上個月，六名太空人齊聚紐約市的無畏號海空太空博物館，討論2009年哈伯太空望遠鏡的維修任務。當時，哈伯望遠鏡即將迎來20週年紀念日，亟需升級；由於日曬雨淋和歲月侵蝕，其軌道光學系統、電池和其他設備都已逐漸老化。
美國太空總署部署了STS-125太空梭任務，這是最後一次哈伯望遠鏡維修任務，透過一系列太空行走對望遠鏡進行翻新。 「很多任務都會有人說，別擔心，下次總能完成，不用著急，」前任務指揮官斯科特·奧特曼告訴《大眾科學》雜誌。 “但我們知道這是最後一次任務，所以任何沒完成的事情，以後都不會再完成了。”
最終，地球引力會將望遠鏡拖入熊熊烈火之中，化為灰燼。
儘管任務壓力巨大，太空人回憶起，在五次漫長而艱苦的太空行走中，他們如何盡可能地升級哈伯望遠鏡，確保該望遠鏡在 2011 年航天飛機計劃結束後仍能保持良好的運行能力。
如今哈伯望遠鏡已經服役25年，而NASA目前沒有任何官方的升級計劃，這意味著它的硬體將在未來幾年逐漸老化過時。如果沒有輔助設備，哈伯無法永遠維持其軌道，最終地球引力會將它拉向毀滅。
哈伯太空望遠鏡的最後一次任務
就像iPhone一樣，哈伯望遠鏡過去也每隔幾年就要進行一次升級。從1993年到2002年，美國太空總署批准了四次哈伯望遠鏡的維修任務，太空人會用更新的光學元件和硬體取代老舊或性能下降的技術。原本計劃在2005年進行第五次維修任務，但2003年哥倫比亞號太空梭災難改變了一切。
這場災難使之後所有的太空梭任務都備受關注——尤其是「備用計畫」的重要性。在前往國際太空站的飛行任務中，如果太空梭發生意外，太空人可以輕鬆地在太空站內避難。但前往哈伯望遠鏡的飛行任務卻無處可藏。因此，如果太空梭受損，太空人要麼會葬身太空，要麼在重返大氣層時喪生。
由於這種令人不安的情況，時任NASA局長肖恩·奧基夫取消了2005年的維修任務，一度人們認為這項任務永遠不會實現了。同時，望遠鏡的各項技術也不斷損耗。哈伯望遠鏡每97分鐘繞地球運行一周，一半時間處於陽光直射下，一半時間處於黑暗中，這種溫度變化導致其部件逐漸老化。
「太陽的高溫炙烤著它，這會損壞望遠鏡，」STS-125任務的宇航員之一邁克·馬西米諾告訴《大眾科學》雜誌。 “此外，它還會經歷巨大的溫度波動，這些變化會使望遠鏡產生輕微的震動，導致內部結構振動、膨脹和收縮。”
“當時我們面臨著很大的壓力，要把產能恢復到100%，我相信我們做到了。”
但各方強烈支持哈伯望遠鏡重返太空，2004年奧基夫退休後不久，新任局長麥可‧格里芬就將哈伯任務重新安排在2009年。由於距離上次升級已經過了七年，STS-125任務的太空人深知他們面臨著艱鉅的任務。 「我們在發射前查看任務時間表時發現，根本無法完成所有工作，」奧特曼說。
STS-125任務的七名太空人不僅完成了任務清單，還超額完成了更多工作。他們成功地在哈伯望遠鏡上安裝了兩台新儀器，包括宇宙起源光譜儀（COS），它可以將光分解並測量其各個組成部分；以及廣域相機3（WFC3），它可以觀測近紅外光、可見光和近紫外光。太空人還修復了兩台受損的儀器，並更換了陀螺儀和電池。他們甚至還加裝了新的隔熱板，以保護天文台免受陽光照射的損害。
STS-125任務的飛行員格雷戈里·卡爾·約翰遜說：“他們到達時，望遠鏡的性能可能只有原來的20%了。它的性能已經嚴重下降。我們當時面臨著很大的壓力，必須讓它恢復到100%的狀態，我相信我們做到了。”
墜落倒數計時
