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最著名的天文望遠鏡
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最著名的天文望遠鏡是哈勃空間望遠鏡。哈勃空間望遠鏡(英語:Hubble Space Telescope,縮寫:HST)是以著名天文學家、美國芝加哥大學天文學博士愛德溫·哈勃為名,在地球軌道上并且圍繞地球的太空空間望遠鏡,它于1990年4月24日在美國肯尼迪航天中心由“發現者”號航天飛機成功發射。哈勃空間望遠鏡的位置在地球的大氣層之上,因此影像不會受到大氣湍流的擾動,視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光,還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線,是天文史上最重要的儀器之一。類型屬于光學望遠鏡。
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發展歷史

規劃設計

哈勃(bo)空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)歷史可以追溯至1946年(nian)天(tian)(tian)文(wen)(wen)學家萊曼·斯必澤(ze)(Lyman Spitzer, Jr.)所(suo)提出的(de)(de)(de)(de)論(lun)文(wen)(wen):《在(zai)(zai)(zai)(zai)地(di)球之外(wai)的(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)(wen)觀測優勢》。在(zai)(zai)(zai)(zai)文(wen)(wen)中(zhong),他(ta)指出在(zai)(zai)(zai)(zai)太空(kong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)(wen)臺有兩項優于地(di)面天(tian)(tian)文(wen)(wen)臺的(de)(de)(de)(de)性能。首(shou)先,角(jiao)(jiao)分(fen)(fen)辨率(物體能被(bei)清(qing)楚分(fen)(fen)辨的(de)(de)(de)(de)最(zui)小(xiao)分(fen)(fen)離角(jiao)(jiao)度(du))的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)限(xian)(xian)(xian)將只(zhi)受限(xian)(xian)(xian)于衍射,而(er)不是由造成(cheng)星光閃爍(shuo)、動蕩不安的(de)(de)(de)(de)大(da)氣所(suo)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)視象度(du)。在(zai)(zai)(zai)(zai)當時,以地(di)面為基地(di)的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡解析力(li)只(zhi)有0.5-1.0弧(hu)秒,相較下,只(zhi)要口徑2.5米的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡就(jiu)能達到(dao)理(li)論(lun)上衍射的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)限(xian)(xian)(xian)值0.1弧(hu)秒。其次,在(zai)(zai)(zai)(zai)太空(kong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡可以觀測被(bei)大(da)氣層吸收(shou)殆(dai)盡的(de)(de)(de)(de)紅外(wai)線和紫(zi)外(wai)線。

斯必澤以(yi)空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)為事業,致力于空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)推展。在(zai)1962年(nian),美國國家科學院在(zai)一份報告(gao)中推薦空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)作為發展太空計劃的(de)(de)一部(bu)分(fen),在(zai)1965年(nian),斯必澤被任命(ming)為一個科學委(wei)(wei)員(yuan)會(hui)的(de)(de)主任委(wei)(wei)員(yuan),該委(wei)(wei)員(yuan)會(hui)的(de)(de)目的(de)(de)就是建造(zao)一架空間望(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)。

在(zai)第二次(ci)世(shi)界大戰(zhan)時(shi),科學(xue)家(jia)利(li)用發(fa)展(zhan)火(huo)箭(jian)技(ji)術的(de)(de)同(tong)時(shi),曾經小規模的(de)(de)嘗試過(guo)以(yi)太(tai)空為基地的(de)(de)天文(wen)學(xue)。在(zai)1946年(nian),首(shou)度觀(guan)察到了(le)太(tai)陽的(de)(de)紫外(wai)線光(guang)譜。英國(guo)在(zai)1962年(nian)發(fa)射了(le)太(tai)陽望遠(yuan)鏡放置在(zai)軌道上,做(zuo)為亞利(li)安太(tai)空計劃(hua)的(de)(de)一部分(fen)。1966年(nian)NASA進行(xing)了(le)第一個(ge)軌道天文(wen)臺(OAO)任務(wu),但第一個(ge)OAO的(de)(de)電(dian)池在(zai)三(san)天后就失效,中止了(le)這(zhe)項任務(wu)了(le)。第二個(ge)OAO在(zai)1968至1972年(nian)對恒(heng)星和星系進行(xing)了(le)紫外(wai)線的(de)(de)觀(guan)測(ce),比原先的(de)(de)計劃(hua)多(duo)工作了(le)一年(nian)的(de)(de)時(shi)間(jian)。

軌道天(tian)文(wen)(wen)臺(tai)任(ren)務展(zhan)示了以太(tai)空為(wei)基地的(de)天(tian)文(wen)(wen)臺(tai)在(zai)(zai)天(tian)文(wen)(wen)學(xue)上扮(ban)演的(de)重要角(jiao)色,因(yin)此在(zai)(zai)1968年NASA確定了在(zai)(zai)太(tai)空中建造直徑3米反射望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)計(ji)(ji)(ji)(ji)劃,當時(shi)暫時(shi)的(de)名稱(cheng)是(shi)大型(xing)軌道望(wang)遠(yuan)鏡(jing)或(huo)大型(xing)空間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(LST),預計(ji)(ji)(ji)(ji)在(zai)(zai)1979年發(fa)(fa)射。這個計(ji)(ji)(ji)(ji)劃強調須要有人進入(ru)太(tai)空進行維護,才能確保這個所費不貸(dai)的(de)計(ji)(ji)(ji)(ji)劃能夠(gou)延續(xu)夠(gou)長的(de)工作(zuo)時(shi)間;并且同步發(fa)(fa)展(zhan)可以重復使用的(de)航天(tian)飛機技(ji)術,才能使前項計(ji)(ji)(ji)(ji)劃成為(wei)可行的(de)計(ji)(ji)(ji)(ji)劃。

