□作者: Steven Ashley
[1]
机器人修理方案可能比原先设想的更具冒险性。
人工操作：在1999年的维修使命期间，哈勃太空望远镜被远距离操纵手臂送入宇宙飞船的货运港湾。
哥伦比亚号航天飞机在2003年坠毁引起人们对安全的关注，因而采用机器人技术修理哈勃太空望远镜的决定似乎是一件很自然的事情。这样，这座集科学家宠爱和公众赞美于一身的天文台将可以采用更先进的传感器继续工作至少五年。而且，使用远距离操纵器所获得的全部经验就会成为未来半独立式维修作业的基础。然而，现在独立的分析已经提出了新的质疑，即机器人的维修使命是否能可靠地营救哈勃。
按照原来的方案，替换失效电池、陀螺仪和精确导向传感器的任务应由太空行走的宇航员来完成。此外，安装上新的科学仪器（包括一台视野宽阔的摄相仪和一台摄谱仪）之后，哈勃望远镜的观测能力可增强十倍以上。
但是，在哥伦比亚航天飞机失事后，美国国家航空和航天管理局（NASA）调整了它的航天飞机计划。这与飞行到国际空间站不同，哈勃的维修使命不能为航天飞机和其机组人员提供在紧急情况下使用的修理工厂和安全避难所。作为代替该方案的另一选择，该航天机构在考虑采用无人驾驶的营救计划。
NASA戈达德太空飞行中心（Goddard Space Flight Center）的规划主管普瑞斯顿·巴尔克（Preston Burch）解释说，无人驾驶的维修使命面临着各种技术难题。一是自导向轨道修理舱将必须在没有望远镜和地面人员的任何协助的情况下，同哈勃望远镜实现“会合和软对接”。（以前的自动对接几乎无异于“控制性的坠毁”）。他指出，这些先进的机动动作将在不久的将来被NASA和国防部太空船的三件套所验证。第二，机器人的手臂必须能够解开好几种形式的锁扣，能连接电缆和替换各种易碎的装置，并且这些通常是在紧凑的空间内完成。装有小型视频摄相仪和精密定位传感器的两个机器人操纵器的手臂，仅在地面操作人员的有限监督下必须几乎完全自主地完成工作。（由于距离遥远和其它因素，会有数秒钟的通讯延迟。）
尽管如此，用实物大小的仿真设备对关键程序所做的详细分析和试验室测试使得戈达德的工作人员和承包商们充满了信心。灵巧的工作区也使事情变得容易了很多。例如，工程师可把本来难于安装的摄谱仪放在视野宽阔的摄相仪内，而摄相仪则可以从外面装入到内部望远镜结构内。机器人的修理工作“将是非常缓慢的，和航天员相比可能要慢十倍左右，但这是明确可行的。” 巴尔克说。
然而，由贝尔试验室和新泽西州技术研究所的J·路易斯·兰则若提（Louis J. Lanzerotti）领导的一个国家研究委员会对此问题的看法似乎不是那样肯定。在一份临时的研究报告中，专家组成员认为，“提议的哈勃机器人修理使命包含有高度的复杂性、精密性和技术完备性，为让飞行一切准备就绪，需要完成大量的开发、综合和验证工作。”该委员会提醒，所提议的无人驾驶修理使命实质上是打算用来完成困难的真实世界目标的一次试验，并且指出依靠未经测试的程序是有风险的。它督促NASA“不要采取将航天飞机维修使命排除在外的任何行动。”但这未必就是一个有效的支持。
宇航公司（Aerospace Corporation）是总部设在加利福尼亚州埃尔·萨加多（El Segundo）的一家非盈利性私人研究、开发和咨询机构，它对此也持怀疑态度。按照已经看过其机密评估报告的人士们的意见，这份研究报告的结论是，仅为了达到最低目标（延长哈勃的寿命），机器人修理使命的成功概率是58%。更糟的是，对于更具雄心的计划，即安装一个“脱离轨道的飞行舱”（一只为了控制再进入而设置的火箭发动机）并将科学仪器升级，其成功机会仅仅只有三分之一。和载人航天飞机修理使命相比（它的成功机会是63%），“这些计划的成功机会要小很多”，不愿透露姓名的消息灵通人士们说。
然后就是费用问题。巴尔克说，NASA对一次机器人修理使命费用的“保守“估计是13亿美元，然而，提供消息的人士表示，宇航公司的分析则将该费用确定在20亿美元左右。宇航公司的分析报告把一次航天飞机修理使命的价格标签也定在这个数字。
最后，关于实现所要求的技术所需时间的估计据说也有很大的差别。戈达德小组认为，他们能在2007年底之前准备就绪，而航天公司的研究小组估计要在2010年才能完成。这是一个严重的障碍，因为哈勃望远镜当前使用的主电池在2009年之前可能就要失效，这就会使天文台永久地陷于瘫痪。
作为机器人修理计划的一个替代方案，宇航公司评估团还考虑发射一个包含有经过改进的观测仪器的新飞行器。然而，许多观察者认为，由于新飞行器建成之前的长期延误，这个20亿美元的“再次大会战”选择是不现实的。NASA已经计划在2011年发射哈勃望远镜的替代者，詹姆斯·韦伯（James Webb）太空望远镜。
考虑到围绕着机器人营救计划的悲观主义，NASA可能不得不选择科学家和宇航员喜欢的方案，即返回到“A 计划”。人工维修哈勃望远镜也不可靠，但是，这似乎是宇航员甘愿承担的一种风险。“坦白地说，任何时候只要可能，我们尽量使用机器人，”前阿波罗宇航员瓦尔特·克由宁费姆（Walter Cunninggham）说，他起草过一份由26位前宇航员签名的请愿书，以支持恢复航天飞机维修计划，“但是几乎没有人相信，机器人精密到足以完成航天飞机维修使命中的工作。”
[张延赤/译 柯江华/校]
转载文章请首先阅读有关转载说明
文章作者:Steven Ashley
责任编辑:skylook
|
收藏到网摘:
相关信息:
