Hubble vender tilbage til fulde videnskabelige observationer og frigiver nye billeder

NASAs Hubble-rumteleskop er tilbage i branchen, udforske universet nær og fjern. De videnskabelige instrumenter er vendt tilbage til fuld funktion, efter bedring fra en computeranomali, der suspenderede teleskopets observationer i mere end en måned.

Videnskabsobservationer startede igen om eftermiddagen lørdag, 17. juli. Teleskopets mål denne sidste weekend inkluderede de usædvanlige galakser vist på billederne ovenfor.

"Jeg er begejstret for at se, at Hubble har sit blik tilbage på universet, endnu en gang fange den slags billeder, der har fascineret og inspireret os i årtier, " sagde NASA-administrator Bill Nelson. "Dette er et øjeblik til at fejre succesen for et hold, der virkelig er dedikeret til missionen. Gennem deres indsats, Hubble fortsætter sit 32. år med opdagelse, og vi vil fortsætte med at lære af observatoriets transformationsvision."

Disse øjebliksbilleder, fra et program ledet af Julianne Dalcanton fra University of Washington i Seattle, byder på en galakse med usædvanlige forlængede spiralarme og det første glimt i høj opløsning af et spændende par kolliderende galakser. Andre oprindelige mål for Hubble omfattede kugleformede stjernehobe og nordlys på kæmpeplaneten Jupiter.

Hubbles nyttelast computer, som kontrollerer og koordinerer observatoriets indbyggede videnskabelige instrumenter, stoppede pludselig den 13. juni. Da hovedcomputeren ikke kunne modtage et signal fra nyttelastcomputeren, den satte automatisk Hubbles videnskabelige instrumenter i sikker tilstand. Det betød, at teleskopet ikke længere ville lave videnskab, mens missionsspecialister analyserede situationen.

Hubble-holdet bevægede sig hurtigt for at undersøge, hvad der fejlede observatoriet, som kredser omkring 340 miles (547 kilometer) over Jorden. Arbejder fra missionskontrol på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, såvel som eksternt på grund af COVID-19-restriktioner, ingeniører samarbejdede for at finde ud af årsagen til problemet.

komplicerer sager, Hubble blev lanceret i 1990 og har observeret universet i over 31 år. For at reparere et teleskop bygget i 1980'erne, holdet måtte trække på personalets viden fra hele dets lange historie.

Hubble-alumner vendte tilbage for at støtte det nuværende hold i genopretningsindsatsen, udlån af årtiers missionsekspertise. Pensioneret personale, der hjalp med at bygge teleskopet, for eksempel, kendte ins og outs af Science Instrument og Command &Data Handling enhed, hvor nyttelastcomputeren befinder sig – kritisk ekspertise til at bestemme de næste trin for gendannelse. Andre tidligere teammedlemmer gav en hånd med at gennemsøge Hubbles originale papirer, fremkomme med 30 til 40 år gamle dokumenter, der ville hjælpe holdet med at udstikke en vej frem.

"Det er en af ​​fordelene ved et program, der har kørt i over 30 år:den utrolige mængde erfaring og ekspertise, " sagde Nzinga Tull, Hubble systems anomaly response manager hos Goddard. "Det har været ydmygende og inspirerende at engagere sig med både det nuværende team og dem, der er gået videre til andre projekter. Der er så meget dedikation til deres Hubble-kolleger, observatoriet, og videnskaben Hubble er berømt for."

Sammen, teammedlemmer nye og gamle arbejdede sig igennem listen over sandsynlige skyldige, forsøger at isolere problemet for at sikre, at de har en fuld beholdning for fremtiden, hvor hardware stadig fungerer.

I første omgang, holdet mente, at det mest sandsynlige problem var et nedbrydende hukommelsesmodul, men skift til backup-moduler kunne ikke løse problemet. Holdet designede og kørte derefter tests, hvilket involverede at tænde for Hubbles backup nyttelast computer for første gang i rummet, for at afgøre, om to andre komponenter kan være ansvarlige:standardgrænsefladehardwaren, som bygger bro mellem computerens centrale behandlingsmodul og andre komponenter, eller selve det centrale behandlingsmodul. At tænde for backup-computeren virkede ikke, imidlertid, fjerne disse muligheder, såvel.

