Til hovedsiden
    

   
    Bli medlem
    Siste nytt
    Artikler
    Bildeserier
    Temasider
    Bildearkiv
    Foredrag
    Effekter til salgs
    Lenker
    Spørsmål og svar
    Spør oss
    Prosjektoppgave
    Om oss
    NAF på Facebook
    Kontakt oss
    Nettstedskart
    Hovedsiden
Trykk for å lese mer om sitatet
 

Reparasjon av Hubble-romteleskopet

Av Erik Tronstad

 

Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 23. årgang, nummer 87, juli-september 1993, sidene 24-30 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.

Skriv ut

Tips bekjent

 

Hubble-romteleskopet ble plassert i jordbane i april 1990. Få måneder etterpå oppdaget man at teleskopet ikke kunne ta skarpe bilder. Grunnen var at hovedspeilet er slipt til feil form, noe som skyldtes en feil ved et instrument som ble brukt til å kontrollere speilets form. Senere har flere komponenter i Hubble-romteleskopet sviktet og noen fungerer ikke så godt som antatt før oppskytingen av det. Nå skal de fleste av disse problemene rettes, på romfergeferd STS-61 med Endeavour. Ingen tidligere ferd i romfergeprogrammet har hatt en så ambisiøs og omfattende arbeidsplan for astronautene som denne ferden.

Ferd STS-61, som den betegnes, planlegges i skrivende stund gjennomført i desember 1993. Listen av arbeidsoppgaver for STS-61-astronautene er blitt så lang at det nå er planlagt hele fem arbeidsperioder i lasterommet, på en ferd som skal vare i 11 døgn. Det har også vært enkelte ymt å legge inn en sjette arbeidsperiode og forlenge ferden til 13 døgn. I utgangspunktet vil imidlertid NASA ikke planlegge med mer enn fem arbeidsperioder for ferden, men man har muligheten for å legge inn ytterligere to for arbeid på Hubble-romteleskopet under ferden og ytterligere én vil bli reservert dersom noe skulle skje med romfergen i rommet som skulle gjøre en slik arbeidsperiode nødvendig.

Denne begrensningen og den store arbeidsbelastningen gjør at NASA vurderer en ny reparasjons- og vedlikeholdsferd til Hubble-romteleskopet 3-9 måneder etter den første, istedenfor 3-4 år etterpå slik planen opprinnelig var. En slik beslutning vil tidligst bli tatt i slutten av oktober 1993, etter at man er ferdige med de mest omfattende og komplette simuleringene av arbeidsoperasjonene som skal gjøres på STS-61.

Uansett hvor godt planlagt ferden er og hvor godt trent astronautene er, kan det lett oppstå uforutsette problemer underveis. Det har amerikanske astronauter mange ganger fått erfare.

Alltid problemer med innhenting av satellitter

Første gang romfergeastronauter skulle hente inn en satellitt for reparasjoner, var på romfergeferd 41-C i april 1984. Med en manøvreringsenhet fløy George Nelson bort til Solar Maximum Mission Satellite (SMMS) for å koble seg til den og stoppe dens rotasjon. Det var for at en annen astronaut med manipulatorarmen lett skulle kunne gripe tak i SMMS og plassere den i lasterommet på Challenger.

Gripeanretningen Nelson hadde med seg, ville ikke gripe tak rundt bolten den skulle ta fatt i på SMMS. Dermed greide ikke Nelson å koble seg til SMMS og stoppe dens rotasjon. Tvert i mot gjorde sammenkoblingsforsøkene hans at SMMS fikk en mer ukontrollert rotasjon og ble vanskeligere å få tak i.

Med et nødrop greide man fra bakken å få stabilisert SMMS igjen, og astronautene fikk deretter så vidt tak i den med manipulatorarmen. En omfattende operasjon som var på nippet til å ende med fiasko, ble berget og en suksess.

Neste gang en romfergeferd måtte brukes til innhenting av satellitter, var på romfergeferd 51-A i november 1984. Feil med faststoffmotorene i rakett-trinn koblet til kommunikasjonssatellittene Palapa B2 og Westar 6, som var blitt utplassert på romfergeferd 41-B i februar 1984, hadde gjort at de ikke kom seg opp fra romfergens bane til geostasjonær bane.