資金需求

軌道天文(wen)臺計(ji)劃(hua)的成功,鼓舞(wu)了(le)(le)越(yue)來越(yue)強的公眾(zhong)輿論支持,大(da)型空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)應該(gai)是(shi)天文(wen)學領域(yu)內重要(yao)(yao)的目標(biao)。在(zai)1970年NASA設立(li)了(le)(le)兩個(ge)委員會,一個(ge)規劃(hua)空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的工程,另一個(ge)研(yan)究空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)任務的科學目標(biao)。在(zai)這之后,NASA下一個(ge)需要(yao)(yao)排除(chu)的障礙就(jiu)是(shi)資金(jin)的問(wen)題,因為這比(bi)任何一個(ge)地面上的天文(wen)臺所(suo)耗費的資金(jin)都(dou)要(yao)(yao)龐大(da)許(xu)多倍。美國(guo)的國(guo)會對空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的預算需求(qiu)提出了(le)(le)許(xu)多的質疑(yi),為了(le)(le)與裁軍所(suo)需要(yao)(yao)的預算對抗,當時就(jiu)詳細的列出了(le)(le)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的硬件需求(qiu)以及后續發展(zhan)所(suo)需要(yao)(yao)的儀(yi)器。在(zai)1974年,在(zai)裁減政府開支的鼓動下,杰拉爾德·福特剔除(chu)了(le)(le)所(suo)有進(jin)行空(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的預算。

為回(hui)應此,天文學(xue)家(jia)協調了(le)全(quan)國(guo)性的(de)(de)游說努力。許多(duo)天文學(xue)家(jia)親(qin)自前往拜(bai)會(hui)眾(zhong)議(yi)員和(he)參(can)議(yi)員,并且進行了(le)大規模(mo)的(de)(de)信件和(he)文字宣傳。國(guo)家(jia)科(ke)學(xue)院(yuan)(yuan)出版的(de)(de)報告也強調空間(jian)望遠鏡的(de)(de)重要性,最后參(can)議(yi)院(yuan)(yuan)決(jue)議(yi)恢(hui)復原先被國(guo)會(hui)刪(shan)除(chu)的(de)(de)一(yi)半預算。

資金的(de)(de)(de)(de)(de)縮減導致(zhi)目標項目的(de)(de)(de)(de)(de)減少(shao),鏡(jing)(jing)片的(de)(de)(de)(de)(de)口徑也(ye)由3米縮為(wei)(wei)2.4米,以降低成本和(he)更有效與緊密(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)配置望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)硬(ying)件。原先(xian)計(ji)劃(hua)做為(wei)(wei)先(xian)期測試(shi),放置在(zai)(zai)衛星上的(de)(de)(de)(de)(de)1.5米空間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)也(ye)被取(qu)消了,對預算表示關切的(de)(de)(de)(de)(de)歐洲航天(tian)局也(ye)成為(wei)(wei)共同合作(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)伙伴。歐洲航天(tian)局同意提供經(jing)費和(he)一(yi)些望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)上需要的(de)(de)(de)(de)(de)儀器,像(xiang)是做為(wei)(wei)動力來源的(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能電池,回饋的(de)(de)(de)(de)(de)是歐洲的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)文學(xue)(xue)家(jia)(jia)可(ke)以使用不少(shao)于15%的(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)觀測時間(jian)。在(zai)(zai)1978年,美(mei)(mei)國國會撥付了36,000,000元美(mei)(mei)金,讓大型空間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)開始設計(ji),并計(ji)劃(hua)在(zai)(zai)1983年發射升空。在(zai)(zai)1980年初(chu),望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)被命為(wei)(wei)哈勃,以紀念在(zai)(zai)20世紀初(chu)期發現宇宙(zhou)膨脹的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)文學(xue)(xue)家(jia)(jia)艾德溫·哈勃。

設計制造

空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡(jing)的計劃一經批準,計劃就被分割成許(xu)多子(zi)計劃分送各機關執(zhi)行(xing)。馬歇爾太空(kong)(kong)飛行(xing)中心(xin)(MSFC)負責設(she)計、發(fa)展和建(jian)造望(wang)遠鏡(jing),金石(shi)太空(kong)(kong)飛行(xing)中心(xin)(GSFC)負責科學儀器的整體控制和地面(mian)的任務控制中心(xin)。馬歇爾太空(kong)(kong)飛行(xing)中心(xin)委托珀(po)金埃(ai)爾默設(she)計和制造空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡(jing)的光學組件,還(huan)有精密定位傳感器(FGS),洛克希(xi)德被委托建(jian)造安裝望(wang)遠鏡(jing)的太空(kong)(kong)船。

組合安裝

望遠鏡(jing)(jing)(jing)的鏡(jing)(jing)(jing)子和光(guang)學系統是最關鍵的部分,因此在(zai)設計(ji)上有很嚴(yan)格的規范。一般的望遠鏡(jing)(jing)(jing),鏡(jing)(jing)(jing)子在(zai)拋光(guang)之(zhi)后的準確(que)(que)性(xing)大約(yue)是可見光(guang)波長的十(shi)(shi)分之(zhi)一,但是因為空(kong)間望遠鏡(jing)(jing)(jing)觀測的范圍是從紫外(wai)(wai)線到近紅外(wai)(wai)線,所以需要(yao)比以前的望遠鏡(jing)(jing)(jing)更(geng)高十(shi)(shi)倍(bei)的解析(xi)力,它的鏡(jing)(jing)(jing)子在(zai)拋光(guang)后的準確(que)(que)性(xing)達(da)到可見光(guang)波長的二十(shi)(shi)分之(zhi)一,也就(jiu)是大約(yue)30納米。

珀金(jin)埃(ai)爾(er)默刻意使用(yong)極(ji)端(duan)(duan)復雜的電(dian)腦控(kong)制拋光機研(yan)磨(mo)鏡(jing)子,但(dan)卻在最尖端(duan)(duan)的技(ji)術上出了(le)問(wen)題(ti);柯達被(bei)委(wei)托使用(yong)傳統的拋光技(ji)術制作一(yi)個(ge)備用(yong)的鏡(jing)子(柯達的這(zhe)面(mian)鏡(jing)子永(yong)久保存在史密松(song)寧學會(hui))。1979年,珀金(jin)埃(ai)爾(er)默開(kai)始磨(mo)制鏡(jing)片,使用(yong)的是(shi)超低(di)膨脹玻(bo)璃(li),為了(le)將鏡(jing)子的重量降至最低(di),采用(yong)蜂窩格子,只有表面(mian)和底(di)面(mian)各一(yi)吋是(shi)厚(hou)實的玻(bo)璃(li)。

鏡子的(de)拋光從1979年開始持續(xu)到(dao)1981年5月,拋光的(de)進度已經(jing)落后并且超過了(le)預算,這時NASA的(de)報告(gao)才開始對珀金埃爾默的(de)管(guan)理結構(gou)質疑。為了(le)節約經(jing)費,NASA停(ting)止支援鏡片(pian)的(de)制作,并且將發(fa)射日期(qi)延(yan)后至1984年10月。鏡片(pian)在1981年底全(quan)部完成,并且鍍上(shang)了(le)75納(na)米(mi)厚(hou)(hou)的(de)鋁增強反射,和25納(na)米(mi)厚(hou)(hou)的(de)鎂氟(fu)保護層。

因為(wei)在(zai)(zai)光學(xue)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)組合上的(de)(de)(de)預(yu)算持(chi)(chi)續(xu)膨(peng)脹,進(jin)度(du)也落后(hou)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下,對(dui)珀金埃爾(er)(er)默(mo)能否勝任(ren)后(hou)續(xu)工作的(de)(de)(de)質疑繼續(xu)存在(zai)(zai)。為(wei)了回應(ying)被描述成“未定(ding)案和(he)善變的(de)(de)(de)日(ri)報表”,NASA將發(fa)(fa)射的(de)(de)(de)日(ri)期再(zai)延(yan)(yan)(yan)至(zhi)1985年的(de)(de)(de)4月(yue)。但是,珀金埃爾(er)(er)默(mo)的(de)(de)(de)進(jin)度(du)持(chi)(chi)續(xu)地以(yi)每季增加一個(ge)(ge)月(yue)的(de)(de)(de)速(su)率惡化(hua)中(zhong),時間(jian)上的(de)(de)(de)延(yan)(yan)(yan)遲(chi)也出現了每個(ge)(ge)工作天都在(zai)(zai)持(chi)(chi)續(xu)落后(hou)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)。NASA被迫延(yan)(yan)(yan)后(hou)發(fa)(fa)射日(ri)期,先延(yan)(yan)(yan)至(zhi)1986年3月(yue),然(ran)后(hou)又(you)延(yan)(yan)(yan)至(zhi)1986年9月(yue)。這時整個(ge)(ge)計劃(hua)的(de)(de)(de)總花費已經高達美金11億(yi)7500萬。

安置望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)和儀器的(de)(de)太空船(chuan)是主要工(gong)程上的(de)(de)另一(yi)個挑戰。它必須能勝任(ren)與抵擋(dang)在陽光與地球的(de)(de)陰影之間(jian)頻繁進出(chu)所造成的(de)(de)溫度變化,還要極端的(de)(de)穩(wen)定并能長(chang)間(jian)的(de)(de)將望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)精確(que)的(de)(de)對(dui)準(zhun)目標。以多層絕(jue)緣材料制(zhi)成的(de)(de)遮(zhe)蔽物能使望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)內部的(de)(de)溫度保持穩(wen)定,并且以輕質(zhi)的(de)(de)鋁殼(ke)包圍住(zhu)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)和儀器的(de)(de)支架(jia)。在外(wai)殼(ke)之內,石墨(mo)環氧(yang)的(de)(de)框架(jia)將校(xiao)準(zhun)好的(de)(de)工(gong)作儀器牢固的(de)(de)固定住(zhu)。

有一段(duan)時間(jian)用于安置儀器和望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)太(tai)空(kong)船(chuan)在(zai)建(jian)造上比光學望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)組(zu)合來(lai)得順利(li),但洛(luo)克希(xi)德仍(reng)然經歷了預算(suan)不(bu)足和進(jin)度(du)的(de)(de)(de)落后(hou),在(zai)1985年的(de)(de)(de)夏天之前(qian),太(tai)空(kong)船(chuan)的(de)(de)(de)進(jin)度(du)落后(hou)了5個(ge)月,而預算(suan)超出(chu)了30%。馬歇爾太(tai)空(kong)飛行中心的(de)(de)(de)報告(gao)認為洛(luo)克希(xi)德在(zai)太(tai)空(kong)船(chuan)的(de)(de)(de)建(jian)造上沒有采取主動,而且過度(du)依賴NASA的(de)(de)(de)指導。

在1983年,空(kong)間望遠鏡(jing)科學(xue)協(xie)會(STScI)在經歷(li)NASA與(yu)科學(xue)界之間的(de)(de)權力爭奪后成(cheng)立。空(kong)間望遠鏡(jing)科學(xue)協(xie)會隸屬于美國(guo)大(da)學(xue)天(tian)文研究(jiu)聯盟(meng) (AURA),這是由32個美國(guo)大(da)學(xue)和7個國(guo)際會員組成(cheng)的(de)(de)單位,總部坐落在馬里(li)蘭州巴爾(er)地摩的(de)(de)約(yue)翰(han)·霍(huo)普金斯(si)大(da)學(xue)校園內。

空(kong)間望(wang)遠鏡科(ke)(ke)學(xue)協會(hui)負(fu)責空(kong)間望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)操作(zuo)和將數據(ju)交付給天文學(xue)家。美國(guo)國(guo)家航空(kong)航天局(ju)(NASA)想將之(zhi)做為內部的(de)(de)(de)組織,但是(shi)科(ke)(ke)學(xue)家依(yi)據(ju)科(ke)(ke)學(xue)界的(de)(de)(de)做法將之(zhi)規(gui)劃(hua)創(chuang)立成研究單位,由(you)NASA位在馬里蘭州綠堤,空(kong)間望(wang)遠鏡科(ke)(ke)學(xue)協會(hui)南方48公(gong)里,的(de)(de)(de)哥達德太空(kong)飛行中心和承包廠商提(ti)供工程上(shang)的(de)(de)(de)支援。哈勃望(wang)遠鏡每天24小時(shi)不間斷的(de)(de)(de)運作(zuo),由(you)四個(ge)工作(zuo)團隊輪流負(fu)責操作(zuo)。

空間望(wang)遠鏡歐洲協調(diao)機(ji)構于1984年設立在德(de)國(guo)鄰近慕尼黑(hei)的(de)Garching bei München,為歐洲的(de)天文學家提供(gong)相似的(de)支援。

維護改進

1993年

在1990年4月哈(ha)勃空間望遠(yuan)鏡發射升(sheng)空的(de)數星期后(hou),研(yan)究人員(yuan)發現從哈(ha)勃空間望遠(yuan)鏡傳(chuan)回來(lai)的(de)圖(tu)片有(you)嚴(yan)重的(de)問題(ti),獲得的(de)最佳圖(tu)像(xiang)品(pin)質也遠(yuan)低于(yu)當初(chu)的(de)期望:點源的(de)影像(xiang)被擴散成(cheng)超過一(yi)弧秒(miao)半徑的(de)圓。

通過對(dui)圖樣缺陷(xian)的分析顯(xian)示,問題來源于(yu)(yu)主鏡(jing)的形狀(zhuang)被(bei)磨錯(cuo)了。雖然這(zhe)個(ge)差(cha)異小(xiao)于(yu)(yu)光的1/20波長, 鏡(jing)面(mian)與需(xu)要的位(wei)置只差(cha)了微(wei)不足道的2微(wei)米(mi),但這(zhe)個(ge)差(cha)別造成了災難性的球面(mian)像(xiang)差(cha)。這(zhe)樣來自鏡(jing)面(mian)邊緣的反射光不能聚集(ji)在(zai)與中(zhong)央的反射光相(xiang)同的焦點上。

1993年,奮進號執行了對哈(ha)勃空間(jian)望遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)第一(yi)次維修(xiu),研究人員(yuan)設計一(yi)個有相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)球面像差(cha),但功效相(xiang)(xiang)反的(de)(de)(de)光(guang)學系統來(lai)抵消(xiao)錯誤,相(xiang)(xiang)當于(yu)配上一(yi)副能改正(zheng)球面像差(cha)的(de)(de)(de)眼鏡。用來(lai)改正(zheng)球面像差(cha)的(de)(de)(de)儀(yi)器稱為空間(jian)望遠(yuan)鏡光(guang)軸補償校正(zheng)光(guang)學(COSTAR)。為了給COSTAR在望遠(yuan)鏡內提供(gong)位置,必須移除其中一(yi)件儀(yi)器,天文(wen)學家的(de)(de)(de)選(xuan)擇是犧牲高(gao)速光(guang)度計。

除此(ci)之外,廣(guang)(guang)域和(he)行星照相(xiang)機被(bei)第二(er)代(dai)(dai)廣(guang)(guang)域和(he)行星照相(xiang)機以及內部的(de)(de)光學更新系統取(qu)代(dai)(dai)。另外,太陽(yang)能板(ban)和(he)驅動的(de)(de)電子(zi)(zi)設備、四個(ge)用于望遠鏡定位的(de)(de)陀螺儀、二(er)個(ge)控(kong)制盤、二(er)個(ge)磁(ci)力計和(he)其他的(de)(de)電子(zi)(zi)組件也被(bei)更換。

1997年

1997年2月,發現號在STS-82航(hang)次中執行了第二次維(wei)修任(ren)務。用 空(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡攝(she)譜(pu)儀(STIS)和(he)近紅外線照(zhao)相機和(he)多目標(biao)分光(guang)儀(NICMOS)替(ti)換掉(diao)戈拉德高解析攝(she)譜(pu)儀(GHRS)和(he)暗天體攝(she)譜(pu)儀(FOS)。修護絕(jue)熱毯(tan),再提升哈勃的(de)軌道。

在(zai)維修中出現(xian)的(de)(de)意外縮短了儀器的(de)(de)使用年(nian)限。安裝后吸熱(re)(re)器的(de)(de)部(bu)分熱(re)(re)擴散意料之(zhi)外地進入光學擋板,這額外增加的(de)(de)熱(re)(re)量導致儀器的(de)(de)壽命(ming)由原先期望的(de)(de)4.5年(nian)縮短為2年(nian)。

1999年

第三次維護(hu)任務仍然由發現號在(zai)1999年12月的(de)(de)(de)STS-103航次中執(zhi)行。在(zai)這次維護(hu)中更(geng)換了(le)全部(bu)的(de)(de)(de)六臺(tai)陀(tuo)螺儀,也更(geng)換了(le)一個精細導星傳(chuan)感器和計算(suan)機,安(an)裝一套(tao)組裝好(hao)的(de)(de)(de)電壓(ya)/溫度改善工具(VIK)以防止電池的(de)(de)(de)過(guo)熱,更(geng)換絕熱的(de)(de)(de)毯子。新的(de)(de)(de)計算(suan)器是(shi)能在(zai)低(di)溫輻(fu)射(she)下運作的(de)(de)(de)英特爾486,可以執(zhi)行一些過(guo)去(qu)必(bi)須在(zai)地面處理的(de)(de)(de)與太空船(chuan)有(you)關的(de)(de)(de)計算(suan)工作。

2002年

第(di)四次(ci)(ci)維護任務由哥倫(lun)比亞號在2002年(nian)3月的(de)(de)STS-109航次(ci)(ci)執行,用先進(jin)巡天照相機(ACS)替換了暗天體照相機(FOC),更換了新的(de)(de)冷(leng)卻系(xi)統和太(tai)陽能(neng)板。哈勃的(de)(de)配電系(xi)統也被更新了,這是哈勃空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)升(sheng)空(kong)之(zhi)后,首度能(neng)完全的(de)(de)應(ying)用所(suo)獲得的(de)(de)電力。

2008年

在原本(ben)安(an)排(pai)在2008年(nian)8月(yue)維修任(ren)(ren)(ren)務(wu)中,航天員將更換新的(de)電(dian)池和(he)陀(tuo)螺(luo)儀(yi)(yi),更換精細導(dao)星傳(chuan)感器(FGS)并修理空(kong)間望(wang)(wang)遠鏡影像攝譜儀(yi)(yi)(STIS)。并在保留先(xian)進巡天照相(xiang)機(ji)的(de)同時,安(an)裝二(er)臺新的(de)儀(yi)(yi)器:宇宙起源頻譜儀(yi)(yi)和(he)第三(san)代(dai)廣域照相(xiang)機(ji)。然而NASA于2008年(nian)9月(yue)宣布哈(ha)勃空(kong)間望(wang)(wang)遠鏡上的(de)數據(ju)處理系(xi)統出現(xian)嚴重故(gu)障,無(wu)法正常存儲觀測數據(ju)并傳(chuan)回地球,而且(qie)由于哈(ha)勃太空(kong)任(ren)(ren)(ren)務(wu)高度與國際太空(kong)站距(ju)離(li)十(shi)分遠,太空(kong)人在緊(jin)急情況下未能找到有效安(an)全避難處,這使得(de)維護哈(ha)勃望(wang)(wang)遠鏡變為一項極度危險(xian)的(de)任(ren)(ren)(ren)務(wu)。

