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哈勃太空望远镜 从概念到成功＝THE HUBBLE SPACE TELESCOPE:FROM CONCEPT TO SUCCESSPDF电子书下载

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• 作 者：（英）戴维·J.谢勒
• 出 版 社：
• 出版年份：2018
• ISBN：
• 页数：0 页

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概述1

第1章 部署6

1.1 在轨部署一个望远镜7

1.1.1 规避磕碰和多余动作7

1.1.2 机械臂上的哈勃9

1.1.3 太阳电池阵和高增益天线11

1.2 天文学家部署哈勃15

1.2.1 绝美画面19

1.2.2 最低部署高度20

1.3 准备飞行22

1.3.1 任命航天员22

1.3.2 更换指令长24

1.3.3 地面训练28

1.3.4 制定EVA计划32

1.3.5 黑色记事本35

1.3.6 适应计划推迟36

1.4 搭建发射组合体37

1.4.1 发射定于1990年37

1.4.2 逐步准备发射38

1.4.3 又是螺母40

1.4.4 系统漏洞43

1.4.5 哈勃装载至航天飞机44

1.4.6 4月10日/第一次发射尝试45

1.4.7 电池保持充电状态45

1.4.8 4月24日/最后倒计时46

1.4.9 哈勃到达太空47

1.5 部署哈勃49

1.5.1 4月24日/做好准备49

1.5.2 4月25日/实施部署53

1.5.3 哈勃停泊于顶部54

1.5.4 气闸舱内随时待命58

1.6 轨道高度并不够高59

1.6.1 高轨道飞行风险62

1.6.2 4月26—28日/在轨待命65

1.6.3 4月29日/返回地球67

1.6.4 发现号航天飞机返回佛罗里达67

1.7 哈勃的麻烦68

1.7.1 球面像差缺陷69

1.7.2 航天员的新角色72

1.7.3 重回轨道的漫长道路73

参考文献74

第2章 梦想76

2.1 去星星不闪烁的地方76

2.1.1 太空望远镜的起源77

2.1.2 莱曼·斯皮策和太空观测站78

2.2 同温层观测镜：通往太空的一小步79

2.2.1 太空时代的黎明81

2.2.2 人造卫星、加加林和月球81

2.3 哈勃之前的空间天文学82

2.3.1 天文学领域82

2.3.2 空间探索法案和组织82

2.3.3 建立天文学研究计划84

2.3.4 搭建平台84

2.4 在轨天文学观测站85

2.4.1 是否推进OAO项目85

2.5 基础工作88

2.5.1 在轨天文学观测站88

2.5.2 标准“有轨电车”89

2.5.3 探索号系列卫星90

2.5.4 高能太空观测站91

2.5.5 伍兹霍尔的建议92

2.6 在轨载人天文望远镜93

2.6.1 MORL望远镜93

2.6.2 阿波罗望远镜94

2.6.3 MOT研制费用95

2.6.4 MOT应用展望99

2.6.5 解决保障问题100

2.6.6 MOT及其有人服务100

2.6.7 立项难点101

2.7 大型太空望远镜诞生102

2.8 在轨服务卫星Nimbus103

2.8.1 为什么是Nimbus103

2.8.2 为在轨服务而设计105

2.9 小结106

2.10 天文学任务委员会报告108

2.10.1 人类与空间天文学109

2.10.2 航天员的多重角色111

2.10.3 未来发展重点112

参考文献114

第3章 梦想成真116

3.1 登月之后117

3.1.1 大型太空望远镜组织实施118

3.2 漫长的“拼图”过程119

3.2.1 经费保障119

3.2.2 源自南希·罗曼的驱动力120

3.3 任务起步121

3.3.1 运载火箭122

3.3.2 战斗部落122

3.3.3 早期的服务计划123

3.3.4 谈判专家奥德尔博士126

3.3.5 望远镜正式命名132

3.4 碎片任务拼接134

3.5 航天飞机系统135

3.5.1 载荷舱尺寸确定138

3.6 远程操作系统141

3.7 太空相会145

3.7.1 规划145

3.7.2 从发射平台到入轨147

3.7.3 交会阶段148

3.7.4 接近目标149

3.7.5 航天飞机技术的发展149

3.7.6 飞行履历149