Innhentingen av den første av de to satellittene gikk greit, men det oppstod uventede problemer da den skulle plasseres i lasterommet på Discovery. En spesiell festebjelke som skulle brukes i denne prosessen, viste seg å ikke passe slik at astronautene ikke fikk festet den på satellitten. Istedenfor å bruke manipulatorarmen til å sette satellitten ned i lasterommet, måtte astronautene bruke håndkraft til dette arbeidet. Den neste satellitten ble derfor behandlet på samme måte. Selv om medbrakt utstyr nok en gang ikke var eller fungerte som planlagt, greide astronautene igjen å improvisere og finne nye løsninger som berget arbeidsoperasjonene og gjorde ferden til en suksess.

Tredje gang amerikanske astronauter måtte hente inn en satellitt, var på ferd 51-I i august-september 1985. En Leasat-satellitt som ble utplassert på en romfergeferd våren 1985, fungerte ikke som den skulle og kom seg ikke opp fra den lave jordbanen den ble utplassert i. På 51-I skulle astronautene hente inn Leasat, gjøre den reparasjonen som var nødvendig for å få satellitten til å fungere og utplassere den.

Nok en gang oppstod det uventede vanskeligheter, da manipulatorarmen ikke virket som den skulle. Under ferden måtte man endre planene for hvordan Leasat skulle «fanges». Problemene fortsatte imidlertid å dukke opp. De ble likevel aldri så store som på 41-C, og astronautene greide å hente inn Leasat, reparere og utplassere den.

Innhentingen av Long Duration Exposure Facility (LDEF) på STS-32 i januar 1990 foregikk uten problemer. Mens de andre innhentingene ble gjort for å rette opp feil som hadde oppstått, hadde det for LDEFs vedkommende vært meningen å hente den ned alt fra da LDEF ble utplassert. Det skjedde for øvrig på ovenfor nevnte 41-C. LDEF skulle vært hentet ned et år senere, men Challenger-ulykken forpurret de planene.

I mai 1992 skulle jomfruturen til den nye romfergen Endeavour brukes til å hente inn kommunikasjonssatellitten Intelsat 6 og montere en ny faststoffmotor til den. En feil ved Titan-bæreraketten som Intelsat 6 året før ble skutt opp med, hadde ført satellitten inn i feil bane. Nå skulle den få en ny faststoffmotor som skulle bringe den opp i den planlagte, geostasjonære banen.

Enda en gang møtte astronautene store problemer med å få tak i satellitten. Planen var å la Pierre Thuot stå på enden av manipulatorarmen med en gripeanordning han skulle bruke til å gripe fatt i Intelsat 6. Thuot gjorde mange mislykkede forsøk i løpet av to arbeidsperioder utenfor Endeavour, før man oppga den måten å få tak i Intelsat 6 på.

Etter mange samtaler mellom astronautene og bakkekontrollen bestemte man seg for å sende hele tre astronauter ut i lasterommet, noe som aldri før var gjort. De skulle så rett og slett prøve og gripe fatt i Intelsat 6 med hendene. Det dristige foretaket lyktes, og nok en gang greide man i siste liten å snu en nær fiasko til suksess.

Hver eneste gang amerikanske astronauter har prøvd å hente inn satellitter i jordbane ved hjelp av folk utenfor romfergen, har man altså støtt på problemer. Flere ganger har man vært på randen av total fiasko, til tross for svært omfattende og nøye planlegging og trening på forhånd.

Nå er det altså Hubble-romteleskopet som skal hentes inn og repareres. Til forskjell fra de tidligere satellittene astronauter har hentet inn, er Hubble-romteleskopet bygd med henblikk på at det skal kunne repareres og vedlikeholdes i rommet. Likevel er det verdt å merke seg at de problemene man har hatt under tidligere innhentingsoperasjoner, alltid har skyldtes at det har oppstått uforutsette vanskeligheter. Det kan det utmerket godt gjøre også på STS-61, selv om NASA nå i høyeste grad fortjener en suksess etter all motgangen organisasjonen har hatt i det siste. Stikkord her er Galileos direktivantenne, striden omkring byggingen av Freedom, problemene i romfergeprogrammet sommeren 1993 og tapet av Mars Observer.

