211service.com
Kodėl Hablas nepanašus į jokį kitą palydovą istorijoje
Šioje jos knygos ištraukoje Rankų atspaudai ant Hablo: astronauto išradimo istorija , pirmoji amerikietė, išėjusi į kosmosą, pasakoja, kaip buvo būti komandos, sukūrusios ir paleidusios kosminį teleskopą, dalimi. 2019 m. lapkričio 19 d
Rankų atspaudai ant Hablo knygos viršelio MIT spauda
Galima sakyti, mes užaugome kartu, Hablas ir aš. Dauguma žmonių atskleidė Hablo pradžią iki a ataskaita 1946 m. parašė Prinstono astronomas Lymanas Spitzeris. Aš gimiau Patersone, Naujajame Džersyje, 1951 m. spalio 3 d. Kai augau vaikystėje ir paauglystėje, Hablas merdėjo sulėtėjusio vystymosi būsenoje, o naujojo kosminio amžiaus technologijos pakankamai subrendo, kad Spitzerio vizija būtų įtraukta į galimų sfera. Dėl nuostabaus sutapimo mes abu pradėjome paskutinę kelionę į kosmosą beveik tuo pačiu metu, kai 1978 m. įvyko mano astronauto atranka ir Hablo sutikimas Kongrese.
Hablas yra nuostabi inžinerijos dalis. Hablas iš esmės skiriasi nuo anksčiau ar vėliau sukurtų daiktų, nes jis buvo sukurtas taip, kad jį galėtų prižiūrėti du žmonės su dideliais kosminiais kostiumais, skriejant šimtus mylių virš Žemės. Tai tarsi darbas su savo automobiliu, kai dėvite pripučiamą sumo imtynininko kostiumą ir bokso pirštines, o įrankiai nuslysta, jei juos paleidžiate.
Prižiūrimo dizaino principai yra paprasti, kurie yra žinomi kiekvienam, kas nors mažiausiai remontavo namus ar automobilį: daiktus lengviau taisyti, kai dalių išdėstymas yra paprastas ir neperkrautas, nereikia trikdyti sveikų agregatų norint gauti sugedusiame bloke tvirtinimo detalės ir jungtys yra standartizuotos, todėl reikia nedaug unikalių įrankių. Kaip daugybė žmonių, kurie niekada nebuvo skridę orbitoje ar nedėvėję skafandro kostiumo, suprato, ką reiškia prižiūrėti mikrogravitacijos aplinkoje, ir visa tai įtraukė į teleskopo dizainą?
Dvi naujovės yra geri išradingo ir kruopštaus darbo, atliekamo ankstyvaisiais Hablo projektavimo etapais, pavyzdžiai. „Hubble“ techninės priežiūros sudėtingumas labai padidino įrankių sąsajų supaprastinimą, kad jos būtų veiksmingos, ir sumažintų papildomų išlaidų, susijusių su pasiruošimu darbui.
Dizaineris Henry Fordas (nesusijęs su automobilių šeima) nusprendė išspręsti pirmąjį iš jų, apribodamas teleskopui naudojamų tvirtinimo detalių įvairovę. Jis pradėjo ieškoti mažiausio įmanomo varžto, turinčio reikiamą didelį tempimo stiprumą ir pagrįstą sukimo momentą. Paprasčiausiai angliškai tai reiškia varžtą, pakankamai stiprų, kad atlaikytų tai, kokias, jo manymu, gali atsirasti paleidžiant šaudyklą (šaudykla vis dar buvo ant braižymo lentų, todėl nebuvo tvirtų duomenų), bet ne per sunku atlaisvinti veržliarakčiu. . Apsistojęs prie konkretaus didelio stiprumo varžto su dvigubo aukščio 7/16 colių šešiakampe galvute, Fordas pradėjo savo ieškojimą kartu su elektronikos montavimo komanda. Šios komandos darbas visada buvo užtikrinti, kad jokia elektronikos dėžė neatsilaisvintų nuo tvirtinimo detalių; nuimti varžtus orbitoje jiems nė į galvą neatėjo. Po kelių ginčų ir analizės raundų jie sutiko naudoti jo pasirinktą varžtą visuose savo įrenginiuose. Tada „Ford“ pateko į mechanizmų komandą, atsakingą už tokius dalykus kaip saulės kolektorių masyvas, antenos vyriai ir skląsčiai, ir galiausiai mokslinių instrumentų komanda. Baigęs jis surinko inžinerinius duomenis, reikalingus įrodyti, kad varžtas tinka bet kokiam pritaikymui, ir įsipareigojo jį naudoti iš kiekvienos sistemos vadovaujančio inžinieriaus. Vėliau NASA tai padarys standartiniu šaudyklų ir kosminės stoties varžtu viskam, kas gali būti pataisyta einant į kosmosą, arba EVA [ne transporto priemonė].
