國外在軌服務航天器歷經(jīng)50年發(fā)展取得了顯著成果,哈勃太空望遠鏡在設計時就融入了可接受在軌服務的理念,并先后成功完成了5次在軌服務,為在軌服務航天器技術發(fā)展提供了重要參考。
《載人航天出版工程·哈勃太空望遠鏡:從概念到成功》譯自2016年出版的The Hubble Space Telescope: From Concept to Success、全面展示了哈勃太空望遠鏡從概念提出、方案論證、詳細設計到在軌部署與□□次在軌服務實施的全過程,此外還介紹了地面模擬驗證系統(tǒng)、操作工具及任務團隊等強大的支持體系。
《載人航天出版工程·哈勃太空望遠鏡:從概念到成功》是我國翻譯出版的□□部關于哈勃太空望遠鏡系統(tǒng)設計的中文圖書,可供從事飛行器設計的工程技術人員參考,也可作為高等院校飛行器設計及相關專業(yè)研究生和高年級學生的輔助教材。
把各種想法形成一本本的書,這總是令我著迷,這些想法有時會回溯幾年甚至幾十年。在20世紀60年代末期,我和許多同時代的人一樣,著迷于太空探索和登月競賽。年少的我在“太空時代”第二個十年開始的時候,就全身心迷戀其中。早在阿波羅任務到達月球之初,我就對相關事物越發(fā)感興趣:航天員將在月面做什么?使用什么樣的設備以及采用何種方法能夠讓航天員們冒險穿越那個異域世界?黑白電視機里的粗糙圖像,關于月球研究基地的藝術想象,還有對遙遠未來(20世紀80年代)的預測,以及激動人心的火星遠征,我想那個時候給我的感覺就是奇妙和不可思議。
記憶中也正是在這一時期,我開始對艙外活動(EVA,即太空行走)產(chǎn)生濃厚的興趣。除了追隨登月計劃的進展,我在1969年年初開始關注蘇聯(lián)的航天飛行(進行了從聯(lián)盟5號向聯(lián)盟4號轉移的艙外活動),隨后當然就是阿波羅的首次EVA了。此時,據(jù)媒體預測,20世紀后續(xù)太空計劃將有大量的艙外活動,還有航天飛機的新型航天器、大型空間站,以及對衛(wèi)星在軌實施維修與服務等。哇,未來太空探險值得期待!
關注太空計劃之后,我很快學會了一件事:耐心和樂觀——耐心地等待事情發(fā)生,并樂觀地相信它們會成為現(xiàn)實!踅K,在更深入地研究EVA的同時,我逐漸了解了阿波羅的宏偉計劃、空間站的艙外活動技術,以及航天飛機如何支持航天員對各種有效載荷和衛(wèi)星的維修和維護,包括被稱為大型太空望遠鏡的在軌天文臺。在接下來的20年里,我進一步了解了航天飛機的EVA以及由航天員借此重訪望遠鏡這一早已期待的事情。1971-1981年期間,我對艙外活動的認識發(fā)生了許多變化,從年少時的興奮到真正了解太空計劃的復雜性及高風險性。航天飛機研制計劃遭遇了諸多挑戰(zhàn),比如計劃不斷被推遲,其上的有效載荷也遭遇了諸多挑戰(zhàn),包括大型太空望遠鏡,該望遠鏡直到1983年才正式以著名天文學家埃德溫·哈勃的名字命名。
到了20世紀80年代中期,關于航天飛機計劃和太空望遠鏡的研制細節(jié)已經(jīng)有了更多的報道,包括關于航天員如何維護和服務望遠鏡等,尤其是將望遠鏡維修工作由地面搬到了在軌飛行的過程中——這引起了我的注意!我問自己,沒有人執(zhí)行過艙外活動,那么維修哈勃的任務如何實現(xiàn)?實際上,美國人在Skylab(天空實驗室)任務以來并未實施艙外活動,也就是說在航天飛機之前并沒有航天員EVA的經(jīng)驗,但目前航天員團隊將要開展“太空時代在軌小家的改造升級”,并以5英里/秒的速度在地球上方幾百英里的高度上持續(xù)飛行,這顯然需要進行更多的研究。所以,研究開始于如何實現(xiàn)對哈勃太空望遠鏡實施在軌服務,這也正是本書的起源。
在接下來的30年中,我的研究伴隨著許多與此相關的軌道計劃。同時,我也很快意識到,人類要利用航天飛機對望遠鏡開展有效的在軌維修和服務,特別是穿著笨重的壓力服和非常厚實但十分不便的操作手套,雖然改善或修復的是望遠鏡中很小的一部分,但卻要求對整個望遠鏡所實現(xiàn)的科學探索任務不產(chǎn)生負面影響,這些都需要巨大的基礎設施和技術進步來予以支持。
章 部署
1.1 在軌部署一個望遠鏡
1.1.1 規(guī)避磕碰和多余動作
1.1.2 機械臂上的哈勃
1.1.3 太陽電池陣和高增益天線
1.2 天文學家部署哈勃
1.2.1 絕美畫面
1.2.2 □低部署高度
1.3 準備飛行
1.3.1 任命航天員
1.3.2 更換指令長
1.3.3 地面訓練
1.3.4 制定EVA計劃
1.3.5 黑色記事本
1.3.6 適應計劃推遲
1.4 搭建發(fā)射組合體
1.4.1 發(fā)射定于1990年
1.4.2 逐步準備發(fā)射
1.4.3 又是螺母
1.4.4 系統(tǒng)漏洞
1.4.5 哈勃裝載至航天飛機
1.4.6 4月10日/□□次發(fā)射嘗試
1.4.7 電池保持充電狀態(tài)
1.4.8 4月24日/□后倒計時
1.4.9 哈勃到達太空
1.5 部署哈勃
1.5.1 4月24日/做好準備
1.5.2 4月25日/實施部署
1.5.3 哈勃停泊于頂部
1.5.4 氣閘艙內(nèi)隨時待命
1.6 軌道高度并不夠高
1.6.1 高軌道飛行風險
1.6.2 4月2628日/在軌待命
1.6.3 4月29日/返回地球
1.6.4 發(fā)現(xiàn)號航天飛機返回佛羅里達
1.7 哈勃的麻煩
1.7.1 球面像差缺陷
1.7.2 航天員的新角色
1.7.3 重回軌道的漫長道路
參考文獻
……
第2章 夢想
第3章 夢想成真
第4章 任務演進
第5章 模擬服務
第6章 配套工具設施
第7章 幕后
第8章 □□次在軌服務任務
結束語
后記
縮略語
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