Viktigste romfergeferd hittil?

Arbeidet STS-61-astronautene skal utføre på Hubble-romteleskopet, gjør dette til den viktigste romfergeferden hittil. Mange ser den som et dramatisk forsøk på å rette opp en av de pinligste teknologiske flauser i nyere tid - feilslipingen av Hubble-romteleskopets hovedspeil.

Da feilen ble oppdaget, nedsatte NASA en komité som skulle komme med forslag til hvordan feilen i størst mulig grad kunne rettes opp. Komiteen kom med 28 forslag, blant annet:

  • Plassere en oppblåsbar ring rundt undersiden av randen av hovedspeilet for bokstavelig talt å presse speilet til rett form.
  • Plassere varmeelementer rundt hovedspeilets rand, også de for å bøye speilet til korrekt form.
  • Plassere en stor korreksjonslinse over inngangen til teleskopet.
  • Sette inn et nytt sekundærspeil som skulle være slipt slik at det kompenserte for den sfæriske aberrasjonen hovedspeilet introduserer.
  • Sette inn korreksjonslinser foran hvert av de vitenskapelige instrumentene.

Komiteen kom til at både disse og de fleste andre løsningene som ble vurdert, var for vanskelige å prøve ut eller installere. Mange av forslagene ville dessuten innføre nye, uønskede optiske bivirkninger som kunne være verre enn det opprinnelige problemet. En kort tid i slutten av 1990 vurderte man til og med sende opp en hasteferd alt i januar 1991, der astronauter skulle plassere en stor maske over åpningen til Hubble-romteleskopet. Den ville ha stengt for lyset som treffer de ytterste delene av hovedspeilet, men ble forkastet fordi den ville ha redusert teleskopets evne til å observere lyssvake objekter.

Løsningen som til slutt ble valgt, var å bygge en boks med korreksjonsoptikk i form av små speil som kompenserer for feilen i hovedspeilet. Denne optikkenheten, kalt Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR), skal installeres av astronautene på STS-61-ferden.

Til tross for den pinlige feilen i hovedspeilet har Hubble-romteleskopet gjort mange viktige astronomiske observasjoner i de årene det har vært i drift. Takket være moderne bildebehandling med datamaskiner har man kunnet bearbeide bildene fra teleskopet og gi dem en kvalitet som ofte er bedre enn de som kan tas fra jordoverflaten.

Likevel gir NASA bare annenprioritet til det å gi Hubble-romteleskopet den observasjonelle evne det ble bygd for. Det viktigste formålet med STS-61 er å vise at det er praktisk mulig å utføre avansert og omfattende vedlikeholdsarbeid på et romfartøy i rommet. Selv om bare en forholdsvis enkel operasjon skulle gå galt, som det å sette en boks inn på plass i teleskopet, kan det få svært alvorlige negative følger for Hubble-romteleskopets 15 års levetid og for framtidige programmer, særlig romstasjonen Freedom. Det tredje formålet med STS-61 er å gjenopprette reservekapasiteten til systemene om bord i teleskopet.

Hva skal gjøres?

Viktigere enn alle disse prioriteringene er sikkerheten, både til astronautene og instrumentene om bord i Hubble-romteleskopet.

Det viktigste utstyret som astronautene skal bytte ut er, i prioritert rekkefølge:

