美国国家航空航天局(NASA)周四宣布,计划研究使用 SpaceX 的 Crew Dragon 运载火箭将老化的哈勃太空望远镜送入更高轨道的可能性。

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上图:北极星黎明号(Polaris Dawn)的机组人员(从左起):斯科特·波蒂特(Scott Poteet)、贾里德·艾萨克曼(Jared Isaacman)、莎拉·吉利斯(Sarah Gillis)和安娜·梅农(Anna Menon)在德克萨斯州南部的 SpaceX 超重型火箭前合影。

据悉,联邦机构已经与 SpaceX 签署了一项“太空法案协议”,将进行为期6个月的研究,以确定 Dragon 火箭与这台已有32年历史的望远镜对接,并将其送入更高轨道的可行性。这项研究并不是排他性的,这意味着其他公司也可以用替代火箭和航天器提出类似的概念。

此前,SpaceX和北极星计划(由亿万富翁贾里德·艾萨克曼自行资助的一系列私人任务)就包括哈勃太空望远镜在内的潜在服务任务与NASA接洽。艾萨克曼是首位指挥轨道太空飞行的普通公民,他于2021年带领四名宇航员乘坐 SpaceX 的龙号飞船执行“灵感4(Inspiration 4)”任务。通过北极星,他试图将私人太空探索的边界向外拓展。第一次“北极星”任务定于2023年3月在“龙”号上执行,将飞到1400公里的高度,同时进行首次私人太空行走。

提升的好处

这种太空行走的经历可能会在哈勃望远镜上派上用场,也可能是第二次北极星任务。

新的哈勃研究将回答的问题之一,是这样一个任务的成本和它的技术可行性。主要目标是将哈勃的高度从目前的 535 公里提高到 600 公里,与1990年首次发射时的高度相同。自2009年完成第五次也是最后一次维修任务以来,哈勃一直在缓慢地降低高度,预计随着望远镜的下降,这一过程将会加速。

该望远镜的项目经理帕特里克·克劳斯(Patrick Crouse)在与记者的电话会议上说,如果没有重新推进任务,美国宇航局可能不得不在本世纪20年代末向该望远镜发射一个推进模块。这将确保哈勃在可控的情况下重返地球大气层,并在太平洋着陆。克劳斯说,“龙”任务提升哈勃的高度可以增加15年甚至20年的轨道寿命。

这项研究还将研究潜在的维修方案,尽管,不会像 NASA 航天飞机在哈勃维修任务中进行的详细的仪器更换和重大升级那样。相反,来自 NASA 和 SpaceX 的工程师将评估更换控制望远镜指向的陀螺仪的可行性。飞船上的6个陀螺仪中只有3个仍处于工作状态。

在周四的电话会议上,没有任何官员具体谈到成本问题。这项研究的资金不会转手,但如果“龙”号与哈勃对接,并提升该仪器的任务有可行的前进路径,那就必须要研究出来。就像他在“灵感4号”和最初的“北极星”任务中所做的那样,艾萨克曼很可能会为该任务贡献很大一部分成本。但是,如果 NASA 想让一名或多名宇航员与艾萨克曼一起飞行,该机构似乎可能会拿出一部分资金。

漫长的历史弧线

在太空探索方面,这种私人资金远非史无前例。太空经济学家亚历山大·麦克唐纳在他的著作《漫长的太空时代》中指出,在建于19世纪和20世纪初的38个美国天文台中,有36个天文台的资金和运营主要是通过私人融资。

麦克唐纳写道:“在 NASA 或液体燃料火箭发明之前的一个多世纪里,美国公民通过集体募捐活动和单一的慈善事业,私人资助了不断昂贵的太空探索技术。”在书中,他认为未来的太空探索可能需要类似水平的私人投资,包括商业和慈善方面的原因。

这项潜在的公私合作任务得到了 NASA 科学主管托马斯·祖布臣(Thomas Zurbuchen)的支持。他表示,他欢迎商业解决方案来帮助 NASA 实现其目标。“我们一直在考虑疯狂的想法,这是我们应该做的,”他说。“这真的很有说服力。”

托马斯·祖布臣说,NASA 将进行这项研究,同时也会考虑其他供应商提供的符合纳税人利益的解决方案。但目前,还不清楚在不久的将来是否会有另一艘载人飞船为哈勃提供服务,而哈勃的时间已经不多了。每多一年,就意味着它向地球下降得更快,使重新推进的效果更差。他说,对 NASA 来说,好处是显而易见的。哈勃望远镜继续提供世界上最好的宇宙光学视图,纳税人已经花费了100多亿美元建造和发射它。托马斯·祖布臣希望扩大这项投资的价值,特别是现在,有可能将哈勃望远镜的观测结果与詹姆斯·韦伯太空望远镜的红外光谱部分进行配对。

托马斯·祖布臣表示:“哈勃是一个惊人的成功。就在我们谈论它的时候,它正在进行伟大的科学研究。”

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