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太空望遠(yuǎn)鏡建造新理念:機(jī)器人自動(dòng)組裝和維護(hù)

2016-07-21 08:47 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:新浪科技 來(lái)源:新浪科技
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據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,太空望遠(yuǎn)鏡擁有地基望遠(yuǎn)鏡所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。厚厚的大氣層遮擋了地基望遠(yuǎn)鏡的視線,而太空望遠(yuǎn)鏡則可以幫助天文學(xué)家以...

  據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,太空望遠(yuǎn)鏡擁有地基望遠(yuǎn)鏡所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。厚厚的大氣層遮擋了地基望遠(yuǎn)鏡的視線,而太空望遠(yuǎn)鏡則可以幫助天文學(xué)家以一種獨(dú)特的視角清晰地探測(cè)整個(gè)宇宙。然而,在太空中建造和維護(hù)龐大的太空望遠(yuǎn)鏡是一項(xiàng)非常困難的工程。為了探測(cè)更為深遠(yuǎn)的宇宙,有必要建造更多比“哈勃”更大的太空望遠(yuǎn)鏡,建造的難度當(dāng)然也更大。美國(guó)宇航局科學(xué)家近期提出,可以考慮采用新型望遠(yuǎn)鏡建造機(jī)器人在環(huán)地球軌道上執(zhí)行這種艱巨的任務(wù)。

  美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家和加州理工學(xué)院科學(xué)家近日提出了一種新理念,即以后建造的太空望遠(yuǎn)鏡可以采用模塊化結(jié)構(gòu),每一個(gè)部件或模塊都可以單獨(dú)地運(yùn)送到太空,然后進(jìn)行自動(dòng)化組裝。這種“自動(dòng)組裝模塊化太空望遠(yuǎn)鏡”需要一個(gè)專(zhuān)業(yè)的太空望遠(yuǎn)鏡組裝機(jī)器人,由機(jī)器人在太空中自動(dòng)組裝極其龐大的望遠(yuǎn)鏡。這種方式可以解決很多問(wèn)題,自動(dòng)機(jī)器人不僅僅組裝速度快、工作效率高,最主要的是可以把宇宙員從危險(xiǎn)、艱苦的太空作業(yè)中解放出來(lái)。此外,機(jī)器人還可以為太空望遠(yuǎn)鏡提供后續(xù)服務(wù),如維護(hù)和保養(yǎng)等,這些任務(wù)本來(lái)都應(yīng)該是宇航員完成的。

  1990年,當(dāng)“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡首次進(jìn)入太空時(shí),由于一個(gè)鏡片沒(méi)有校準(zhǔn),導(dǎo)致傳回地球的數(shù)據(jù)模糊不清。一個(gè)由多達(dá)七名宇宙員組成的任務(wù)組不得不于1993年啟程前往太空修復(fù)這塊鏡片并對(duì)“哈勃”進(jìn)行維護(hù)。如果有太空機(jī)器人在旁邊,它就可以隨時(shí)對(duì)太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行維修,就可以避免人類(lèi)宇航員奔忙于太空和地球之間。研究人員表示,“我們的目標(biāo)就是提出與這種結(jié)構(gòu)相關(guān)的基本技術(shù)原理,這樣在未來(lái)的方案研究中,可以考慮一種特定的科學(xué)驅(qū)動(dòng)者,它可以在太空中自動(dòng)地組裝望遠(yuǎn)鏡?!笨茖W(xué)家認(rèn)為,未來(lái)太空望遠(yuǎn)鏡的所有主要部件都將可能由機(jī)器人來(lái)組裝,甚至包括一個(gè)小小的鏡片。先進(jìn)的計(jì)量學(xué)技術(shù)能夠幫助機(jī)器人精確地完成整項(xiàng)組裝任務(wù),并提供后續(xù)的維保服務(wù)。

  “哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡于2005年拍攝到的一幅著名圖片:“蟹狀星云”。“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡于2005年拍攝到的一幅著名圖片:“蟹狀星云”。
  “哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡拍攝到的最大全景圖之一:“船底座星云”?!肮碧胀h(yuǎn)鏡拍攝到的最大全景圖之一:“船底座星云”。
  目前,美國(guó)宇航局“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡是最著名的太空望遠(yuǎn)鏡之一,它可以探測(cè)宇宙最為深遠(yuǎn)的部分,可以拍攝遙遠(yuǎn)的宇宙天體最清晰、最炫目的照片。作為“哈勃”的繼任者,“詹姆斯-韋伯”太空望遠(yuǎn)鏡將于2018年升空?!罢材匪?韋伯”太空望遠(yuǎn)鏡體積更大,將是“哈勃”的2.7倍。但是,不管是“哈勃”還是“詹姆斯-韋伯”,它們都有一個(gè)局限,即都是在地球上建造。此外,“詹姆斯-韋伯”體積更大,距離地球更遠(yuǎn),派宇航員進(jìn)行組裝和維護(hù),難度更大。因此,對(duì)于體積更大的望遠(yuǎn)鏡,可以考慮將望遠(yuǎn)鏡的部件發(fā)射升空,在太空中進(jìn)行自動(dòng)組裝。

  美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心科學(xué)家哈利-特龍森表示,“在太空中組裝模塊化太空望遠(yuǎn)鏡,這種能力還可能有其它方面的應(yīng)用。使用地基望遠(yuǎn)鏡的天文學(xué)家已經(jīng)習(xí)慣了一項(xiàng)任務(wù)持續(xù)數(shù)十年時(shí)間?!胀h(yuǎn)鏡已經(jīng)證明,如果有宇航員在的話,在太空中是可以實(shí)現(xiàn)組裝和維護(hù)的。一個(gè)自動(dòng)化的系統(tǒng)可以完成組裝、升級(jí)、維修和補(bǔ)給任務(wù),這樣的系統(tǒng)就可以盡可能長(zhǎng)地延長(zhǎng)各類(lèi)太空望遠(yuǎn)鏡的生命周期和服役時(shí)間?!?/P>

  科學(xué)家們的研究成果發(fā)表于《天文望遠(yuǎn)鏡、儀器與系統(tǒng)》期刊之上。(彬彬)

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