2009年

美國(guo)東部時間(jian)(jian)2009年5月11日(ri)14點(dian)01分,美國(guo)“阿特蘭蒂(di)斯(si)”號航天飛機從佛羅里達州(zhou)肯尼迪航天中心發射升空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)。在此次(ci)(ci)太空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)之(zhi)旅中,機上的(de)(de)7名宇航員通(tong)過5次(ci)(ci)太空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)行(xing)走(zou)對(dui)哈(ha)勃(bo)太空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)望(wang)遠鏡進(jin)行(xing)了(le)最后一次(ci)(ci)維護(hu),為(wei)其更(geng)換(huan)了(le)大(da)量設(she)備和輔(fu)助(zhu)儀(yi)器(qi)(qi),這(zhe)些更(geng)新主要包括:用(yong)第(di)三代廣域(yu)照相機(WFC3)取代WFPC2;安(an)(an)裝新的(de)(de)宇宙起源頻譜儀(yi)(COS)、取回該處的(de)(de)COSTAR光(guang)學矯(jiao)正系統(tong);修(xiu)復損壞的(de)(de)先進(jin)巡天照相機(ACS);修(xiu)復損壞的(de)(de)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠鏡攝(she)譜儀(yi)(STIS);替(ti)換(huan)損壞的(de)(de)精細(xi)導(dao)星傳感器(qi)(qi)(FGS);更(geng)換(huan)科學儀(yi)器(qi)(qi)指令和數據(ju)處理系統(tong)(SIC&DH);更(geng)換(huan)全部的(de)(de)電池模組;更(geng)換(huan)所有的(de)(de)6個陀(tuo)螺儀(yi)和3組定位傳感器(qi)(qi)(RSU);更(geng)換(huan)對(dui)接環、安(an)(an)裝全新的(de)(de)絕熱(re)毯(NBOL)、補充(chong)制冷劑(ji)等等。而(er)這(zhe)將會(hui)是哈(ha)勃(bo)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠鏡最后一次(ci)(ci)的(de)(de)維護(hu)任務,會(hui)將哈(ha)勃(bo)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠鏡的(de)(de)壽命延長(chang)至2013年后。屆(jie)時發射的(de)(de)詹(zhan)姆(mu)斯(si)·韋伯空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠鏡能(neng)接續(xu)哈(ha)勃(bo)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠鏡的(de)(de)天文任務。

設計原理

大氣層中的大氣湍流與散射,以及會吸收紫外線的臭氧層,這些因素(su)都(dou)限定了地(di)面上望(wang)遠(yuan)鏡(jing)做進一步的(de)觀測。太空(kong)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)出現使天文(wen)學家(jia)成(cheng)功(gong)地(di)擺脫地(di)面條件的(de)限制,并獲得更加清晰與更廣泛(fan)波(bo)段的(de)觀測圖像。

空間望遠鏡的概念最早(zao)出現上個世(shi)(shi)紀(ji)40年代(dai),但一直到上個世(shi)(shi)紀(ji)90年代(dai),哈勃空間望遠鏡才正式發射升空,并觀測迄今。

哈(ha)勃(bo)空(kong)(kong)間望遠鏡屬于美國航空(kong)(kong)航天局(ju)(ju)(NASA)與歐洲航天局(ju)(ju)(ESA)的合作(zuo)項目(mu)(mu),其(qi)主要目(mu)(mu)標是建立一(yi)個(ge)能長期在太空(kong)(kong)中進行觀測的軌道(dao)天文臺。它的名字來(lai)源于美國著(zhu)名天文學家(jia)埃德(de)溫·哈(ha)勃(bo)。

1990年4月25日(ri),由(you)美(mei)(mei)國航天飛機送(song)上太空(kong)軌道的(de) “哈勃(bo)”望(wang)遠(yuan)鏡長13.3米(mi),直徑(jing)4.3米(mi),重11.6噸,造價(jia)近30億美(mei)(mei)元。它以(yi)2.8萬公里的(de)時速(su)沿太空(kong)軌道運(yun)行,清晰度(du)是地(di)面(mian)天文(wen)望(wang)遠(yuan)鏡的(de)10倍以(yi)上。同時,由(you)于沒有大氣湍流(liu)的(de)干擾,它所獲得的(de)圖像和(he)光譜具有極高的(de)穩定性和(he)可重復性。

哈(ha)勃(bo)空間望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)得(de)到的(de)數(shu)(shu)據(ju)首先被儲存(cun)在航天器中(zhong)。在哈(ha)勃(bo)空間望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)最(zui)開(kai)始發射時,儲存(cun)數(shu)(shu)據(ju)設施是老(lao)式的(de)卷帶式錄音機(ji)。但這(zhe)些設備在之后(hou)的(de)維(wei)修任(ren)務中(zhong)得(de)到了替換。每天哈(ha)勃(bo)空間望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)大約(yue)分兩(liang)次將數(shu)(shu)據(ju)傳送(song)(song)至地球同步軌道(dao)跟蹤與數(shu)(shu)據(ju)中(zhong)繼(ji)衛星系統,然后(hou)數(shu)(shu)據(ju)再(zai)被繼(ji)續發送(song)(song)至位(wei)于新墨西哥(ge)的(de)白沙(sha)測試(shi)設備,通過位(wei)于白沙(sha)測試(shi)設備的(de)60英尺(18米(mi))直徑的(de)高增益微波電線之一,信息最(zui)后(hou)被傳送(song)(song)到戈達德(de)太空飛行中(zhong)心和太空望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)科學研究所處存(cun)檔。

