载人航天出版工程 哈勃太空望远镜 从概念到成功

目录

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

1-4-64月10日/次发射尝试45

1-4-7电池保持充电状态45

1-4-84月24日/后倒计时46

1-4-9哈勃到达太空47

1-5部署哈勃49

1-5-14月24日/做好准备49

1-5-24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

1-6-24月26—28日/在轨待命65

1-6-34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

2-6-1MORL望远镜93

2-6-2阿波罗望远镜94

2-6-3MOT研制费用95

2-6-4MOT应用展望99

2-6-5解决保障问题100

2-6-6MOT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

3-7-10LowZ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

4-11972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

4-2A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研究得出的关键结论198

4-4LST载人舱外活动200

4-4-1LST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

5-4EVA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

5-6-3EVA设备267

5-6-4专属工具268

5-7EVA任务剖面268

5-8地面支持系统269

5-9EVA培训270

5-9-1EVA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

5-13-16RMS及相关活动302

5-13-17早期NBS测试结论303

5-141983—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

5-16EVA经验积累310

5-17DTO1210312

5-17-1STS125 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

7-4-1NASA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

8-2-31993年12月1日/试图发射456

8-2-412月2日/发射457

8-3哈勃次回归457

8-3-112月2—3日/逐步接近哈勃457

8-3-2细微光点逐渐变亮458

8-3-312月3—4日/捕获与第1次EVA458

8-3-412月5日/第2次EVA465

8-3-512月6日/第3次EVA472

8-3-612月7日/第4次EVA475

8-3-712月8日/第5次EVA480

8-3-8高难度的螺钉操作482

8-3-912月9日/释放哈勃484

8-3-1012月9—11日/准备返回（暴风雨后的平静）486

8-3-1112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