1993 年執行的奮進號太空梭任務成功修復了哈伯太空望遠鏡，糾正了它的視覺缺陷，標誌著美國太空總署取得了一項歷史性成就。這次任務證明了複雜的太空維修的可行性，並對未來的太空探索產生了持久的影響。

在”奮進號”太空梭的貨艙中，太空人F. Story Musgrave 正在進行最後一次太空行走，同時正在展開哈伯太空望遠鏡上的太陽能板。資料來源：美國國家航空暨太空總署

1993 年12 月2 日黎明前，奮進號太空梭從佛羅裡達州甘迺迪太空中心發射升空，執行修復美國太空總署哈伯太空望遠鏡的重要任務。

哈伯望遠鏡的設計支援在太空中進行維修，其零件可以由太空人滑入和滑出。但在發射之前，沒有人想到第一次維修任務會如此緊急。

發射三年來，哈伯一直是深夜漫畫和社論漫畫中的笑料：那是一架看不清東西的望遠鏡。自1990 年部署以來，這架望遠鏡一直向地球傳回模糊的影像，這是由其主鏡形狀缺陷造成的。雖然主鏡的偏差僅為頭髮絲寬度的五十分之一，但這一錯誤卻造成了毀滅性的後果：主鏡發出的光線無法正確聚焦。雖然影像仍然比從地球上拍攝的要好，科學仍然有可能進行，但其品質卻不盡人意。

“當時的感覺是，每個人都把哈伯太空望遠鏡的保養和維修看作是能夠證明美國國家航空航天局價值的任務……對這項任務的成功存在著巨大的關注和壓力”。

– 理查德-科維，一號維修任務太空人

1 號服務任務就是解決方案。太空梭上載有寬視野行星照相機2（WFPC2）和校正光學太空望遠鏡軸向更換裝置（COSTAR），以及用於升級望遠鏡的其他關鍵零件。WFPC2 負責拍攝望遠鏡具有視覺衝擊力的影像，其內建的校正光學元件可彌補鏡面缺陷，並將取代哈伯發射時使用的寬視野/行星相機。COSTAR 是一個冰箱大小的部件，內含一組反射鏡，有些只有美國鎳幣大小，目的是將光線校正並重新定向到望遠鏡的其他相機和攝譜儀。

太空人凱瑟琳-桑頓（Kathryn C. Thornton）在哈伯太空望遠鏡維修任務1 的第四次太空行走中握住工具，執行維修任務。資料來源：美國國家航空暨太空總署

太空梭上的七名太空人意識到，他們肩上擔負的不僅是哈伯的命運，還有大眾對美國太空總署及其太空計畫的看法。

「哈伯望遠鏡的倡導者、已故天體物理學家約翰-巴考爾（John Bahcall）是哈伯望遠鏡科學工作小組的成員之一，他在1993 年對《紐約時報》說：”如果哈伯望遠鏡的維修失敗了，那麼在可預見的未來，我們就可以放棄太空科學了。”

圖片來源：NASA 戈達德太空飛行中心；主要製作人：Grace Weikert： 格蕾絲-魏克特

2023 年12 月2 日，美國國家航空暨太空總署（NASA）將紀念”維修任務1″（Servicing Mission 1）30 週年，它成功地將哈伯望遠鏡變成了NASA 最偉大的勝利之一：人類在逆境中發揮聰明才智的光輝典範。

在有史以來最複雜的一次太空行走任務中，太空人進行了五次艙外活動，總時長超過35 小時。他們拆除了高速光度計儀器，增加了COSTAR，並將原來的寬視野/行星相機換成了寬視野和行星相機2。他們還安裝了其他關鍵部件，以升級望遠鏡。

維修任務1 的機組人員在太空梭上合影。前排從左到右依序是瑞士科學家、任務專家克勞德-尼科里耶（Claude Nicollier），飛行員肯尼斯-鮑爾索克斯（Kenneth D. Bowersox）和任務指揮官理查德-科維（Richard O. Covey）。後排是這次飛行的太空行走人員： F. Story Musgrave，酬載指揮官；Jeffrey A. Hoffman，任務專家；Kathryn D. Thornton，任務專家；Thomas D. Akers，任務專家。資料來源：美國國家航空暨太空總署

1993 年12 月18 日凌晨1 點，也就是任務結束大約一周後，天文學家們聚集在巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的電腦旁，目睹瞭望遠鏡拍攝的第一幅新圖像：一顆恆星在圖像中閃耀著清晰純淨的光芒，沒有了哈伯有缺陷的鏡面所帶來的朦朧感。新影像的差異如此之大，以至於儘管望遠鏡需要大約13週的調整才能達到其全部功能，美國太空總署還是提前發布了這些影像。SM1期間的哈伯首席科學家埃德-韋勒（Ed Weiler）在1994年1月的新聞發布會上說：”它的修復成功以至於超出了我們的想像。””