傳送來的數據(ju)(ju)必須要經過一系列處理(li)才能(neng)為天(tian)文學家所用。空間望遠鏡研究(jiu)所開發了一套軟件,能(neng)夠自動地對數據(ju)(ju)進行校正。然后空間望遠鏡研究(jiu)所將利用STSDAS (Space Telescope Science Data Analysis System) 軟件來選(xuan)取(qu)所需要的數據(ju)(ju)。

哈(ha)勃(bo)(bo)望遠鏡(jing)幫助科學家(jia)對宇宙的(de)研究有了更深的(de)了解。然而,由于美國(guo)航空(kong)(kong)航天局將(jiang)哈(ha)勃(bo)(bo)SM4確(que)定為最(zui)后一次維(wei)修(xiu)任(ren)務(wu),因此,哈(ha)勃(bo)(bo)的(de)退役在即,而它新的(de)繼任(ren)者詹姆斯(si)·韋伯(bo)太空(kong)(kong)望遠鏡(jing)(JWST)將(jiang)發射升空(kong)(kong),并逐步接替哈(ha)勃(bo)(bo)太空(kong)(kong)望遠鏡(jing)的(de)工作。

詹姆斯·韋(wei)伯太空(kong)(kong)(kong)(kong)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(James Webb Space Telescope,縮寫JWST)是(shi)計劃(hua)中的(de)紅外線(xian)觀(guan)測用太空(kong)(kong)(kong)(kong)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)。作為(wei)將于2010年結束觀(guan)測活動的(de)哈(ha)勃(bo)太空(kong)(kong)(kong)(kong)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)后續機,計劃(hua)于2011年發(fa)射(she)升空(kong)(kong)(kong)(kong)。但因為(wei)制造方面(mian)的(de)問題,不得不延遲到2013年升空(kong)(kong)(kong)(kong),因此(ci),哈(ha)勃(bo)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)也不得不冒險進行修補以繼續服役。因為(wei)費用已經(jing)升到了(le)80億美元(yuan),鏡(jing)(jing)片(pian)也已經(jing)從原計劃(hua)的(de)8米縮水(shui)為(wei)6.5米。這視(shi)為(wei)觀(guan)察宇(yu)宙最遙遠(yuan)的(de)地(di)方,也就是(shi)宇(yu)宙大爆炸的(de)第一(yi)縷光線(xian)的(de)最低要(yao)求(qiu)了(le)。系歐(ou)洲空(kong)(kong)(kong)(kong)間局(ESA)和美國宇(yu)航局(NASA)的(de)共(gong)同(tong)運(yun)用計劃(hua),放置(zhi)于太陽-地(di)球的(de)第二拉(la)格朗日點。

2015年4月21日,哈勃望遠(yuan)鏡距離地(di)面約340英里(約合547公里),繞地(di)球公轉一(yi)周耗時97分鐘。 

組成部分

光學系統

望遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)光學部分(fen)是整個(ge)儀(yi)器(qi)的(de)(de)(de)心(xin)(xin)臟。它采用卡塞格林式反(fan)射(she)(she)系(xi)統(tong),由兩(liang)個(ge)雙曲面反(fan)射(she)(she)鏡(jing)(jing)組(zu)成,一個(ge)是口徑2.4米的(de)(de)(de)主(zhu)鏡(jing)(jing)、另一個(ge)是裝(zhuang)在主(zhu)鏡(jing)(jing)前約4.5米處(chu)的(de)(de)(de)副鏡(jing)(jing),口徑0.3米。投射(she)(she)到主(zhu)鏡(jing)(jing)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)光線首先反(fan)射(she)(she)到副鏡(jing)(jing)上(shang)(shang),然后再(zai)由副鏡(jing)(jing)射(she)(she)向主(zhu)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)中心(xin)(xin)孔,穿過(guo)中心(xin)(xin)孔到達(da)主(zhu)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)焦面上(shang)(shang)形(xing)成高質量的(de)(de)(de)圖像,供各種科學儀(yi)器(qi)進行精密處(chu)理,得出來的(de)(de)(de)數據通過(guo)中繼衛星(xing)系(xi)統(tong)發回地面。

廣域和行星照相機

廣域和行星(xing)(xing)照(zhao)(zhao)(zhao)相機(ji)(WF/PC)原先(xian)計劃(hua)是光學觀(guan)(guan)測使用的(de)高(gao)(gao)分(fen)辨率照(zhao)(zhao)(zhao)相機(ji)。由NASA的(de)噴射推進(jin)實驗室制造,附(fu)有一套由48片(pian)光學濾(lv)鏡(jing)組成,可(ke)以(yi)篩選特殊的(de)波段進(jin)行天體物理(li)學的(de)觀(guan)(guan)察(cha)。整套儀器使用8片(pian)CCD,做出(chu)了兩架照(zhao)(zhao)(zhao)相機(ji),每一架使用4片(pian)CCD。廣域照(zhao)(zhao)(zhao)相機(ji)(WFC)因為視野較廣,在(zai)解(jie)像力(li)上有所損失,但可(ke)對光度微(wei)弱的(de)天體進(jin)行全景觀(guan)(guan)測。而(er)行星(xing)(xing)照(zhao)(zhao)(zhao)相機(ji)(PC)行星(xing)(xing)照(zhao)(zhao)(zhao)相機(ji)每個畫(hua)素的(de)解(jie)析力(li)為0.043弧秒,擁有比WFC長的(de)焦距(ju)成像,所以(yi)有較高(gao)(gao)的(de)放大率,可(ke)以(yi)與廣域照(zhao)(zhao)(zhao)相機(ji)互補,用于高(gao)(gao)分(fen)辨率的(de)觀(guan)(guan)測。

在(zai)1993年12月STS-61的(de)維(wei)修任(ren)務中,廣(guang)域和行星照相(xiang)機被(bei)新的(de)第二(er)代替換,為了避免(mian)混(hun)淆(xiao),通常WFPC就是第一(yi)代的(de)廣(guang)域和行星照相(xiang)機,新機稱為WFPC-2。

