導讀：近日美國宇航局（NASA）公布，由于陀螺儀故障，哈勃空間望遠鏡無法執行科學研究任務，目前已進入安全模式等待維修。

圖：2009年航天飛機維修時的哈勃

自1990年搭載“發現號”航天飛機發射以來，近34年來，哈勃仍然爲天文學家提供有價值的科學數據，包括觀測到3000個星系、爲21000篇論文提供數據支持。

此前，經過五次航天飛機提供的維修，哈勃升級了其科學儀器，並更換了因長期在太空使用而退化的硬件。2009年，宇航員在最後一次航天飛機維修任務中在哈勃上安裝了六個新的陀螺儀。

陀螺儀由細金屬線組成，隨著時間的推移，這些金屬線可能會斷裂或受到腐蝕，這些柔性導線也曾導致哈勃望遠鏡因磨損而暫停工作。但目前，NASA還沒有找到導致陀螺儀故障的原因。

圖：哈勃指向控制系統中的陀螺儀（右上）

陀螺儀長期以來一直是哈勃望遠鏡最需要維護的部分之一。陀螺儀的讀數非常重要，因爲它們決定了望遠鏡的指向、轉動方向以及改變指向的速度。

據NASA稱，每個陀螺儀內的輪子以每分鍾19,200轉的恒定速度旋轉，而輪子又被密封在懸浮在粘稠液體中的圓筒內。每個陀螺儀內的電子設備檢測輪軸的非常微小的運動，從而爲哈勃的中央計算機提供有關航天器轉彎速率的信息。如發絲般細小的電線路由來自陀螺儀的信號，這些電線會隨著時間的推移而退化。

2009年安裝在哈勃望遠鏡上的六個陀螺儀中有三個已經失效，另外三個仍在運行。三個仍在運行的陀螺儀基于更新的設計，使用壽命更長，但其中一個裝置在過去幾個月中出現了磨損迹象，NASA多次嘗試修複但最終還是導致望遠鏡停擺。

圖：哈勃上的陀螺儀

哈勃使用的是現有最好、最精確的陀螺儀——氣體軸承陀螺儀。

哈勃望遠鏡上的每個速率傳感器單元 (RSU) 包含兩個陀螺儀，一共需要6個。當宇航員更換發生故障的陀螺儀時，他們總是更換整個RSU。1993年，在第一次維修任務中，宇航員更換了兩個單元。1999年，他們更換了全部三個單元。

在任何時間，哈勃都需要六個陀螺儀中的三個運行，以確保最佳效率。2005年8月，哈勃開始以新的雙陀螺儀模式運行，以延長望遠鏡的使用壽命，並確保在下一次維修之前至少有兩個正常工作的陀螺儀。理論上，一個陀螺儀仍然可以讓哈勃保持工作，但只能進行有限的觀測。