Holdet gik derefter videre for at undersøge, om anden hardware var skyld i, inklusive Command Unit/Science Data Formatter og strømstyringsenheden, som er designet til at sikre en stabil spændingsforsyning til nyttelastcomputerens hardware. Imidlertid, det ville være mere kompliceret at løse et af disse spørgsmål, og mere risikabelt for teleskopet generelt. Skift til disse komponenters backup-enheder ville også kræve skift af flere andre hardwarebokse.

"Switchen krævede 15 timers rumfartøjs kommando fra jorden. Hovedcomputeren skulle slukkes, og en backup-computer i sikker tilstand overtog midlertidigt rumfartøjet. Der skulle også tændes for flere bokse, som aldrig før var tændt i rummet, og anden hardware havde brug for, at deres grænseflader blev skiftet, " sagde Jim Jeletic, Hubble viceprojektleder hos Goddard. "Der var ingen grund til at tro, at alt dette ikke ville fungere, men det er holdets opgave at være nervøse og tænke på alt, der kan gå galt, og hvordan vi kan kompensere for det. Holdet planlagde og testede omhyggeligt hvert lille skridt på jorden for at sikre, at de fik det rigtigt."

Holdet gik forsigtigt og systematisk derfra. I løbet af de følgende to uger, mere end 50 personer arbejdede på at gennemgå, opdatering, og undersøge procedurerne for at skifte til backup-hardware, teste dem på en high-fidelity simulator og afholde en formel gennemgang af den foreslåede plan.

Samtidigt, holdet analyserede dataene fra deres tidligere test, og deres resultater pegede på Power Control Unit som den mulige årsag til problemet. Den 15. juli de foretog det planlagte skifte til backup-siden af ​​Science Instrument og Command &Data Handling-enheden, som indeholder backup Power Control Unit.

Sejren kom omkring klokken 23.30. EDT 15. juli, da holdet fandt ud af, at skiftet var vellykket. De videnskabelige instrumenter blev derefter bragt til operationel status, and Hubble began taking scientific data once again on July 17. Most observations missed while science operations were suspended will be rescheduled.

This is not the first time Hubble has had to rely on backup hardware. Holdet udførte et lignende skifte i 2008, returning Hubble to normal operations after another part of the Science Instrument and Command &Data Handling (SI C&DH) unit failed. Hubble's final servicing mission in 2009—a much-needed tune-up championed by former U.S. Senator Barbara Mikulski—then replaced the entire SI C&DH unit, greatly extending Hubble's operational lifetime.

Since that servicing mission, Hubble has taken more than 600, 000 observations, bringing its lifetime total to more than 1.5 million. Those observations continue to change our understanding of the universe.

"Hubble is in good hands. The Hubble team has once again shown its resiliency and prowess in addressing the inevitable anomalies that arise from operating the world's most famous telescope in the harshness of space, " said Kenneth Sembach, director of the Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, which conducts Hubble science operations. "I am impressed by the team's dedication and common purpose over the past month to return Hubble to service. Now that Hubble is once again providing unprecedented views of the universe, I fully expect it will continue to astound us with many more scientific discoveries ahead."

Hubble has contributed to some of the most significant discoveries of our cosmos, inklusive den accelererende udvidelse af universet, galaksernes udvikling over tid, og de første atmosfæriske undersøgelser af planeter uden for vores solsystem. Its mission was to spend at least 15 years probing the farthest and faintest reaches of the cosmos, and it continues to far exceed this goal.

"The sheer volume of record-breaking science Hubble has delivered is staggering, " sagde Thomas Zurbuchen, associate administrator of NASA's Science Mission Directorate. "We have so much to learn from this next chapter of Hubble's life – on its own, and together with the capabilities of other NASA observatories. I couldn't be more excited about what the Hubble team has achieved over the past few weeks. They've met the challenges of this process head on, ensuring that Hubble's days of exploration are far from over."