3.7.7 哈勃的经历151

3.7.8 应急接近152

3.7.9 标准接近152

3.7.10 Low-Z模式153

3.8 哈勃的管理155

3.8.1 跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）157

3.9 一个欧洲的合作伙伴160

3.9.1 英国的加入162

3.9.2 英国/欧洲的哈勃望远镜164

3.10 污染防护165

3.10.1 运行环境的考虑166

3.10.2 自然工作环境166

3.10.3 确保安全性和完整性168

3.10.4 航天飞机载荷安全性168

3.11 广泛而深入的发展169

3.11.1 一个几乎完整的拼图170

参考文献172

第4章 任务演进174

4.1 1972年的大型太空望远镜（LST）设计研究174

4.1.1 任务描述175

4.1.2 轨道选择176

4.1.3 运载能力分析178

4.1.4 系统配套和设计179

4.1.5 科学仪器模块179

4.1.6 系统支持模块180

4.1.7 污染控制181

4.1.8 系统可靠性181

4.1.9 系统维护181

4.1.10 小结184

4.2 A阶段设计完善186

4.2.1 维护级别186

4.2.2 与A阶段相比的关键变化187

4.2.3 地面维护188

4.2.4 小型在轨载人出舱维护188

4.2.5 小型在轨远程操作系统维护188

4.2.6 阶段A后的主要更改189

4.2.7 机械臂的约束189

4.2.8 设计要素189

4.2.9 联合布局190

4.2.10 可操作性190

4.3 可维护性192

4.3.1 返回地球问题193

4.3.2 在轨问题194

4.3.3 设计问题194

4.3.4 结构195

4.3.5 热控196

4.3.6 电源197

4.3.7 控制和数据处理197

4.3.8 姿态控制197

4.3.9 分系统可靠性197

4.3.10 污染物控制198

4.3.11 最新研究得出的关键结论198

4.4 LST载人舱外活动200

4.4.1 LST演变为ST201

4.5 哈勃状态概述202

4.5.1 大型观测站204

4.5.2 纪录创造者205

4.5.3 太空中的哈勃205

4.5.4 主要组成206

4.5.5 结构与机构208

4.5.6 仪表和通信213

4.5.7 数据管理214

4.5.8 指向控制215

4.5.9 电源218

4.5.10 热控226

4.5.11 安全应急系统227

4.5.12 光学系统229

4.6 从LOT到HST237

参考文献246

第5章 模拟服务247

5.1 创造一个概念248

5.1.1 弗兰克·切波利纳249

5.1.2 在轨服务251

5.1.3 多任务模块化航天器252

5.2 建立指南253

5.2.1 关键设计和操作问题254

5.2.2 航天员系统基本需求254

5.2.3 小结256

5.3 航天员办公室的参与257

5.3.1 团队工作260

5.4 EVA服务支持设备260

5.4.1 飞行支持结构261

5.4.2 在轨可更换单元装载系统262

5.4.3 第二轴向装载系统263

5.5 航天员辅助工具263

5.5.1 从航天飞机开展太空行走263

5.6 基线设备265

5.6.1 舱外移动单元265

5.6.2 气闸舱267

5.6.3 EVA设备267

5.6.4 专属工具268

5.7 EVA任务剖面268

5.8 地面支持系统269

5.9 EVA培训270

5.9.1 EVA潜力272

5.10 水下哈勃276

5.10.1 关注细节278

5.11 渐进系统分析279

5.11.1 关键测试结果280

5.11.2 模拟程序281

5.12 中性浮力模拟器282

5.12.1 样机和支持设备287

5.13 全尺寸模拟试验291

5.13.1 分系统开发291

5.13.2 轴向科学仪器292

5.13.3 径向科学仪器294

5.13.4 精细导星敏感器294

5.13.5 固定头部星敏感器/速率传感器单元294

5.13.6 系统支持模块设备295

5.13.7 光学望远镜组件295

5.13.8 太阳电池阵295

5.13.9 操作工具296

5.13.10 高增益天线297

5.13.11 光圈盖298

5.13.12 便携式足部限位器298

5.13.13 扶手301

