Probleme mit einem der drei verbleibenden Gyroskope des Hubble-Weltraumteleskops, die für das Zielen und Aufspüren von Zielen unerlässlich sind, haben Missionsmanager dazu veranlasst, auf einen Backup-Kontrollmodus umzuschalten, der einige Beobachtungen einschränkt, dem ikonischen Observatorium aber dennoch den Betrieb bis in die 2030er Jahre ermöglicht, sagen Beamte sagte. Dienstag .
„Wir glauben immer noch, dass eine sehr hohe Zuverlässigkeit und eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass wir Hubble für den Rest der 20er und bis in die 2030er Jahre sehr erfolgreich betreiben und bahnbrechende wissenschaftliche Erkenntnisse erbringen können“, sagte Hubble-Projektmanager Patrick Crouse im Gespräch mit Reportern eine Telefonkonferenz am Nachmittag.
Unterdessen sagte Mark Clampin, Direktor für Astrophysik im NASA-Hauptquartier, die Agentur habe eine geplante kommerzielle Mission zumindest vorerst ausgeschlossen. um Hubble in eine höhere Höhe zu befördern mit einem SpaceX Crew Dragon-Raumschiff. Der Flug wurde von SpaceX- und Crew-Dragon-Veteran Jared Isaacman vorgeschlagen, um die Lebensdauer von Hubble zu verlängern.
Durch Boosten Das Teleskop In größerer Höhe könnten die subtilen Effekte des „Widerstands“ in der extremen äußeren Atmosphäre, die dazu führen, dass ein Raumschiff langsam aber sicher zur Erde zurückgebracht wird, verringert werden. Isaacman, ein Milliardär, der 2021 den ersten vollständig kommerziellen Flug in eine erdnahe Umlaufbahn gechartert hat, befindet sich in der Ausbildung, um drei weitere „Polaris“-Missionen von SpaceX zu leiten, darunter einen Flug in diesem Sommer, an dem er als erster Privatmann teilnehmen will. eine offene Luke und schweben, wenn nicht gehen, im Weltraum.
Aber Projektverantwortliche sagten am Dienstag, dass es unwahrscheinlich sei, dass Hubble in absehbarer Zeit zur Erde zurückfallen werde. Neueste Berechnungen zeigen, dass das Observatorium mindestens bis 2035 im Orbit bleiben wird, sodass Zeit bleibt, mögliche Optionen für die Zukunft zu prüfen, sofern dies gerechtfertigt ist.
„Nachdem wir die aktuellen Geschäftsmöglichkeiten untersucht haben, werden wir zum jetzigen Zeitpunkt keinen Relaunch anstreben“, sagte Clampin. „Wir schätzen die eingehende Analyse der NASA und des SpaceX-Isaacman-Programms sowie unserer anderen potenziellen Partner sehr und haben uns sicherlich einen besseren Einblick in die Überlegungen zur Entwicklung einer zukünftigen kommerziellen Reboost-Mission verschafft.
„Aber unsere Einschätzung hat auch eine Reihe von Überlegungen aufgeworfen, darunter potenzielle Risiken wie ein vorzeitiger Verlust der Wissenschaft und einige technologische Herausforderungen. Obwohl die Erholung eine Option für die Zukunft ist, glauben wir, dass wir „zusätzliche Arbeiten durchführen müssen, um festzustellen, ob dies langfristig der Fall ist.“ Der kurzfristige wissenschaftliche Ertrag wird das kurzfristige wissenschaftliche Risiko übersteigen.“
Hubbles jahrzehntelanger Dienst im Weltraum
Das Hubble-Weltraumteleskop wurde am 24. April 1990 an Bord der Raumfähre Discovery mit einem notorisch defekten Spiegel gestartet. Dies ist das erste Kapitel einer unwahrscheinlichen Geschichte, in der Reparaturteams bei Weltraumspaziergängen eine nationale Peinlichkeit in eine Ikone der internationalen Wissenschaft verwandelten.
Hubble wurde zunächst durch einen Fehler bei der Herstellung des 94,5-Zoll-Primärspiegels behindert, der zu einem optischen Defekt, der sogenannten sphärischen Aberration, führte und das Teleskop daran hinderte, Sternenlicht zu fokussieren.
Doch die Ingenieure fanden schnell einen Weg, Hubbles verschwommene Sicht zu korrigieren. Sie entwarfen eine neue Kamera mit an die Rezeptur angepassten Relaisspiegeln, die die Aberration des Hauptspiegels exakt neutralisieren würden. Ein anderes Gerät namens COSTAR wurde entwickelt, um das korrigierte Licht auf die anderen Hubble-Instrumente zu richten.
Während einer entscheidenden Shuttle-Wartungsmission im Dezember 1993 wurden die neue Wide Field Planetary Camera 2 und COSTAR von Astronauten im Weltraum installiert. Sie ersetzten auch die Sonnenkollektoren und andere kritische Komponenten von Hubble.