但NASA無法阻止時間的流逝。哈伯望遠鏡每次震動或擺動，都會使其軌道輕微偏移。先前維修任務的一項重要任務就是將望遠鏡調整回更高、更穩定的軌道。
「它的軌道會衰減，」馬西米諾說。 「望遠鏡本身不會有問題，但它的軌道會讓它離地球越來越近。到那時，一切就都結束了。」
最終，NASA 有兩個選擇：要么想辦法再次執行維修任務前往哈伯望遠鏡，修復其設備並將其推回預定軌道；要么任由哈伯望遠鏡墜落地球，如果疏遠維護，它將在未來八到十年內墜落地球。
目前看來，美國太空總署似乎選擇了後者。尚未制定對哈伯望遠鏡進行另一次維修任務的計劃，儘管美國太空總署正在研發一種名為「太空發射系統」（SLS）的新型重型運載火箭（看似是太空梭的替代品），但該火箭要到2025年才能執行載人太空任務。哈伯望遠鏡需要人工維護，因為機器人任務的精細程度和精確度不足以完成所有必要的升級。
像SpaceX或波音這樣的商業公司可以建造載人太空船，將太空人送到哈伯望遠鏡。在美國宇航局的商業載人計畫中，該機構目前正在付費給私人航太公司，建造“太空計程車”，用於往返國際太空站運送太空人。據目前在商業載人計劃中服役的STS-125宇航員邁克爾·古德稱，NASA目前沒有考慮利用私營公司來維修哈伯望遠鏡，但他表示，這種情況並非完全不可能。 “我們開展商業載人計劃的原因之一就是為了具備進入近地軌道的能力，”古德說，“但這當然是有可能的。”
人們普遍認為，是時候讓這台老舊的望遠鏡退役了，尤其考慮到維修任務會佔用原本用於更令人興奮的火星探測任務的資金。此外，哈伯望遠鏡的後繼者——更年輕的「哈伯後裔」——也即將進入太空。 2018年，NASA計劃發射詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST），它將在距離地球90萬英里（約145萬公里）的軌道上運行，並且能夠觀測到比哈伯望遠鏡更長波長的光。既然JWST能夠觀測到比以往任何時候都更遙遠的宇宙和更久遠的過去，為什麼還要維護哈伯望遠鏡呢？
“你永遠無法真正知道什麼東西能倖存下來，但鏡子很可能在進入過程中倖存下來。”
這樣一來，NASA就只剩下一個更危險的選擇：讓哈伯望遠鏡在墜落地球的過程中於大氣層中燃燒殆盡。這架望遠鏡的體積與一輛公車相仿，遠大於一般的軌道衛星。因此，當它進入大氣層時，部分碎片肯定會散落到大氣層中。
「你永遠無法真正確定什麼東西能倖存下來，」馬西米諾說。 “但鏡子很可能在進入大氣層後倖存下來。它體積很大，而且很可能能夠承受它所暴露的高溫。”
那麼，NASA將如何確保哈伯望遠鏡的碎片不會落入繁華的大都市？望遠鏡的損毀必須引導。在STS-125任務中，太空人為望遠鏡安裝了一種名為「軟捕獲與交會系統」（Soft Capture and Rendezvous System）的通用對接裝置，它可以與任何基礎火箭引擎連接。其原理是讓哈伯緩慢地向地球靠近，在它即將墜落之前，NASA將發射一枚小型火箭與望遠鏡對接，引導其墜入海洋。
目前，哈伯望遠鏡仍處於全面運作狀態，未來計畫尚不明朗。但STS-125任務的太空人表示，他們希望NASA不要放棄這台著名的軌道天文台。
「我認為我們應該讓哈伯望遠鏡繼續運作下去。執行這類維修任務，例如派人上去進行另一次維修任務，能學到很多東西，」馬西米諾說。 “哈伯望遠鏡雖然不能包辦一切，但它仍然可以完成很多偉大的天文觀測工作。”
以下是一些哈伯望遠鏡拍攝的精彩照片。您也可以造訪哈伯望遠鏡的網站查看完整的圖像庫，或參觀紐約市無畏號航空母艦上的「哈伯25週年」展覽。
