31岁的哈勃望远镜已经停止使用十多天了 电脑故障的原因仍然未知

2021年6月30日22:35:49科学探索57阅读模式

哈勃太空望远镜已经使用了31年,从6月13日起停止工作。截至6月25日,科学家尚未完全确定暂停的原因。

美国宇航局称,哈勃的有效载荷计算机于美国东部时间6月13日16: 00停止运行,计算机停止接收指示一切正常的“保活”信号。之后,电脑自动将所有科学仪器切换到安全模式。

有效载荷计算机是美国国家航空航天局标准宇宙飞船计算机-1(NSSC-1)系统,建于20世纪80年代。它起着关键作用:它不仅可以控制和协调科学仪器,监测它们的健康和安全,还可以分析和操作它收集的数据。

31岁的哈勃望远镜已经停止使用十多天了 电脑故障的原因仍然未知

哈勃望远镜

6月14日,美国宇航局戈达德航天中心的控制中心工作人员重启了有效载荷计算机,但很快遇到了同样的问题。望远镜本身及其科学仪器仍然完好无损。初步迹象表明,计算机关机的原因是其内存模块的性能下降。然而,当操作团队试图切换到备用内存模块时,启动备用模块的指令未能完成。

有效载荷计算机位于科学仪器指挥和数据处理(CDH)单元,可以保持所有科学仪器系统同步。它与数据管理单元一起处理、格式化和临时存储数据记录器上的信息,并将数据传输到地面。

目前的设备是宇航员在2009年5月航天飞机任务STS-125中安装的替代设备,因为最初的设备在2008年失败。替换设备有一个CPU和四个独立的内存模块。

哈勃太空望远镜上有两台有效载荷计算机,其中一台处于待机状态。当一台计算机出现问题时,您可以切换到备用计算机。两台计算机都可以访问和使用任一内存模块。(有效负载计算机一次只使用一个内存模块,其他三个内存模块都是预留的。)

两台有效载荷计算机的硬件主要包括:中央处理模块(CPM),处理协调和控制科学仪器的命令;一个标准接口(stint ),作为CPM和计算机其他组件之间的通信桥梁;包含用于在硬件之间传输信号和数据的线路的通信总线;一个用于存储仪器操作命令的活动存储模块,以及三个备用存储模块。

据6月22日的新闻报道,经过对电脑内存模块的多次测试,调查人员发现内存错误只是一种症状,真正的原因可能是电脑硬件。运营团队开始调查到底是STEVE硬件还是CPM本身。如果这台电脑的问题无法解决,运营团队将准备切换到备用电脑上的team和CPM的硬件。

6月23日和24日进行了额外的测试,包括首次在太空中打开备用计算机。该计算机自2009年安装在航天器上以来一直没有通电,但在安装前已经在地面进行了测试。

额外测试的结果显示,主有效负载计算机和备用有效负载计算机的这些硬件的许多组合都遇到了相同的错误。由于所有单个硬件元件都不太可能有问题,该团队现在正在考虑CDH国际公司的其他硬件可能是罪魁祸首,包括控制单元(CU)和科学数据格式化单元(SDF)。CU用于格式化命令和数据,并将它们发送到特定的目的地,如科学仪器。SDF可以将来自科学仪器的科学数据格式化,然后传输到地面。

该团队还在查看电源调节器,看看电压供应是否正常。功率调节器可以确保稳定和恒定的电压供应。如果电压超过极限,可能会导致观察到的问题。

美国宇航局6月25日报道,下周(编者注:本周),该小组将继续评估CDH号上的硬件,以确定是否有其他原因导致问题。如果运行团队确定CU、SDF或电源调节器是可能的原因,他们将建议切换到备用CU、SDF模块和备用电源调节器。

哈勃太空望远镜,以天文学家埃德温哈勃命名,是一个大型太空天文台。自从1990年在发现号航天飞机上发射以来,它彻底改变了天文学。

哈勃太空望远镜运行在离地球表面340英里(约547公里)的轨道上,远高于雨云、光污染和大气扭曲,这使得它的视线特别清晰。哈勃的视野也很广,从紫外线延伸到可见光(肉眼可见)和近红外线。

哈勃观测到了一些迄今为止看到的最远的恒星和星系,它在发现和描述宇宙中神秘的暗能量方面发挥了关键作用。到目前为止,哈勃已经进行了140多万次观测。发表了18,000多篇经同行评审的科学论文

得益于五位宇航员的维护工作,哈勃望远镜不断获得新的尖端科学仪器,工作能力不断提高。同时,维修工作也会对老化零件进行更换和升级,从而大大延长望远镜的使用寿命。

首先修复的是矫正导致图像模糊的“球差”问题。1993年12月,宇航员第一次在轨道上参观了望远镜。

第二次维护于1997年进行。不仅更换了故障和退化的组件,还安装了新的仪器,将哈勃的波长范围扩展到近红外成像和光谱学,使科学家能够探索宇宙的最远部分。例如,空间望远镜成像光谱仪(STIS)。

分光计可以把望远镜收集到的光分成光谱成分,从而分析其成分、温度、运动等化学或物理特性。STIS可以收集比哈勃以前的光谱仪多30个

倍的光谱数据和500倍的空间数据。STIS的最主要优势之一是研究超大质量黑洞,它能够通过研究星系中心周围的恒星和气体动力学来寻找大质量黑洞。

1999年11月,由于哈勃望远镜六个陀螺仪中的第四个出现故障(哈勃望远镜至少需要三个稳定陀螺仪来进行科学研究),原本认为的预防性维修的任务变得更加紧迫。第三次维修任务分为两次,第一次提供了新的陀螺仪等设备;第二次的维修中,宇航员更换了哈勃的太阳能电池板并安装了高级勘测相机(ACS)。ACS能看到的波长范围从可见光到远紫外线,它可以在相同的时间内产生它所取代的相机10倍的科学成果。

最后一次维修在2009年5月进行,宇航员安装了两种新的科学仪器——宇宙起源光谱仪(COS)和宽视场相机3(WFC3)。为了延长哈勃望远镜的寿命,还安装了新电池、新陀螺仪、新科学计算机等。此外,还在望远镜底座上安装了一个让望远镜在退役时离轨的装置。

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