Die NASA würde dann vier weitere Wartungsmissionen starten, neue hochmoderne Instrumente installieren und veraltete Komponenten wie Feinführungssensoren und kritische Gyroskope ersetzen, die das Teleskop von Ziel zu Ziel bewegen und es dann mit Steinen verbinden. Solide Stabilität für detaillierte Beobachtungen.
Gyroskope sind für Hubbles Langlebigkeit von entscheidender Bedeutung. Das Teleskop wurde mit sechs ultrastabilen Gyroskopen gestartet, für den normalen Betrieb werden jedoch jeweils nur drei benötigt. Bei der letzten Wartungsmission im Jahr 2009 wurden alle sechs ausgetauscht. Drei der neuen Einheiten enthielten Komponenten, die für irgendeine Form von Korrosion anfällig waren, während die anderen drei über ein verbessertes Design verfügten, das dieses Risiko deutlich reduzierte oder eliminierte.
Ungeachtet dessen waren zum Zeitpunkt des 30-jährigen Hubble-Jubiläums im Jahr 2020 alle drei sechs Gyroskope der älteren Modelle ausgefallen.
Eine der drei verbleibenden Einheiten, Gyroskop Nr. 3, begann früher unregelmäßig zu reagieren und ihre Leistung ließ allmählich nach. Am 24. Mai wurde das Gyroskop offline geschaltet, wodurch das Observatorium in den schützenden „Sicherheitsmodus“ versetzt wurde und der wissenschaftliche Betrieb unterbrochen wurde, während die Ingenieure ihre Optionen besprachen.
Da sie wussten, dass Gyroskopausfälle unvermeidlich waren, entwickelten die Ingenieure eine Software, die es Hubble ermöglichen würde, mit nur zwei Gyroskopen oder sogar nur einem zu arbeiten. Der Nachteil bestand darin, dass das Teleskop jeweils nur Ziele in etwa der Hälfte des Himmels treffen konnte, statt 85 % oder mehr mit allen drei Gyroskopen.
Obwohl das Teleskop mit zwei Gyroskopen effizienter arbeiten könnte, kamen die Ingenieure zu dem Schluss, dass es sinnvoller wäre, eine der beiden verbleibenden gesunden Einheiten in den Schlafmodus zu versetzen und Hubble mit nur einem Gyroskop zu betreiben und das andere für seine Verwendung übrig zu lassen. nach Bedarf.
„Unser Team hat vor mehr als 20 Jahren erstmals einen Plan für den Betrieb mit einem einzigen Gyroskop entwickelt, und das ist der beste Weg, die Lebensdauer von Hubble zu verlängern“, sagte Crouse. „Es wird mehr Zeit brauchen, um von einer Zielhaltung zur anderen zu gelangen und uns auf dieses wissenschaftliche Ziel festzulegen.
„Dies wird zu einer Verringerung der Planungseffizienz für wissenschaftliche Beobachtungen führen. Wir planen derzeit etwa 85 Umlaufbahnen pro Woche und gehen davon aus, dass wir etwa 74 Stunden pro Woche planen können, was einer Verringerung der Planungseffizienz um etwa 12 % entspricht.“
Da die Bewegung des Teleskops im Einzelgyroskopmodus außerdem weniger präzise und fehleranfällig ist, „haben wir nicht so viel Flexibilität, wo wir zu einem bestimmten Zeitpunkt am Himmel beobachten können.“ Jahr wird uns der ganze Himmel zur Verfügung stehen.
Eine weitere Einschränkung: Das Teleskop wird nicht in der Lage sein, Ziele näher als die Umlaufbahn des Mars zu erfassen und zu verfolgen, obwohl solche Beobachtungen selbst im Drei-Gyroskop-Modus selten sein werden.
In der Zwischenzeit planen die Ingenieure, den Ein-Gyroskop-Steuerungsmodus in den kommenden Tagen zu implementieren und Hubble etwa Mitte des Monats wieder in den wissenschaftlichen Betrieb zu bringen.
„Wir haben die Gyroskop-Zuverlässigkeitsbewertungen aktualisiert … und kommen immer noch zu dem Schluss, dass die Wahrscheinlichkeit, dass wir bis zum Jahr 2035 mindestens einen Gyroskop betreiben werden, bei über 70 Prozent liegt“, sagte Crouse.
Das infrarotempfindliche James-Webb-Weltraumteleskop baut auf Hubbles Erbe auf, dringt tiefer in Raum und Zeit vor und produziert einen stetigen Strom von Entdeckungen, während es an der Spitze der Weltraumastronomie immer tiefer vordringt. Aber Hubble führt weiterhin erstklassige Beobachtungen durch, und Astronomen möchten, dass es so lange wie möglich am Laufen bleibt.
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