导读：近日美国宇航局（NASA）公布，由于陀螺仪故障，哈勃空间望远镜无法执行科学研究任务，目前已进入安全模式等待维修。

图：2009年航天飞机维修时的哈勃

自1990年搭载“发现号”航天飞机发射以来，近34年来，哈勃仍然为天文学家提供有价值的科学数据，包括观测到3000个星系、为21000篇论文提供数据支持。

此前，经过五次航天飞机提供的维修，哈勃升级了其科学仪器，并更换了因长期在太空使用而退化的硬件。2009年，宇航员在最后一次航天飞机维修任务中在哈勃上安装了六个新的陀螺仪。

陀螺仪由细金属线组成，随着时间的推移，这些金属线可能会断裂或受到腐蚀，这些柔性导线也曾导致哈勃望远镜因磨损而暂停工作。但目前，NASA还没有找到导致陀螺仪故障的原因。

图：哈勃指向控制系统中的陀螺仪（右上）

陀螺仪长期以来一直是哈勃望远镜最需要维护的部分之一。陀螺仪的读数非常重要，因为它们决定了望远镜的指向、转动方向以及改变指向的速度。

据NASA称，每个陀螺仪内的轮子以每分钟19,200转的恒定速度旋转，而轮子又被密封在悬浮在粘稠液体中的圆筒内。每个陀螺仪内的电子设备检测轮轴的非常微小的运动，从而为哈勃的中央计算机提供有关航天器转弯速率的信息。如发丝般细小的电线路由来自陀螺仪的信号，这些电线会随着时间的推移而退化。

2009年安装在哈勃望远镜上的六个陀螺仪中有三个已经失效，另外三个仍在运行。三个仍在运行的陀螺仪基于更新的设计，使用寿命更长，但其中一个装置在过去几个月中出现了磨损迹象，NASA多次尝试修复但最终还是导致望远镜停摆。

图：哈勃上的陀螺仪

哈勃使用的是现有最好、最精确的陀螺仪——气体轴承陀螺仪。

哈勃望远镜上的每个速率传感器单元 (RSU) 包含两个陀螺仪，一共需要6个。当宇航员更换发生故障的陀螺仪时，他们总是更换整个RSU。1993年，在第一次维修任务中，宇航员更换了两个单元。1999年，他们更换了全部三个单元。

在任何时间，哈勃都需要六个陀螺仪中的三个运行，以确保最佳效率。2005年8月，哈勃开始以新的双陀螺仪模式运行，以延长望远镜的使用寿命，并确保在下一次维修之前至少有两个正常工作的陀螺仪。理论上，一个陀螺仪仍然可以让哈勃保持工作，但只能进行有限的观测。