  • Solcellepanelene. Den europeiske romorganisasjonen ESA har utviklet og bygd nye solcellepaneler, som man håper skal fjerne vibrasjonene som oppstår i de nåværende panelene når Hubble-romteleskopet passerer inn og ut av jordskyggen. Nye dataprogrammer som er utviklet og sendt opp til datamaskinene i teleskopet, har i stor grad løst problemet, men man er bekymret for at mekanisk slitasje kan forkorte livet til de eksisterende panelene.
  • Gyroene. Tre av de seks gyroene Hubble-romteleskopet er utstyrt med har sviktet. To av dem sviktet på grunn av en konstruksjonsfeil i de fire eldste gyroene. Teleskopet trenger minst tre fungerende gyroer for å kunne kontrollere sin stilling i rommet og bevege seg mellom forskjellige observasjonsmål på himmelen. Hvis ytterligere én gyro svikter, må man slutte å observere med teleskopet - i hvert fall til man har fått utviklet programvare som kan styre teleskopet med to gyroer.
  • Vidvinkel/planetkamera 2. Dette er en nyere og mer avansert andre generasjons utgave av det mest brukte instrumentet om bord. Det har innebygd sin egen optikk for å korrigere for feilen i hovedspeilets form. Kameraet ble ikke bygd på grunn av feilen i hovedspeilet. Alt før Hubble-romteleskopet ble skutt opp, hadde man planlagt å bygge et nytt vidvinkel/planetkamera som skulle erstatte det gamle på den første vedlikeholdsferden. Det eneste man måtte gjøre da feilslipingen av hovedspeilet ble oppdaget, var å bygge inn korrigerende optikk i kameraet. Vidvinkel/planetkameraet er et radielt plassert instrument, hvilket betyr at det settes inn i Hubble-romteleskopet fra siden. De fire andre instrumentene settes inn helt bakfra, langs teleskopets lengdeakse og kalles derfor aksiale instrumenter.
  • COSTAR. Dette er ikke et instrument, men en «boks» med optikk som skal korrigere for feilslipingen av hovedspeilet. Det nye vidvinkel/planetkameraet har som nevnt innebygd sin egen korreksjonsoptikk. Formålet med COSTAR er å korrigere fokuseringen for de tre aksiale instrumentene: Svakobjektspektrografen, høyoppløsningsspektrografen og ESAs svakobjektkamera. For å få plass til COSTAR må det fjerde aksiale instrumentet, høyhastighetsfotometeret, fjernes. COSTAR vil bli satt inn der dette fotometeret i dag står. Det betyr at antall aksiale instrumenter blir redusert fra fire til tre. COSTAR er som nevnt ikke et eget instrument som gjør observasjoner, men skal bare kompensere for feilen i hovedspeilet for lys til de tre gjenværende aksiale instrumentene.
  • Magnetometre. Det ene av de to magnetometrene i Hubble-romteleskopet er redusert og ventes å svikte i løpet av et par år, det andre føler man seg ikke helt trygg på. Derfor har NASA bestilt to nye magnetometre som blir med opp på STS-61. Magnetometrene er de eneste komponentene som skal byttes ut på STS-61, som fra starten av ikke er konstruert med tanke på å byttes ut. Ellers er hele Hubble-romteleskopet, alle instrumenter og nesten alle elektroniske delsystemer bygd med tanke på at de lett skal kunne byttes ut av astronauter i rommet.

De sekundære arbeidsoperasjonene er prioritert slik:

  • Elektronikk til drivmekanismen til solcellepanelene. Denne arbeidsoppgaven ble føyd til astronautenes arbeidsplan på et nokså sent tidspunkt. Grunnen var at drivmekanismen nå styres av reservesystemer.
  • Koprosessor. En svikt i hukommelsen på en av de to generelle DF-224-datamaskinene om bord gjorde at reserveenheten måtte tas i bruk. Selv om astronautene skal ha med en ny DF-224-datamaskin, foretrekker man å sette inn en ny koprosessor på en plass som er ledig for testformål. Det er en enklere arbeidsoppgave og den vil gi økt hukommelse.
  • Reparasjon av høyoppløsningsspektrografen. Strømforsyningsenheten til spektrografen er noe upålitelig. For å kompensere for dette, skal astronautene montere en elektronikkboks til et håndtak for å koble sammen to separate elektronikksystemer på hver sin side av Hubble-romteleskopet.

Ingen enkelt arbeidsoperasjon anses isolert sett for å være komplisert. Over 90 % av arbeidsoperasjonene er forholdsvis enkelt arbeid med en skrunøkkel og bolter av samme størrelse (7/16″ og sekskantede). Planleggingen er likevel komplisert fordi den krever både en disiplinert tidsplan og fleksibilitet til å bytte om på rekkefølgen av arbeidsoperasjoner hvis de går raskere eller senere enn forventet. Et stort problem er å samle arbeidsoperasjoner i naturlige enheter innenfor tidsrommet på 6-8 timer som en arbeidsperiode i lasterommet varer. En annen viktig faktor å ta hensyn til, er å budsjettere med nok tid til på en god måte å kunne trekke seg ut av en arbeidsoperasjon om det blir nødvendig. Det er for å unngå at Hubble-romteleskopet etterlates i en verre forfatning enn det nå er i. Derfor er det ikke noen selvfølge at de operasjonene som har førsteprioritet, blir utført først.

