈勃相當，但在觀測視場和獲取數據規模上高于哈勃，相關技術和功能也在全球處于領先地位。
此外據報道，NASA 最新研發的羅曼望遠鏡其視場面積是哈勃的 100 倍左右。因此，巡天發射后，有望替代哈勃并成為全球性能最佳的同類觀測器。
此前通過哈勃觀測的信息，研究人員累計產出 17000 多篇論文。而巡天的出現，也能幫助人類產出更多研究成果。
談及此，周建平告訴媒體，我們發展航天的一個很重要的目的是去探索宇宙，探索未知，讓我們人類對宇宙有更深刻的了解。此外，針對多種天文學的現象，用航天技術支撐進行探索，比從地面進行探索有很多獨特的優勢。
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參考：
https://www.technologyreview.com/2021/03/09/1020563/how-long-hubble-space-telescope-safe-mode-nasa/
