在哈勃太空望远镜的首次维修任务(Servicing Mission 1, SM1)中,安装和更换了多个关键的校正光学组件和模块化子系统,以解决其主镜的缺陷并恢复仪器的功能。SM1 是 NASA 首次升级望远镜并纠正主镜缺陷的机会。

**关键的校正光学组件和系统安装/更换:**

1. **校正光学系统 (COSTAR):** 为了解决主镜的像差问题,工程师开发了“校正光学太空望远镜轴向替换器”(COSTAR)。这是一个电话亭大小的仪器,它安装了五对校正镜,通过可部署的机械臂将校正后的光线发送到哈勃的其他科学仪器,包括模糊天体相机、模糊天体光谱仪和戈达德高分辨率光谱仪。通过安装 COSTAR,所有科学仪器都接收到了聚焦的光线。
2. **宽视场行星相机 2 (WFPC2):** WFPC2 的安装是解决主镜缺陷的关键一步。由于主镜的边缘在制造时存在球差(spherical aberration),导致早期图像模糊。WFPC2 在设计时就包含了光学组件,用于补偿主镜的缺陷,其作用类似于眼镜矫正视力问题。WFPC2 的安装显著提高了哈勃在紫外波段的性能和灵敏度。
3. **其他组件和系统升级:** 除了主要的成像和校正系统外,SM1 还进行了其他重要的模块化子系统更换和升级,包括:
* **太阳能电池阵列 (Solar Arrays):** 更换了太阳能电池阵列,以减轻因望远镜在阳光照射和阴影之间移动导致的温度变化引起的过度弯曲和振荡(“抖动”),从而稳定了视线方向。
* **陀螺仪 (Gyroscopes):** 更换了部分陀螺仪(Rate Sensing Units, RSU),因为到 SM1 发射时,哈勃的六个陀螺仪中已有三个发生故障。SM1 宇航员更换了两个 RSU。
* **其他模块:** 还安装了太阳能阵列驱动电子设备 (SADE)、磁力计、飞控计算机的协处理器,以及戈达德高分辨率光谱仪 (GHRS) 的冗余套件。

这些升级和更换的组件,包括 COSTAR、WFPC2、新的太阳能阵列和陀螺仪等,共同构成了对哈勃望远镜的一次重大提升,使其能够恢复和增强其科学观测能力。

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