1995年4月1日(ri)哈勃空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)上(shang)的(de)(de)大視場和行星照相機(ji)2(WFPC2)拍攝了鷹狀星云的(de)(de)照片。就(jiu)像(xiang)(xiang)普通的(de)(de)數碼相機(ji)一樣,WFPC2也使(shi)用電(dian)荷耦合(he)器(qi)件(jian)(CCD)而不(bu)是膠卷來記錄(lu)影(ying)像(xiang)(xiang)。CCD是一個由光(guang)敏器(qi)件(jian)組成的(de)(de)陣列,其中最(zui)小(xiao)的(de)(de)單元被稱為“像(xiang)(xiang)素”。而它的(de)(de)作(zuo)用則是把接收到的(de)(de)光(guang)信號轉化成電(dian)信號。如下面會看到的(de)(de),在得到最(zui)終絢(xuan)麗(li)圖像(xiang)(xiang)的(de)(de)過程(cheng)中最(zui)艱巨的(de)(de)工作(zuo)就(jiu)是從相機(ji)本(ben)身產生的(de)(de)干擾信號中分離出那些有用的(de)(de)信號,并且將這些信號轉化成對天空(kong)中某(mou)一點的(de)(de)位(wei)置和亮度測量。

WFPC2事實上是(shi)由4架相(xiang)機(ji)(ji)組成的(de)——3架大(da)視(shi)場照(zhao)(zhao)相(xiang)機(ji)(ji)(WF)和(he)1架行(xing)星照(zhao)(zhao)相(xiang)機(ji)(ji)(PC1)。除了PC1之(zhi)外,其(qi)余每(mei)架相(xiang)機(ji)(ji)所拍攝的(de)圖像(xiang)都(dou)占(zhan)據了照(zhao)(zhao)片的(de)四分之(zhi)一。而PC1所拍攝的(de)是(shi)局域的(de)放大(da)影像(xiang),這(zhe)(zhe)使得天(tian)文(wen)學家可以在右上角看(kan)(kan)到(dao)局部更微小(xiao)的(de)細(xi)節。但是(shi)最終的(de)圖像(xiang)會先按比例把PC1所拍攝的(de)圖像(xiang)縮小(xiao)到(dao)和(he)其(qi)他3架相(xiang)機(ji)(ji)相(xiang)同(tong)的(de)程度,這(zhe)(zhe)就導致(zhi)了“哈勃”WFPC2所拍攝的(de)照(zhao)(zhao)片總會缺個(ge)角。WFPC2的(de)視(shi)場大(da)約包含了1600×1600個(ge)像(xiang)素,這(zhe)(zhe)使得它大(da)致(zhi)相(xiang)當于(yu)一臺250萬像(xiang)素的(de)數碼相(xiang)機(ji)(ji)。而且(qie)WFPC2所拍攝的(de)圖像(xiang)也不是(shi)真彩(cai)色(se)的(de),不過(guo)它所能(neng)看(kan)(kan)到(dao)的(de)景(jing)象比起彩(cai)色(se)膠卷來更接近于(yu)肉眼(yan)。 

WFPC-2本身也將在第(di)四次(ci)維(wei)修任務(wu)中被在1997年開始研發的(de)WFC-3替換。

戈達德高解析攝譜儀

戈達(da)德(de)高(gao)解析攝譜儀(GHRS)是被(bei)用于紫外線波段的(de)(de)攝譜儀,由(you)戈達(da)德(de)太空(kong)中(zhong)(zhong)心(xin)制造(zao),可以達(da)到90,000的(de)(de)光(guang)(guang)譜分辨率(lv),同時也為FOC和FOS選(xuan)擇適宜觀測的(de)(de)目(mu)標。它舍棄(qi)了CCD,使(shi)用數(shu)位光(guang)(guang)子(zi)計數(shu)器(qi)作為檢測裝置。在1997年2月的(de)(de)哈(ha)勃維護任務中(zhong)(zhong)被(bei)太空(kong)望遠鏡(jing)影(ying)像(xiang)攝譜儀(STIS)取代。

高速光度計

高(gao)(gao)速(su)光(guang)度(du)(du)計(HSP)能(neng)夠快速(su)的(de)(de)測量(liang)天(tian)體的(de)(de)光(guang)度(du)(du)變(bian)化(hua)和(he)偏極性(xing)。它可以每10微秒在紫外線(xian)、可見光(guang)和(he)近(jin)紅外線(xian)的(de)(de)波(bo)段上測量(liang)一(yi)次(ci)光(guang)度(du)(du),因此用(yong)于在可見光(guang)和(he)紫外線(xian)波(bo)段上觀測變(bian)星,精確度(du)(du)至少可以達到2%。 高(gao)(gao)速(su)光(guang)度(du)(du)計因為主鏡的(de)(de)光(guang)學問題,自升(sheng)空以來一(yi)直未能(neng)成功使(shi)用(yong)。1993年(nian)12月(yue),在第一(yi)次(ci)的(de)(de)哈勃維護任務中,它被用(yong)于矯正其他儀(yi)器的(de)(de)光(guang)學問題的(de)(de)太空望遠鏡光(guang)軸補償(chang)校(xiao)正光(guang)學(COSTAR)替換掉。

暗天體照相機

暗天體照(zhao)相機(ji)的(de)觀測(ce)波段在(zai)(zai)115至650納米,它在(zai)(zai)2002年(nian)被先進(jin)巡天照(zhao)相機(ji)(ACS)取代。

暗天體攝譜儀

暗天體攝譜儀是(shi)觀測波長在(zai)1150至8500埃的(de)攝譜儀。在(zai)1997年(nian)第二次哈(ha)勃維護任務中被太空(kong)望遠(yuan)鏡影像攝譜儀(STIS)取(qu)代(dai)。FOC和FOS都是(shi)哈(ha)勃空(kong)間望遠(yuan)鏡上(shang)分辨率最高的(de)儀器(qi)。這三(san)個儀器(qi)都舍(she)棄了CCD,使用數(shu)位光子計(ji)數(shu)器(qi)做為檢測裝置。FOC是(shi)由(you)(you)歐(ou)洲航(hang)天局制造(zao), FOS則(ze)由(you)(you)Martin Marietta公司制造(zao)。