COSTAR

COSTAR ble altså utviklet etter at flausen med feilslipingen av hovedspeilet ble oppdaget. COSTAR er omtrent på størrelse med en telefonkiosk, med målene 2,2 m x 0,9 m x 0,9 m og en masse på 295 kg. Den omtales av og til som Hubble-romteleskopets «briller». Analogien er litt misvisende, fordi verken COSTAR eller andre instrumenter i Hubble-romteleskopet har linser. Utelukkende speil brukes for å styre lyset fra hovedspeilet til de forskjellige instrumentene.

Innvendig er COSTAR nesten helt tom. De viktigste av de 5300 delene den består av, er en utfoldbar optisk benk med fem par av små speil. Det største av speilene er på størrelse med en norsk 50-øring, det minste på størrelse med en 10-øring.

I hvert par har det ene speilet, betegnet M1, en forholdsvis enkel, konkav overflate. Hvert M1-speil mottar lyset som kommer fra hovedspeilet og reflekterer det videre til sitt tilhørende M2-speil.

M2-speilene, som korrigerer for den sfæriske aberrasjonen hovedspeilet gir lysstrålen og reflekterer lyset til et vitenskapelig instrument, har en betydelig mer komplisert overflate enn M1-speilene. Optikere kaller overflaten på M2-speilene for «anamorfe fjerde ordens asfæriske flater på toroide underlag». Noe forenklet kan overflateformen på M2-speilene sammenliknes med den en potetgullskive har.

Fordi hovedspeilet er slipt litt for flatt (2 mikrometer for flatt), er M2-speilene slipt med en litt for sterk krumning. Kantene på M2-speilene avviker med de samme 2 mikrometer fra sentrum av dem, som kantene på hovedspeilet gjør. Lyset som reflekteres fra randen av hovedspeilet, må treffe nøyaktig på randen av hvert M2-speil. Det er for at de ekstra 2 mikrometer lyset nå må tilbakelegge fra hovedspeilet til brennplanet i hvert instrument, skal kompenseres for ved de «manglende» 2 mikrometer mellom M2 og brennplanet.

COSTAR er et eksempel på høypresisjonsoptikk og -mekanikk. Formen på hvert av de små speilene må ikke avvike med mer enn 10 Å fra den teoretisk perfekte formen for dem. Det betyr at om de ble forstørret til en diameter på 500 km, måtte flaten de utgjorde ha høydeforskjeller på mindre enn 2,5 cm. Mange av komponentene i COSTAR må posisjoneres med en nøyaktighet på 1/4000 cm i forhold til hverandre. Det tilsvarer omtrent å skulle parkere en bil med en nøyaktighet på 0,5 mm.

Posisjonene til speilene i COSTAR kan justeres med vel 1 cm i forhold til hverandre. Innenfor dette intervallet kan de plasseres i en hvilken som helst av nesten 9000 posisjoner. Derfor kan den innbyrdes avstanden mellom dem velges med svært stor nøyaktighet, nesten 1/100 mm.

COSTAR skal som nevnt installeres på den plassen i Hubble-romteleskopet der høyhastighetsfotometeret nå sitter. Astronautene vil åpne luken inn til fotometeret, koble fra elektriske kabler og åpne mekaniske låser som holder det fast. Deretter vil de fjerne fotometeret og midlertid plassere det på et eget stativ i lasterommet.

Så tas COSTAR ut fra beholderen det er fraktet opp i og gjøres klar til installering. Etter at COSTAR er kommet på plass i Hubble-romteleskopet, vil enheten bli låst fast og elektriske kabler koblet til. Luken til rommet der COSTAR nå sitter, vil bli stengt og høyhastighetsfotometeret plassert i beholderen COSTAR kom opp i. Arbeidet med å fjerne fotometeret og installere COSTAR er stipulert til å ta mindre enn 4 timer.

