NASA征集哈勃维修或受控再入方案

NASA发布RFI,征集哈勃望远镜维修或受控再入方案。因轨道衰减,其意外再入概率2033年将升至50%,且观测需求仍高达7:1。任务须在2032年前执行,以消除碎片威胁并延长寿命。

美国国家航空航天局(NASA)近日发布了一份合同机会通知,亦称为信息请求(RFI),旨在征集能够服务于哈勃太空望远镜的商业航天方案。该通知的核心议题围绕两项潜在任务展开:对哈勃进行维修以延长其寿命,或执行受控的轨道退出程序。

2033年意外再入概率达50%

哈勃太空望远镜自1990年发射以来,一直依赖NASA宇航员通过航天飞机进行维护。最后一次维修任务是2009年5月11日发射的STS-125任务。当时科学家预期此次任务能为这艘服役已久的航天器增加五年的运行寿命。然而,近17年过去,哈勃依然持续产出重要的科学成果。

尽管表现卓越,哈勃的运行时间正面临严峻挑战。由于缺乏推进系统,随着轨道高度因大气阻力逐渐降低,哈勃最终将重新进入地球大气层。NASA估计,到2032年9月,哈勃意外再入大气的概率将达到10%,而到2033年12月这一概率可能升至50%。太阳活动的增强会导致高层大气膨胀,进而增加卫星受到的阻力。

鉴于哈勃巨大的质量,若发生不受控制的再入,碎片可能对地面造成严重威胁。因此,NASA提出的首要选项是派遣一艘飞船捕获天文台,并实施受控的重返与处置。此外,另一个备选方案是通过技术手段“提升其持续性能、增强弹性并延长预期轨道寿命”。

值得注意的是,即便詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)和南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜已经或即将投入使用,哈勃在天文学界仍具有极高的需求。据NASA报告,哈勃的观测申请超额订阅比例高达7:1。预计在未来十年内,即2040年代之前,哈勃仍将发挥不可替代的作用。

在成为NASA局长之前,杰瑞德·艾萨克曼曾主张由SpaceX发射任务来干预哈勃的命运。目前的RFI表明,类似的计划可能正在被正式考虑。NASA要求相关任务必须在2032年之前执行,且不得损害哈勃太空望远镜本身。

技术层面上,2009年的STS-125任务已在哈勃上安装了软捕获机制,这使得后续的对接操作比早期的Swift计划更为可行。除了受控再入,诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)的任务延长器(MEV)等概念也被提及,这类设备通常用于在轨维护和延长卫星寿命。虽然哈勃面临的挑战远大于普通商业卫星,但如果有足够的时间和资金,技术障碍有望被克服。

参与过STS-125任务的宇航员之一、现已退休的梅根·麦克阿瑟·格伦斯菲尔德指出,这艘经验丰富的航天器正面临着“千刀万剐”般的损耗。例如,为了维持几年的运行寿命,哈勃最近不得不从三陀螺模式切换至单陀螺模式,因为陀螺仪是控制望远镜指向的关键部件。

目前,NASA正处于收集信息和评论的阶段,尚未发出正式的招标邀请(RFP)。关于具体预算金额,官方暂未透露细节。然而,时间表已十分明确:若不采取任何干预措施,哈勃将在未来几年内进行无人控制的大气再入。

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