Tomo Fisherio išradimas buvo skirtas laikui, susijusiam su darbo vietos paruošimu. Jis geriau nei bet kas kitas žinojo 38 teleskopo EVA darbo vietas, nes rankomis padarė tikslius ir išsamius kiekvienos vietos ir kūno padėties inžinerinius brėžinius, kurie leistų tinkamiems astronautams pasiekti ir valdyti visus techninės priežiūros įrenginius. Fisheris suprato, kad reikia nešiojamos EVA darbo platformos, žinomos kaip pėdų atrama, kuri būtų universalesnė nei NASA numatė naudoti paprastą.
Nešiojamoji pėdų atrama astronautams yra tai, kas gravitacija yra žemėje surištiems mechanikams: tai, kas leidžia jiems pritvirtinti kojas, kad jie galėtų panaudoti svertą arba jėgą savo įrankiams. Pabandykite pasukti varžtą erdvės mikrogravitacijoje be pėdos atramos ir pamatysite, kad jūsų laisvai plūduriuojantis kūnas pasisuks. Ankstyvosios pėdų atramos iš esmės buvo plokštės ant stulpų. Jie buvo sukurti taip, kad iškristų tiesiai iš konstrukcijos, prie kurios buvo pritvirtinti. Kojos plokštė galėjo pakreipti tik vienoje ašyje ir jos nebuvo galima reguliuoti naudojant. Fišeris sugalvojo prie kojos plokštės pridėti pedalus, kad astronautai galėtų pasukti savo kūną bato čiaupu. Pradinę Fišerio koncepciją patobulintume atlikdami daugybę neutralaus plūdrumo bandymų, pradedant 1985 m., galiausiai pagamindami labai universalų įrenginį, kuris skrido kiekvienoje Hablo misijoje ir dabar naudojamas Tarptautinėje kosminėje stotyje.
Pirmąsias dvi minutes ir 15 sekundžių važiavimas buvo audringas ir triukšmingas, tarsi būtų laukiniame žemės drebėjimo, roko koncerto ir naikintuvo derinyje. Vibracijos buvo beveik kaulus barškančios; stūmis, stumiantis aukštyn per mano nugarą, stiprus ir pastovus. Pajutau, kaip trauka slūgsta, išgirdau, kaip Čarlis pranešė, kad kietos raketos sudega, kaip tikėtasi, ir tada išgirdau dunksėjimas kuri paskelbė, kad jie buvo atleisti. Dabar važiavimas atrodė tylus ir sklandus kaip elektrinis traukinys. Kai po šešių minučių užgeso varikliai, mano galūnių lengvumas ir juostų gale plūduriuojantys kontroliniai sąrašai patvirtino, kad grįžau į orbitą. Iš karto pasijutau kaip namie.
Lengvumas mano galūnėse ir kontroliniai sąrašai, plaukiojantys jų raiščių gale, patvirtino, kad grįžau į orbitą, grįžau į orbitą. Iš karto pasijutau kaip namie.
Pirmąją dieną orbitoje užbaigėme pakilios nuotaikos. Roboto ranka veikė gerai, teleskopas neparodė jokių pažeidimų dėl atšiaurių paleidimo jėgų, o mūsų kosminiai kostiumai buvo puikiai patikrinti.
Hablo dislokavimo diena mums prasidėjo nuo visiškai pamirštamos pabudimo melodijos ir įprastų dienos pradžios užduočių: apsirenkite, užkąskite pusryčių, peržiūrėkite rytinio pranešimo paketą, atnaujinkite maršrutinio autobuso navigacijos duomenis ir įsitikinkite, kad middeck eksperimentai vyko tinkamai. Kruopščiai parengtas dislokavimo planas pradėjo nykti, kai tik Steve pradėjo kelti teleskopą iš krovinių skyriaus. Teleskopo priedų, kaip buvo vadinamos saulės masyvais ir antenomis, išdėstymo planas pradėjo aiškintis. Beveik kiekvienas šio plano žingsnis atskleidė, kad Kosminio teleskopo operacijų valdymo centro antžeminio valdymo komanda nevisiškai įvertino Hablo sistemų sudėtingumą ir sunkiai susidoroja su realaus pasaulio erdvėlaivių operacijų tempu ir stresu.
Mūsų didelės viltys gauti įspūdingą pirmąjį Hablo vaizdą sudužo į Žemę po kelių savaičių, kai pasaulis sužinojo, kad kelių milijardų dolerių vertės kosminis teleskopas, kurį ką tik iškėlėme į orbitą, turi neryškų matymą. Čarlis ir Steve'as praleido daug ilgų savaičių nerimaujant, kad galėjo tai sukelti atsitrenkę į teleskopą, atsargiai iškeldami jį iš laivo krovinių skyriaus. Jie tikriausiai buvo vieninteliai du žmonės Žemėje, kuriems palengvėjo sužinoję, kad Hablo 96 colių skersmens pagrindinis veidrodis buvo netinkamos formos. Jis buvo per plokščias perimetru 0,0001 colio, o tai yra maždaug 1/25 žmogaus plauko skersmens arba 1/40 įprasto kieto viršelio knygos puslapio storio.
Tai buvo neįtikėtina žinia, neįsivaizduojama klaida. NASA ir Hablo mokslo bendruomenę užliejo šoko ir kančios potvynio banga. Kongresas ir žiniasklaida sukėlė pasipiktinimą. Skausmas buvo aiškiai užrašytas peleniniuose NASA pareigūnų veiduose, kurie pranešė visuomenei.
Jie tikriausiai buvo vieninteliai du žmonės Žemėje, kuriems palengvėjo sužinoję, kad Hablo 96 colių skersmens pagrindinis veidrodis buvo netinkamos formos.
Pradėti pirmąją techninės priežiūros misiją praėjus dvejiems ar trejiems metams po dislokavimo buvo planuota jau seniai, tačiau niekas net neįsivaizdavo, kad Hablo misijos gyvybė pirmą kartą pakibs ant plauko.
Kaip dažnai nutinka, problemos sprendimo būdas buvo iš naujo išdėstyti problemą. Ar tikrai reikėjo taisyti patį veidrodį? Tarkime, kad tikrasis iššūkis buvo pataisyti šviesą, kurią ji atspindėjo prietaisuose? Viena laiminga aplinkybė – vienišas gerų naujienų šleifas per šiaip tikrai siaubingą fiasko – rodė, kad tai gali būti įmanoma. Veidrodžio forma iš tikrųjų buvo neteisinga, bet ji buvo neteisinga. Tai reiškė, kad inžinieriai galėjo labai tiksliai apskaičiuoti skirtumą tarp tikrosios formos ir formos, kuri turėjo būti. Šią informaciją būtų galima panaudoti apskaičiuojant korekciją, kuri atkurtų teleskopo regėjimą, panašiai kaip optometristas nustato receptinių lęšių, reikalingų akiniams, formą.
Iki spalio mėnesio komanda turėjo savo rankose atkūrimo plano metmenis. Vienas iš keturių didelių mokslinių instrumentų Hablo gale būtų pakeistas identiška dėžute, kurioje būtų korekcinė optika – maži veidrodėliai Hablo korpuse, o ne lęšiai. Šie veidrodžiai tinkamai sufokusuotų šviesą teleskopo valdymo jutikliams ir trims likusiems instrumentams. Panašūs veidrodžiai būtų įmontuoti į pagrindinį Hablo vaizdo gavimo instrumentą - plataus lauko / planetinės kameros, kuri jau buvo kuriama, pakaitinį įrenginį.
