NASA zegt dat de Hubble-ruimtetelescoop met een tegenslag te kampen heeft, maar nog jaren zou moeten blijven functioneren

Een probleem met een van de drie overgebleven gyroscopen van de Hubble Ruimtetelescoop, die essentieel zijn voor het richten en stabiliseren van doelen, heeft missiemanagers ertoe aangezet om over te schakelen naar een back-upcontrolemodus die sommige waarnemingen zal beperken, maar het beroemde observatorium tot ver in de jaren 2030 operationeel zal houden. zeiden ambtenaren. Dinsdag.

“We geloven nog steeds dat er een zeer hoge betrouwbaarheid en waarschijnlijkheid is dat we Hubble zeer succesvol zullen kunnen exploiteren en baanbrekend wetenschappelijk onderzoek zullen kunnen doen gedurende de rest van de jaren 2020 en tot in de jaren 2030”, vertelde Hubble-projectmanager Patrick Cross aan verslaggevers tijdens een middagconferentie.

Ondertussen zei Mark Clampin, directeur astrofysica op het NASA-hoofdkwartier, dat het agentschap, althans voorlopig, een voorgestelde commerciële missie heeft uitgesloten. Om Hubble naar een grotere hoogte te brengen Met behulp van het SpaceX Crew Dragon-ruimtevaartuig. De vlucht werd voorgesteld door SpaceX en Crew Dragon-veteraan Jared Isaacman als een manier om het leven van Hubble te verlengen.

Door versteviging Telescoop Op grotere hoogte kunnen de subtiele effecten van ‘weerstand’ in de intense buitenatmosfeer, die het ruimtevaartuig langzaam maar zeker terug naar de aarde trekt, worden verminderd. Isaacman, de miljardair die in 2021 de eerste volledige commerciële vlucht naar een lage baan om de aarde charterde, traint om nog drie SpaceX “Polaris” -missies te leiden, waaronder één deze zomer waarin hij van plan is de eerste particulier te worden die aan boord zal gaan. Het luik gaat open en je zweeft, zo niet loopt, in de ruimte.

Maar projectmanagers zeiden dinsdag dat Hubble niet het gevaar loopt binnenkort naar de aarde terug te keren. Uit de laatste berekeningen blijkt dat het observatorium in ieder geval tot 2035 in een baan om de aarde zal blijven, waardoor er tijd is om, indien nodig, in de toekomst mogelijke opties te overwegen.

“Na het verkennen van de bestaande commerciële mogelijkheden zullen we nu niet doorgaan met het reconsolidatieproces”, aldus Clampin. “We waarderen de diepgaande analyse die is uitgevoerd door NASA, SpaceX-Isaacman en onze andere potentiële partners enorm, en het heeft ons zeker een beter inzicht gegeven in de overwegingen voor het ontwikkelen van een toekomstige commerciële herlanceringsmissie.

“Maar onze beoordeling bracht ook een aantal overwegingen met zich mee, waaronder potentiële risico’s zoals het voortijdig verliezen van wetenschap en enkele technologische uitdagingen. Dus hoewel rebooten een optie is voor de toekomst, zijn we van mening dat we wat extra werk moeten doen om te bepalen of dit ook op de lange termijn het geval zal zijn zal doorgaan.” – Het wetenschappelijke rendement op de lange termijn zal groter zijn dan de wetenschappelijke risico’s op de korte termijn.

Tientallen jaren Hubble’s dienst in de ruimte

De Hubble-ruimtetelescoop werd op 24 april 1990 gelanceerd aan boord van de shuttle Discovery, met een beroemde gebrekkige spiegel, het eerste hoofdstuk van een onwaarschijnlijk verhaal waarin reparatieploegen voor ruimtewandelingen een nationale schande veranderden in een mondiaal symbool van de wetenschap.

Hubble functioneerde aanvankelijk niet goed vanwege een fout tijdens de productie van de 94,5-inch primaire spiegel, wat resulteerde in een optisch defect dat bekend staat als sferische aberratie, waardoor de telescoop het sterlicht niet scherp in beeld kon brengen.

Maar ingenieurs ontdekten al snel een manier om het wazige zicht van Hubble te corrigeren. Ze ontwierpen een nieuwe camera met voorgeschreven aardingsspiegels die de aberratie van de primaire spiegel volledig zouden tegengaan. Een ander apparaat, bekend als COSTAR, is ontworpen om gecorrigeerd licht naar andere Hubble-instrumenten te sturen.