“這張照片出現時人們臉上的表情–這是一台老式的[陰極射線]顯像管型電視機。它需要一段時間才能形成，但越來越清晰，越來越清晰。每個人都開始大喊大叫”。

– Ed Weiler，SM1期間的哈伯首席科學家

螺旋星系M100 的影像顯示了哈伯的視野在寬視野/行星相機與其替代儀器寬視野和行星相機2 之間的改進。圖片來源：NASA、STScI

馬裡蘭州參議員芭芭拉-米庫爾斯基（Barbara Mikulski）曾為哈伯的發展不遺餘力地奔走呼號，她在1月13日的新聞發布會上第一個向公眾展示了新的圖像。她說：”我今天很高興地宣布，在經歷了1990年的發射和之前的一些失望之後，哈伯的麻煩已經過去了。”

儘管一號維修任務因解決了哈伯望遠鏡模糊的視覺問題而為人們所熟知，但它還完成了許多其他任務，幫助哈伯望遠鏡轉變成了今天的天文強國。

參議員芭芭拉-米庫爾斯基（Barbara Mikulski）在1993 年1 月13 日宣布任務成功的新聞發布會上展示了一張圖片，顯示了在COSTAR 安裝之前拍攝的恆星圖像與服務任務1之後拍攝的同一恆星影像之間的差異。資料來源：美國國家航空暨太空總署

當維修任務1 發射時，望遠鏡的陀螺儀–哈伯望遠鏡轉向和定點所需的精密設備–已經出現故障。哈伯望遠鏡上的六個陀螺儀中有三個發生了故障。另外三個陀螺儀（通常作為備用）仍在工作，這是哈伯繼續收集科學數據所需的最低數量。太空人更換了四個陀螺儀，這項修復措施將幫助望遠鏡平穩運行數年。

在哈伯進入軌道的早期，美國太空總署發現，當望遠鏡進出陽光照射的空間時，望遠鏡的太陽能電池陣列會在冷熱交替的空間中過度膨脹和收縮，導致它們振動。這迫使工程師使用哈伯的運算能力來補償”抖動”，從而減少了觀測時間。太空人用新的太陽能電池陣列替換了哈伯的太陽能電池陣列，使自然抖動降低到可接受的水平。

太空人也進行了增強措施，其重要性在一年後變得顯而易見：用協處理器和相關記憶體升級哈伯的飛行電腦。就在1994 年解體的舒梅克-列維9 號彗星與木星相撞的幾週前，由於主電腦記憶體單元出現問題，哈伯進入了保護性的”安全模式”。工程師利用協處理器的記憶體解決了問題，拍攝了氣態巨行星被彗星碎片撞擊的驚人影像。

1994 年7 月，哈伯太空望遠鏡準備使用其新固定的光學系統觀測本世紀最令人印象深刻的天文事件之一–舒梅克-列維9 號彗星的21 塊碎片撞擊木星，但這些觀測幾乎沒有發生。資料來源：美國國家航空暨太空總署戈達德太空飛行中心

維修任務1 的影響遠遠超出了哈伯的範圍。這次任務展示了可以在太空中完成的任務，證明了人類有能力在軌道上完成高度複雜的工作。從哈伯的培訓和維修工作本身中學到的經驗教訓將在其他太空人任務中得到借鑒，包括1997-2009 年期間對哈伯的後續四次維修訪問。對哈伯的這些額外任務將使安裝新的尖端儀器、修理現有科學儀器和更換關鍵硬體成為可能，使哈伯保持在天文物理學探索的最前沿。

此外，從維修任務1 中汲取的經驗教訓對國際太空站的工作以及尚未執行的任務具有指導意義。美國國家航空暨太空總署太空運行任務局副局長肯尼思-鮑爾索克斯（Kenneth Bowersox）說：”在那裡開發的許多知識直接應用於國際太空站的建設，並將應用於我們將來在[未來的軌道月球太空站]’蓋特威’所做的工作。這將適用於我們在月球和深空所做的事情，包括前往火星和更遠的地方。這一切都息息相關。”

為了慶祝第一次維修任務，美國國家航空暨太空總署將在未來兩週內發布一系列視頻，介紹主要參與者–太空人、科學家、工程師等–回顧當時的鬥爭和勝利，以及哈伯和SM1對他們生活產生的情感和個人影響。