Når COSTAR er kommet på plass, vil teknikere på bakken aktivisere COSTAR og gjøre de kontrollene av den som er mulige på det tidspunkt.

Vil COSTAR passe inn?

Siden Hubble-romteleskopet er bygd med tanke på at komponenter skal kunne byttes ut i jordbane, har NASA vært meget nøye med å sikre seg at nye deler skal passe. Posisjonene, stillingene og størrelsene til alle relevante luker, kabler, låser og hulrom er meget nøye dokumentert og nedtegnet.

Under byggingen av Hubble-romteleskopet ble det laget to typer laboratorieutstyr som gir en direkte forbindelse til utstyret i Hubble-romteleskopet. En innretning kalt Axial Science Instrument Simulator (ASIS) er en nøyaktig kopi av posisjonene til alle låsene på de faktiske instrumentene i teleskopet. ASIS ble installert i alle de fire aksiale instrumentposisjonene på selve Hubble-romteleskopet før det ble skutt opp, for å verifisere at de var helt like. En tilsvarende innretning kalt Axial Bay Simulator (ABS) kopierer posisjonene til låsene på siden av teleskopet. Alle de aksiale instrumentene som nå er om bord i Hubble-romteleskopet, ble plassert i ABS før oppskyting for å sikre at de passet inn der.

Hvis COSTAR passer inn i ABS, vil den også passe inn i Hubble-romteleskopet der høyhastighetsfotometeret nå står. Dessuten er «boksen» COSTAR sitter i, laget omtrent 5 mm mindre enn boksene de nåværende instrumentene er i. Det gir litt å gå på for å unngå problemer med for eksempel isoleringsfolie som kan ha forskjøvet seg etter at Hubble-romteleskopet forlot Kennedy-romsenteret i april 1990.

Arbeidsplanene

Først to dager etter oppskytingen av Endeavour på STS-61, på ferdens tredje dag, vil astronautene manøvrere romfergen bort til et møte med Hubble-romteleskopet. En av astronautene vil da bruke manipulatorarmen til å gripe fatt i teleskopet og sette det ned i lasterommet. Slik er i hvert fall planen i skrivende stund. For det videre arbeidet på Hubble-romteleskopet har man i øyeblikket følgende grove tidsplan:

  • Dag 4: Bytte ut de tre gyroene og forberede utskifting av solcellepanelene.
  • Dag 5: Bytte ut solcellepanelene.
  • Dag 6: Bytte ut vidvinkel/planetkameraet og muligens magnetometrene.
  • Dag 7: Sette inn COSTAR og koprosessoren i DF-224-datamaskinen.
  • Dag 8: Kontrollenheter for gyroelektronikken og reparasjonspakken for høyoppløsningsspektrografen.

Planen videre er å sette ut Hubble-romteleskopet igjen på dag 9. En tiende dag er satt av til hvile eller planlegging på et hvilket som helst tidspunkt under ferden. På ferdens 11. dag vil man starte forberedelsene til tilbakevendingen, som vil finne sted på ferdens 12. dag.

Våren 1993 oppstod det også mindre problemer med én av de tre finfølgesensorene av typen FSG-2. NASA har ikke satt opp denne sensoren opp på listen over komponenter STS-61-astronautene skal bytte ut. Prøver har vist at sensoren bare svikter når den rettes i visse retninger, og problemet er ikke alvorlig. NASA-sjefen, Daniel Goldin, har likevel uttrykt bekymring over hvor mange komponenter som svikter i Hubble-romteleskopet.

Før Endeavour kommer i nærheten av Hubble-romteleskopet, vil den store luken i den åpne enden av teleskopet - der lyset slipper inn til hovedspeilet - bli lukket. En romferge i rommet er alltid omgitt av en gass-sky den selv avgir. For å beskytte Hubble-romteleskopets superrene speilflater mot forurensning fra disse gassene, må luken lukkes før Endeavour ankommer, og først åpnes etter at Endeavour har forlatt teleskopets nærhet.