Tijdens de shuttle-onderhoudsmissie in december 1993 werden de nieuwe Wide Field Planetary Camera 2 en COSTAR door astronauten geïnstalleerd. Ze vervingen ook de zonnepanelen van Hubble en andere belangrijke componenten.

NASA zal doorgaan met het lanceren van nog vier onderhoudsmissies, waarbij nieuwe, geavanceerde instrumenten worden geïnstalleerd en oudere componenten worden vervangen, zoals nauwkeurige geleidingssensoren en gyroscopen, die de telescoop van doel naar doel verplaatsen en vervolgens aan rotsen bevestigen. Sterke stabiliteit voor gedetailleerde notities.

Gyroscopen zijn essentieel voor de levensduur van Hubble. De telescoop werd gelanceerd met zes ultrastabiele gyroscopen, maar voor normaal gebruik zijn er slechts drie tegelijk nodig. Tijdens de laatste servicemissie in 2009 werden ze alle zes vervangen. Drie van de nieuwe eenheden bevatten componenten die vatbaar zijn voor een of andere vorm van corrosie, terwijl de andere drie eenheden een verbeterd ontwerp hadden dat dit risico aanzienlijk verkleinde of elimineerde.

Op het 30-jarig jubileum van Hubble in 2020 waren echter alle drie de zes oudere modellen mislukt.

Een van de overige drie eenheden, gyroscoop nr. 3, was eerder met tussenpozen begonnen te werken en de prestaties gingen geleidelijk achteruit. Op 24 mei werd de gyroscoop uitgeschakeld, waardoor het observatorium in een beschermende ‘veilige modus’ kwam te staan, waardoor de wetenschappelijke activiteiten werden stopgezet terwijl ingenieurs hun opties bespraken.

Omdat het falen van een gyroscoop onvermijdelijk is, hadden ingenieurs eerder software ontwikkeld waarmee Hubble met slechts twee of zelfs één gyroscoop kon werken. Het nadeel is dat de telescoop op elk moment slechts doelen in ongeveer de helft van de hemel kan bereiken, in plaats van 85% of meer met de drie gyroscopen.

Hoewel de telescoop efficiënter kon worden bediend met behulp van twee gyroscopen, kwamen de ingenieurs tot de conclusie dat het zinvol zou zijn om een ​​van de twee overgebleven intacte eenheden op stand-by te zetten en de Hubble met slechts één gyroscoop te bedienen, terwijl de andere in reserve werd gehouden voor gebruik. zoals vereist.

“Ons team ontwikkelde meer dan twintig jaar geleden voor het eerst een plan voor afzonderlijke gyro-operaties, en dit is de beste positie om het leven van Hubble te verlengen”, zei Cross. “Er zijn enkele beperkingen. Het zal ons meer tijd kosten om van de ene doelsituatie naar de andere te gaan en ons aan dat wetenschappelijke doel te kunnen houden.

“Dit zal resulteren in een verminderde planningsefficiëntie voor wetenschappelijke observaties. We plannen momenteel ongeveer 85 banen per week en verwachten ongeveer 74 uur per week te kunnen plannen, een vermindering van ongeveer 12% in de planningsefficiëntie.”

Bovendien, omdat de beweging van de telescoop in de enkele gyroscoopmodus minder nauwkeurig en foutgevoelig is, “zullen we niet zoveel flexibiliteit hebben als het gaat om waar in de lucht we op een bepaald moment kunnen waarnemen. Maar over een bepaalde periode, volgend jaar , de lucht zal voor ons allemaal beschikbaar zijn.”

Een andere beperking is dat de telescoop niet in staat zou zijn doelen dichter bij de baan van Mars te identificeren en te volgen, hoewel dergelijke waarnemingen zelfs in de drie-gyroscoopmodus zeldzaam waren.

Ondertussen zijn ingenieurs van plan om de komende dagen de single-gyroscoop-besturingsmodus te implementeren en Hubble rond het midden van de maand terug te sturen naar wetenschappelijke operaties.

“We hebben de betrouwbaarheidsbeoordelingen van de gyroscopen bijgewerkt … en komen nog steeds tot de conclusie dat (we) een kans van meer dan 70 procent hebben om tot 2035 minstens één gyroscoop te gebruiken,” zei Cross.

De James Webb-ruimtetelescoop bouwt voort op de nalatenschap van Hubble, duikt in ruimte en tijd en produceert een gestage stroom van ontdekkingen terwijl hij zich naar de voorgrond van de ruimteastronomie beweegt. Maar Hubble doet nog steeds waarnemingen van wereldklasse, en astronomen willen hem zo lang mogelijk draaiende houden.