章節11

捕捉遙遠星光

文/ 阿來

阿來(1959—??),當代作家。他的長篇小說《塵埃落定》於2000年榮獲第五屆茅盾文學獎。

1990年4月24日,美國佛羅裏達州卡拉維拉爾角,發現號航天飛機靜靜地豎立在發射架上。“裝載著最新型的觀測宇宙的眼睛——哈勃太空望遠鏡的發現號航天飛機即將升空”。

這個時刻,距當初預計的哈勃太空望遠鏡升空的時間已過去了9年。如果算上哈勃太空望遠鏡本身的設計與製造,這個過程則長達15年。在人類的認識水平一日千裏的時代,15年已經是一段相當漫長的時間。

美國國會早在1977年就通過了有關哈勃太空望遠鏡的財務預算。科學家們預計,哈勃將於1981年升入太空,在不受大氣幹擾的情形下去發現隱藏在浩瀚宇宙中眾多的秘密。樂觀的設計者們大大低估了建造這架望遠鏡所需要的時間。隻是用手工研磨巨大的主鏡片便用去了整整五年。

於是,望遠鏡的升空時間推延至1983年,後來又因為電腦程序錯誤延遲至1985年。

人們已經習慣了把延遲發射的消息與哈勃望遠鏡聯係在一起。果然,到了預計中的發射期,升空日期再次推遲至1986年。1986年8月,因為臨時追加的一些必要測試,發射日期又推遲到10月。人們再也想不出什麼理由使哈勃的升空再行延遲了。

就在這個時候,挑戰者號航天飛機爆炸的事故,使美國所有的太空計劃都擱置下來,這一停頓便是兩年半時間。隨著所有航天計劃的修改,哈勃望遠鏡發射升空的日子再一次修改為1989年6月。可當這個日子到來的時候,人們並沒有看到航天飛機豎立在發射架上。人們再被告知,發射時間又一次修改。這次,哈勃進入太空的時間定在了1990年2月。最後,在1990年4月10日,裝載著哈勃望遠鏡的航天飛機再次站立在發射架上。但在發射前5分鍾,發現油壓係統的輔助裝置有運轉不良的現象,發射前最後一分鍾,升空計劃被中止。2000餘名屏息等待的科學家的希望再次變成了深深的失望。

哈勃還未升空,便成了一部典型的科學教程,一次失敗接著一次失敗。每一次失敗之後,人們能夠告訴自己的就是,我們離成功又近了一點。在人類的文明構成中,除了科學,似乎沒有別的事業能夠經曆如此眾多的失敗。

1990年4月24日,花費了科學家們9年精力以及7億美元的巨資,裝載著哈勃太空望遠鏡的發現號航天飛機順利地升入了太空。

大氣層保護著地球上的生靈,同時,又遮蔽著人類投向宇宙的目光,科學家們把一台大口徑的天文望遠鏡送入太空,就是為了突破大氣層對光線的屏蔽,觀測到更遙遠的天體,探索宇宙早期的模樣,進而判定出宇宙的年齡。但是,發射期一共延遲了九年之久的哈勃真的能夠完成這樣的使命嗎?

也許,任何一個將會使人類認識水平得到革命性提升的科學突破,都必須付出更大的代價。在哈勃的故事裏,這個代價不隻是通過國會批準而耗費大量的納稅人的美元,更大的考驗還在於,科學家們的信念是否足夠堅定,公眾和政治家們對這一項目是否具有足夠的理解和耐心。

升空一個月後,哈勃在地麵遙控下開始工作。一個意想不到的悲劇性的結果呈現在人們麵前:哈勃拍攝的天體照片都模糊不清,其解析度隻能達到設計指數的1/20。哈勃望遠鏡設計者之一威廉·鮑姆說:“我們事先針對哈勃所可能產生的各種問題進行了模擬演習,萬萬沒有想到球麵像差問題的產生,因為這個問題太基本了,連做夢都沒有想到會有這種事情。”

球麵像差,是指反射到主鏡麵上的光線無法聚焦的現象。這是早在伽利略和牛頓的時代就已經被認識並找到了克服方法的問題。哈勃的直徑為2.4米,這塊鏡片磨製出來後,其邊緣出現了0.002厘米誤差,使進入哈勃的光線產生了5厘米左右的擴散,所有星星都成為模糊的光團。

人們普遍認為,天文學家們浪費納稅人的大筆稅金,發射上天的隻是一個造價昂貴的太空垃圾。科學家們在自身與外界所施加的重重壓力下進行最後的努力,發現進入哈勃的光線的15%可以聚焦,便盡量利用從這點光線中采擷到的觀測成果,來緩解外界的壓力,並以此來支撐這個群體本身的自信心。

球麵像差不是哈勃唯一的問題。其中最突出的一個問題與太陽能電池板有關。哈勃太空望遠鏡每96分鍾繞行地球一圈,其中有一半時間會處在地球的陰影裏。在太空環境中,受陽光照射與不受陽光照射兩者之間有著極大的溫差。太陽能電池板便無休止地因溫度急劇下降而收縮,又在陽光照耀下因溫度急劇上升而膨脹。膨脹過程引起太陽能電池板長達數分鍾的震動,從而帶動整架望遠鏡劇烈搖晃,使剩下的那15%鏡麵也無法拍到清晰的照片。

還有一個更大的問題,是控製哈勃飛行姿態並保持其穩定的陀螺儀。哈勃上裝有六個陀螺儀,使用三個,三個作為備用。到1992年底,三個備用陀螺儀已全部啟用,如果再有一個陀螺儀出現故障,哈勃的飛行姿態便無法控製了。

拯救哈勃的太空行動勢在必行。

1993年12月2日下午4點27分,奮進號航天飛機從肯尼迪航天中心發射升空。機上搭載了7名宇航員和一些必要的設備上天,對哈勃望遠鏡進行維修。