5.13.14 舱门锁紧设计301

5.13.15 紧固件302

5.13.16 RMS及相关活动302

5.13.17 早期NBS测试结论303

5.14 1983—1990年的NBS测试305

5.15 升级的NBS训练设施305

5.15.1 水下试验项目（1984—1988）306

5.15.2 试验成果308

5.15.3 附加NBS试验309

5.16 EVA经验积累310

5.17 DTO-1210312

5.17.1 STS-125任务后记316

参考文献318

第6章 配套工具设施320

6.1 引言320

6.1.1 罗伯特·特维诺321

6.1.2 罗恩·谢菲尔德323

6.1.3 设计标准325

6.1.4 特殊工具326

6.2 在轨服务工具包326

6.2.1 电动工具331

6.2.2 工具存放332

6.3 罗素·韦内斯及其工具管理336

6.3.1 反复测试336

6.3.2 团队协作338

6.3.3 保留团队339

6.4 机械工程师保罗·理查德343

6.4.1 新人的处境345

6.4.2 机械工程师成为“沙丁鱼”348

6.5 未配置MMU350

6.6 操作工具354

参考文献357

第7章 幕后358

7.1 飞行乘组训练359

7.1.1 乘组角色359

7.1.2 从课堂到毕业362

7.1.3 训练与支持相结合365

7.2 地面团队367

7.3 哈勃项目办公室367

7.3.1 项目经理普雷斯顿·伯奇368

7.3.2 运营和系统经理阿尔·维纳基奥375

7.3.3 异常响应团队378

7.3.4 乔伊斯·金的管理工程379

7.3.5 系统管理地面测试383

7.4 在轨服务任务支持团队385

7.4.1 NASA总部386

7.4.2 马歇尔航天飞行中心387

7.4.3 戈达德航天飞行中心389

7.4.4 太空望远镜操作控制中心393

7.4.5 欧洲空间局（ESA）398

7.4.6 肯尼迪航天中心399

7.4.7 航天飞机运营副主任克里平401

7.5 航天员办公室支持402

7.6 任务控制405

7.6.1 多用途支持室416

7.7 哈勃飞行主任与任务主任417

7.7.1 “牵牛星”飞行任务主任——查尔斯·肖417

7.7.2 任务指导和管理420

7.7.3 结构化团队与职责421

7.7.4 飞行操控师训练423

7.7.5 奇妙的在轨服务425

参考文献426

第8章 第一次在轨服务任务427

8.1 哈勃维修计划427

8.1.1 哈勃的幽默427

8.1.2 学会应对新闻界428

8.1.3 挑选航天员430

8.1.4 家人的理解432

8.1.5 主要任务434

8.1.6 哈勃的眼镜436

8.1.7 源自牙医镜和淋浴头的灵感436

8.1.8 航天员训练438

8.1.9 交叉训练440

8.1.10 手指冻伤441

8.1.11 图纸再次错误443

8.1.12 虚拟现实训练444

8.2 任务规划446

8.2.1 概述448

8.2.2 进展中的里程碑节点449

8.2.3 1993年12月1日/试图发射456

8.2.4 12月2日/发射457

8.3 哈勃第一次回归457

8.3.1 12月2—3日/逐步接近哈勃457

8.3.2 细微光点逐渐变亮458

8.3.3 12月3—4日/捕获与第1次EVA458

8.3.4 12月5日/第2次EVA465

8.3.5 12月6日/第3次EVA472

8.3.6 12月7日/第4次EVA475

8.3.7 12月8日/第5次EVA480

8.3.8 高难度的螺钉操作482

8.3.9 12月9日/释放哈勃484

8.3.10 12月9—11日/准备返回（暴风雨后的平静）486

8.3.11 12月12日/返回地面487

8.4 接力棒传递487

8.4.1 工作间隙488

8.4.2 任务成功488

8.4.3 回归日常490

参考文献493

结束语495

参考文献500

后记501

缩略语504

关于作者517

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摘要：本文以《哈勃太空望远镜 从概念到成功》电子书版文档下载为中心，详细阐述了哈勃太空望远镜的起源、发展、技术特点及其对天文学的重要贡献。文章从设计理念、技术实现、科学成果和未来展望四个方面对哈勃望远镜进行了全面剖析，旨在展现这一伟大工程的辉煌历程。