Per ateinančius 16 metų Hablo aplankys dar keturios šaudyklų įgulos. Kiekviena aptarnavimo misija patobulino esamus metodus ir išrado naujus įrenginius vis sudėtingesniems remonto darbams atlikti, tačiau visa tai labai priklausė nuo pirminės komandos pagamintų įrankių ir įrangos. Ketvirtosios misijos metu Hablo remonto komandos darė dalykus, apie kuriuos 1990 m. nė negalvojome, pavyzdžiui, nuėmė dangtį nuo subtilaus mokslinio instrumento, sumontuoto vos kelios pėdos žemiau pagrindinio veidrodžio, kad pakeistų atskiras grandines.
Vykdydami savo gyvybiškai svarbias užduotis, kosmosą vaikščiojantys astronautai, prižiūrėję teleskopą, paliko savo rankų pėdsakus ant jo išorinės odos.
Per penkias techninės priežiūros misijas 16 kosmoso vaikščiotojų iš viso praleistų 165,8 valandas, ty tik šešias minutes nuo septynių pilnų dienų, važinėdami šaudyklės robotine ranka arba lipdami aplink teleskopą. Dėl šių misijų šiandieninis teleskopas yra daug geresnis instrumentas nei tas, kurį pirmą kartą panaudojome 1990 m. balandžio 25 d. Jo patikimumas, duomenų saugojimas ir duomenų perdavimo sparta išaugo, nes erdvėlaivių įgulos pakeitė originalią senovinę aštuntojo dešimtmečio elektroniką - moderniausi kietojo kūno komponentai.
Trigubai padidėjęs jautrumas leidžia pamatyti giliau į visatą. Hablo kameros šiandien yra 100 kartų geresnės nei buvo pradžioje, o spektrografai yra 10 kartų geresni. Visi šie pasiekimai leido Hablai išmatuoti visatos plėtimosi greitį, vadinamą Hablo konstanta, beveik penkis kartus tiksliau nei buvo numatytas prieš skrydį, ir pripažinti produktyviausia kada nors pastatyta observatorija.
Iš esmės viskas, kas liko iš Hablo, kurį iškėlėme 1990 m., yra du veidrodžiai ir juos laikanti matavimo santvara, geltoni EVA turėklai ir pėdų atramos lizdai bei blizganti sidabrinė išorinė danga, dėl kurios šį nuostabų skraidantį aparatą taip lengva pastebėti. jis praeina virš galvos prieblandoje. Ta sidabrinė oda spindi daug mažiau nei tą dieną, kai 1985 m. balandį pirmą kartą pamačiau Hablą. Didžioji dalis nykimo atsirado tiesiog dėl atšiaurios erdvės aplinkos. Visi palydovai yra orai, nes juos nuolat bombarduoja mikrometeoroidai, kosminių šiukšlių gabalėliai, intensyvi spinduliuotė ir įkrautos saulės vėjo dalelės. Hablas yra vienintelis tarp palydovų, veikiamas kitos oro sąlygų jėgos: žmogaus kontakto. Vykdydami savo gyvybiškai svarbias užduotis, kosmosą vaikščiojantys astronautai, prižiūrėję teleskopą, paliko savo rankų pėdsakus ant jo išorinės odos.
Šie matomi rankų atspaudai yra tarsi ledkalnio viršūnė, dramatiškos užuominos apie didesnę masę, kuri nepastebėta. Man jie simbolizuoja daugybę įžemintų rankų, kurios sukūrė teleskopo techninę priežiūrą, sukūrė įrankius ir įrangą, reikalingą aptarnavimui orbitoje paversti realybę, apmokė skrydžio įgulas ir dirbo kiekvieną misiją taip pat nenuilstamai, kaip ir patys astronautai. Kiekvienas iš šių neapdainuotų žmonių gali pagrįstai teigti, kad ant Hablo taip pat turi kairiųjų rankų atspaudus.
Kathryn D. Sullivan yra NASA astronautė (išėjusi į pensiją), buvusi Nacionalinės vandenynų ir atmosferos administracijos (NOAA) vandenynų ir atmosferos prekybos sekretoriaus pavaduotoja ir Astronautų šlovės muziejaus narys. Šis rašinys yra pritaikytas ir ištrauka iš jos knygos, Rankų atspaudai ant Hablo: astronauto išradimo istorija , kurį 2019 m. lapkričio 19 d. paskelbė MIT Press.