Når Endeavour er framme ved Hubble-romteleskopet, vil astronautene bruke manipulatorarmen til å gripe fatt i det. På teleskopet er det en egen innretning laget for at manipulatorarmen skal kunne gripe tak. Så fremt tre av gyroene fortsatt fungerer når Endeavour kommer fra, vil man fra bakken ha full kontroll med Hubble-romteleskopet. Selv om astronautene på en eller annen måte skulle komme til å «dytte» til teleskopet, vil dets stillingskontrollsystem automatisk sørge for å gjenopprette dets stilling. Dermed kan astronautene raskt gjøre nye forsøk på å gripe fatt i det med manipulatorarmen.

Når Endeavour har forlatt Hubble-romteleskopet

Etter at Hubble-romteleskopet er utplassert fra Endeavour, vil det ta om lag 3 måneder å gjennomføre alle gjøremål som er nødvendige, før astronomene kan ta i bruk Hubble-romteleskopet igjen.

Alt det nye utstyret som astronautene installerer, vil ha i seg endel gasser (som vanndamp) som er bundet opp til materialene utstyret er laget av. I jordbane, der det er nær perfekt vakuum, vil disse stoffene gasse ut fra materialene. Ingen observasjoner kan gjøres med Hubble-romteleskopet før slike gasser har fordampet fra det nye utstyret, hvilket tar noen uker.

Astronomene er selvsagt ivrige etter å se resultatene av astronautenes arbeid, men må smøre seg med tålmodighet enda en stund etter at det nyinstallerte utstyret har gasset fra seg. Til å begynne med skal man foreta observasjoner uten å bruke COSTAR. Ved å sammenlikne disse observasjonene med tilsvarende observasjoner gjort før STS-61, vil man se om astronautenes arbeid med Hubble-romteleskopet har medført utilsiktede endringer i kvaliteten på observasjonene det kan gjøre.

Etter at man har kartlagt eventuelle slike endringer, eller konstatert at det ikke har inntrådt noen, vil man begynne å observere med det nye vidvinkel/planetkameraet og finjustere det. Deretter kommer turen til COSTAR.

Det første som vil bli gjort med COSTAR, er å folde ut den optiske benken med de små korreksjonsspeilene. Deretter vil man kontrollere at Hubble-romteleskopet fortsatt er i stand til å rette seg inn mot observasjonsmål på himmelen.

Posisjonene til korreksjonsspeilene vil så bli finjustert for å gi best mulig fokus. Det skjer ved å undersøke bilder av stjerner som skal tas etter at COSTAR-speilene er plassert i lysgangen fra hovedspeilet til instrumentene. Etter planen vil man først ta i bruk svakobjektkameraet, så svakobjektspektrografen og til slutt høyoppløsningsspektrografen. Svakobjektkameraet antas å være klart til bruk omtrent 6 uker etter at STS-61 er over, svakobjektspektrografen omtrent 3 uker senere og høyoppløsningsspektrografen ytterligere 3 uker senere.

Kanskje vil det vise seg at bildene Hubble-romteleskopet tar etter alle utskiftninger av utstyr, kanskje ikke er så mye bedre enn de som hittil har vært offentliggjort fra teleskopet. Forskerne har nemlig vært meget dyktige til å utvikle metoder for å kompensere for feilene i bildene fra Hubble-romteleskopet gjennom bildebehandling. For eksempel ser det ut til at datamaskinbehandlede bilder av lyssterke objekter i et område med få andre forstyrrende lyskilder, som av planetene, ligger nær den teoretiske oppløsningsevnen Hubble-romteleskopet ville hatt, selv med et perfekt slipt hovedspeil.

Hvis de syv astronautene får installert de nye solcellepanelene, det nye vidvinkelkameraet, COSTAR, gyrosystemene 3 og 4 samt magnetometer 1, sier lederne for driften av Hubble-romteleskopet at de vil betrakte ferden som fullstendig vellykket. De vil i så fall ikke be om en ny romfergeferd kort tid etterpå. I dette tilfellet mener de teleskopet vil fungere bra til en ny vedlikeholdsferd i 1997.