1、设计理念

哈勃太空望远镜的设计理念源于对宇宙深处的探索。在20世纪60年代，天文学家们意识到地面望远镜受大气湍流的影响，难以观测到宇宙的真相。因此，将望远镜送入太空成为了一种理想的选择。哈勃望远镜的设计初衷是为了克服地面望远镜的局限性，实现对宇宙的高分辨率观测。

哈勃望远镜的设计团队充分考虑了其科学目标和技术要求。在光学系统方面，采用了先进的哈勃空间望远镜光学系统，有效解决了大气湍流对观测的影响。在机械结构方面，采用了轻质、高强度材料，确保望远镜在太空中的稳定运行。在仪器设备方面，配备了多种观测仪器，以满足不同科学领域的需求。

哈勃望远镜的设计理念体现了人类对宇宙探索的渴望，以及对科技进步的追求。这一理念为后续太空望远镜的发展奠定了基础。

2、技术实现

哈勃太空望远镜的技术实现涉及多个领域，包括光学、机械、电子等。在光学方面，哈勃望远镜采用了先进的哈勃空间望远镜光学系统，有效解决了大气湍流对观测的影响。这一系统由主镜、次镜、校正镜和反射镜组成，实现了对宇宙的高分辨率观测。

在机械结构方面，哈勃望远镜采用了轻质、高强度材料，如钛合金和碳纤维，确保望远镜在太空中的稳定运行。此外，望远镜的机械结构还具备一定的灵活性，以适应不同观测任务的需求。

在电子方面，哈勃望远镜配备了多种观测仪器，如高级行星相机、宽场行星相机、高级巡天相机等。这些仪器通过电子信号传输，将观测数据传回地面，为天文学家提供了丰富的科学数据。

3、科学成果

自1990年发射以来，哈勃太空望远镜取得了举世瞩目的科学成果。在宇宙学领域，哈勃望远镜观测到了宇宙微波背景辐射，为宇宙大爆炸理论提供了有力证据。在天体物理学领域，哈勃望远镜揭示了黑洞、中子星等极端天体的特性。在行星科学领域，哈勃望远镜对太阳系外行星进行了观测，为寻找类地行星提供了重要线索。

哈勃望远镜的科学成果不仅丰富了人类对宇宙的认识，还为天文学的发展提供了宝贵的数据和理论支持。这些成果对人类科技进步和科学探索具有重要意义。

此外，哈勃望远镜还培养了一大批天文学家和科研人员，为全球科学事业做出了巨大贡献。

4、未来展望

随着科技的不断发展，哈勃太空望远镜的未来展望充满希望。目前，科学家们正在研究新一代太空望远镜，如詹姆斯·韦伯太空望远镜，以继承哈勃望远镜的观测成果，并拓展观测范围。

未来，哈勃望远镜将继续发挥其重要作用，为人类探索宇宙的奥秘提供有力支持。同时，科学家们还将不断改进观测技术，提高望远镜的性能，为人类揭示更多宇宙秘密。

哈勃太空望远镜的成功，不仅展现了人类对宇宙探索的勇气和智慧，也为未来太空望远镜的发展指明了方向。

总结：

哈勃太空望远镜从概念到成功，历经数十年的努力，最终成为了一项伟大的科学工程。本文从设计理念、技术实现、科学成果和未来展望四个方面对哈勃望远镜进行了全面剖析，旨在展现这一伟大工程的辉煌历程。哈勃望远镜的成功，不仅为人类探索宇宙提供了有力支持，也为科技进步和科学探索树立了典范。

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