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

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Nimbus 103

2.8.1 为什么是Nimbus 103

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ST 201

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HST 237

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-1210 312

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MMU 350

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EVA 458

8.3.4 12月5日/第2次EVA 465

8.3.5 12月6日/第3次EVA 472

8.3.6 12月7日/第4次EVA 475

8.3.7 12月8日/第5次EVA 480

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