I planleggingen av gjøremålene på STS-61 prøver NASA på en måte å planlegge med henblikk på både suksess og fiasko. Frykten for ikke å greie og gjennomføre en lang liste med arbeidsoppgaver, kunne fått NASA til å sende med bare noen få komponenter til Hubble-romteleskopet opp i bane. Hvis da alt gikk glatt, risikerte man at astronautene plutselig fikk masse ledig tid de ikke kunne utnytte på en fornuftig måte. Derfor er det bedre å sende med alt de i beste fall kan bytte ut og reparere, og så håpe på det beste.

Selv om NASA er forberedt på at det kan bli nødvendig med arbeidsperioder der det er tre astronauter i lasterommet samtidig, sier NASA-sjefen Goldin: «Vi vil ikke ha cowboyer i rommet. Vi vil ikke satse på macho-operasjoner i rommet.»

I tillegg til de ordinære utgiftene med en romfergeferd, koster reparasjonen av Hubble-romteleskopet omtrent 253,9 millioner dollar. Av dette skyldes 86 millioner dollar arbeidet med å korrigere for den sfæriske aberrasjonen som feilslipingen av hovedspeilet har forårsaket.

Besetningen på STS-61 er: Richard O. Covey (kommandør), Kenneth Bowersox (pilot), F. Story Musgrave, Jeffrey A. Hoffman, Thomas Akers, Kathryn Thornton og Claude Nicollier (ferdspesialister). (Nicollier er ESA-astronaut.) En annen ferdspesialist, Gregory Harbaugh, trener som reservemedlem i å kunne utføre arbeid på Hubble-romteleskopet i lasterommet.

Tekster til illustrasjoner brukt i artikkelen

Hubble-romteleskopet utplasseres fra Discovery i april 1990. (NASA/Smithsonian Institution/Lockheed)

Endeavour nærmer seg Hubble-romteleskopet, der luken over åpningen inn til hovedspeilet er lukket for å beskytte optikken mot gass-skyen rundt romfergen. Før Hubble-romteleskopet kan settes ned i lasterommet, vil solcellepanelene bli rullet inn og armene med panelene svingt opp langs siden av teleskopet. Likeledes vil de to lange armene med parabolantenner, som brukes for kommunikasjon med bakken via kommunikasjonssatellittene av typen Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS), svinges opp langs teleskopet. (Lockheed)

Hubble-romteleskopet står vertikalt opp fra lasterommet på Endeavour. På enden av manipulatorarmen henger i sammenrullet tilstand det ene av solcellepanelene som skal byttes ut på Hubble-romteleskopet. Til venstre for teleskopet ses noe av en astronaut som står der for å ta imot solcellepanelene som kommer med manipulatorarmen. En annen astronaut står helt til venstre i lasterommet, like ved kabinseksjonen. (British Aerospace)

Teknikere inspiserer de nye solcellepanelene som skal installeres på Hubble-romteleskopet. (British Aerospace)

Delvis gjennomskåret tegning av det nye vidvinkel/planetkameraet som Endeavour-astronautene på STS-61 skal installere i Hubble-romteleskopet til erstatning for det som nå står der. Det nye vidvinkel/planetkameraet har innebygd sin egen korreksjonsoptikk for å kompensere for feilslipingen av hovedspeilet. (NASA/JPL)

Story Musgrave og Jeffrey Hoffman trener under vann i en vanntank på noen arbeidsoperasjonene som kreves på STS-61. Akkurat her er de i ferd med å bytte ut det gamle vidvinkel/planetkameraet med det nye. (NASA)

Nærbilde av den utfoldbare optiske armen i COSTAR. Den vil først bli foldet ut etter at COSTAR er installert i Hubble-romteleskopet. Noen av de små korreksjonsspeilene skal monteres på de grå «fingrene» som her stikker ned fra den svarte «armen». (Ball Corporation)

Omtrent slik vil det ta seg ut når astronautene på STS-61 skal bytte ut komponenter i Hubble-romteleskopet. (Lockheed)

 
Forrige artikkel | Neste artikkel | Alle NOR 1993 | Alle Romfart/NOR
 
 
 

Alt stoff på romfart.no/.com/.org er opphavsrettslig beskyttet.
romfart.no/.com/.org eies og drives av Norsk Astronautisk Forening.