1990年4月24日,肩负人类探测宇宙奥秘使命的“哈勃”太空望远镜,由美国“奋进号”航天飞机携带升空。这个以宇宙大爆炸理论创始人埃德温·哈勃名字命名的“太空之眼”,研制耗时13年,连同地面支持设备的总价达到了21亿美元。
“哈勃”作为目前人类历史上最先进、最庞大、最复杂的外太空探测设备,在发射升空后不久,就不负众望地拍摄到了首张星团照片。但科研人员很快就发现“哈勃”拍摄的图像模糊不清,最初以为是调焦问题,经科研人员调焦后,成像模糊的问题依然没有得到解决。
经过地面科研人员全面检查后发现,原来是制造镜片的加工模具被装偏了1.3毫米,导致进入“哈勃”主射镜的光线不能全部聚焦,变成了先天性“近视”。另外,科研人员为“哈勃”安装的“震颤症”,每当进出地球阴影时,也会长时间自发抖动。检查发现,这是由于太阳能电池板的支架在剧烈温度变化时反复热胀冷缩导致的,而且支架已经出现了严重变形。
为治疗“哈勃”的“近视眼”和“震颤症”,美国宇航局随即组织论证维修方案,一边让“哈勃”带病坚持工作,一边准备“手术”方案。
美国宇航局精选出了一支由4名航天员组成的“眼科手术”医疗小队。为做好这次史无先例的“眼科手术”,4名航天员在地面进行了为期1年的专项训练,练习如何穿着臃肿的航天服,使用280多件工具,在航天飞机暴露在外太空的货舱中,以太空行走的方式通过上百步紧密联系的操作步骤,让“哈勃”完全康复。
1993年12月2日,“奋进号”搭载4名航天员“医疗小队”发射升空,追赶以2.8万千米/小时飞行、距离地面5 87千米的“哈勃”。经过2天飞行,12月4号早上,“奋进号”与“哈勃”的距离接近到不足10米,“奋进号”的飞行工程师克劳德操纵飞机上的机械臂,抓住了有一辆公交车大的“哈勃”,将它拉进了“奋进号”的货舱,并牢牢固定。“哈勃”的镜筒向上伸出货舱外面,看上去就像是航天飞机长出的一截烟囱。
对“哈勃”的手术分成两个小组轮流进行。第一天,马斯格雷夫和霍夫曼先出舱,为“哈勃”的定向系统更换陀螺仪。马斯格雷夫更换完全部4个陀螺仪后,霍夫曼试图关闭“哈勃”镜身侧面的维修舱盖,发现舱门的顶部在合上后,底部还留有一道大缝,用于锁定舱门的拴柱与栓孔之间至少1厘米的錯位。
马格雷夫试图像在地面上那样使用猛劲把舱门合拢,但身体马上就被反弹了出去。他突然想到工具袋里有一个锁紧棘轮,可以用皮带固定后把舱门压拢,但他的想法在地面指挥中心引起了激烈争论,反对者害怕这样会损坏舱门,使“哈勃”遭受不可修复的破坏。
最后,地面飞控中心主任赫夫林力排众议,“执行任务的是我们的最佳人选,我们应当相信他们。”马斯格雷夫把皮带穿入门把手,霍夫曼扶住舱门的顶端,马斯格雷夫扳动棘轮的手柄,逐渐收拢皮带压紧舱门,最终成功将舱门关闭。12月5日,维修“哈勃”的任务由凯瑟琳搭档埃克斯执行,凯瑟琳也是本次飞行任务中唯一的女性航天员。她站在由克劳德操控的升降台上,抓住已经弯曲变形的太阳能电池板边缘,使它保持稳定。埃克斯把电池板与“哈勃”拆开,拔除了电源插头,并将升降台向远离“奋进号”的方向挪动。
之后,“奋进号”用火箭发动机的射流将报废不能收拢的太阳能电池板甩向下层空间,让它烧毁在大气层里。凯瑟琳和埃克斯用同样的方法拆下了另外一块太阳能电池板,将它折叠收拢起来,放入航天飞机货舱。
随后,2人又为“哈勃”更换了从地面带去的全新太阳能电池板,“哈勃”的“震颤症”终于得到根治 。