其他儀器

最后一件儀器是由威斯康辛麥迪遜大學設計制造的HSP,它(ta)(ta)用于在可見光(guang)(guang)和紫外光(guang)(guang)的波段(duan)上觀測變(bian)星,和其他被篩選出的天體在亮度上的變(bian)化。它(ta)(ta)的光(guang)(guang)度計每(mei)秒鐘可以偵(zhen)測100,000次,精確(que)度至少可以達(da)到2%。

哈勃空間(jian)(jian)望遠(yuan)鏡的導引系統(tong)也可以做(zuo)為(wei)科學儀器,它的三(san)個精細導星傳感器(FGS)在觀測(ce)(ce)期間(jian)(jian)主要用(yong)于保持望遠(yuan)鏡指(zhi)向的準確(que)性, 但也能用(yong)于進行非常準確(que)的天體(ti)測(ce)(ce)量(liang),測(ce)(ce)量(liang)的精確(que)度達到 0.0003弧秒。

性能數據

哈(ha)勃空間望遠鏡(jing)的(de)一(yi)些(xie)基(ji)本數據,由為NASA運(yun)營(ying)哈(ha)勃的(de)空間望遠鏡(jing)研究所(STScI)提供。

望遠鏡尺寸

長:43.5英尺(13.2米(mi))

重:24500磅(11110千克)

最(zui)大直徑:14英(ying)尺(4.2米)

任務數據

發(fa)(fa)射(she):1990年(nian)4月24日從發(fa)(fa)現號航天飛機發(fa)(fa)射(she)(第31次(ci)航天飛機任務STS-31)

進(jin)入預定位(wei)置(zhi):1990年4月25日

維護任務1:1993年12月

維(wei)護任(ren)務2:1997年2月

維護任務3A:1999年12月(yue)

維護任務3B:2002年(nian)2月

維護(hu)任務4:2009年5月

空間飛行數據

軌道:平均高度(du)307海里(li)(569千米或353英(ying)里(li)),軌道傾角28.5度(du)

軌道周期(qi):97分鐘

速度:17500英里每(mei)小時(28000千米每(mei)小時)

數據數據

哈勃每周(zhou)傳(chuan)輸約120千(qian)兆字節(jie)(GB)的(de)(de)科學數據。約合在一個書架上擺放(fang)3600英尺(1097米)高的(de)(de)書籍所包含的(de)(de)數據量。圖片和數據儲存在磁光盤上。

動力

能量源:太陽

機制(zhi):兩個25英(ying)尺太陽能電池(chi)板

功率:2800瓦特

電池:6個鎳氫電池,約合20個汽車電池的容量

光學部件

主鏡(jing)直徑:94.5英寸(2.4米)

主鏡重量:1825磅(828千克)

次鏡(jing)直徑(jing):12英寸(0.3米)

次鏡重量:27.4磅(12.3千克) 

數據

從1990年到2015年4月,哈勃望遠鏡(jing)在地球軌道(dao)上運行了(le)接近13萬7千(qian)圈,累計54億公里,執行了(le)120多萬次觀(guan)測(ce)任務,觀(guan)察(cha)了(le)超過(guo)38,000個(ge)天體。

哈勃望遠鏡觀測到的目標中最遠的是距地球130億光(guang)年(nian)的原始星系(xi),這些星系(xi)的發出(chu)光(guang)芒(mang)來自大爆炸后剛剛形成的宇宙早(zao)期。 

平均每個(ge)月,哈勃都會產生829G觀測數據,累(lei)計已超過100T。 

在(zai)(zai)執行(xing)任務的早期,哈勃望遠鏡證明了大質(zhi)量黑洞在(zai)(zai)宇(yu)宙(zhou)中普遍存在(zai)(zai)——大多出(chu)現(xian)在(zai)(zai)星系(xi)的中央位置。同時,天(tian)文(wen)學家還在(zai)(zai)它的幫助下(xia),觀(guan)測到宇(yu)宙(zhou)膨脹的精確(que)數據,從(cong)而(er)推算出(chu)宇(yu)宙(zhou)年(nian)齡為(wei)138億年(nian)(誤差不超(chao)過3%)。 

在(zai)這(zhe)一過程(cheng)中,“暗(an)能量”這(zhe)個如(ru)今(jin)在(zai)科學界頻(pin)頻(pin)出現的神秘概念,逐漸(jian)為人們所知曉。而且在(zai)“大(da)爆炸”之(zhi)后,另一個非常關鍵的“暴(bao)漲”階段對(dui)于我們宇宙的結(jie)構(gou)同樣起著決定性的作用(yong)。 

截至2015年4月,直接或間接通過哈勃望遠(yuan)鏡的(de)成果而發表的(de)科學論(lun)文(wen)數目,達到12800篇,包括幾項(xiang)問鼎諾貝爾(er)獎的(de)成果。 

古老星系

2013年10月,哈勃太空望遠鏡發現了可(ke)能是(shi)宇宙中測(ce)量距離上最(zui)遙遠的星(xing)系,來(lai)自德克薩(sa)斯大(da)學等研究人員(yuan)通過MOSFIRE攝譜儀精確(que)測(ce)量了該星(xing)系的距離,其大(da)約存在于宇宙大(da)爆(bao)炸后的7億年左右。

宇宙年齡

哈勃空(kong)間望(wang)遠鏡對(dui)造(zao)(zao)父變(bian)星(xing)的(de)觀(guan)測(ce)為哈勃常(chang)(chang)數的(de)精(jing)確測(ce)量提供了(le)保證(zheng)。哈勃的(de)精(jing)細導(dao)星(xing)傳感器對(dui)造(zao)(zao)父變(bian)星(xing)進行了(le)直接的(de)視差測(ce)量,大大削減(jian)了(le)用造(zao)(zao)父變(bian)星(xing)周光關系推算距離的(de)不確定性。在(zai)(zai)哈勃空(kong)間望(wang)遠鏡之前(qian),觀(guan)測(ce)得到的(de)哈勃常(chang)(chang)數有(you)(you)1-2倍(bei)的(de)差異,但是在(zai)(zai)有(you)(you)了(le)新的(de)造(zao)(zao)父變(bian)星(xing)觀(guan)測(ce)之后宇宙(zhou)距離尺度的(de)不確定性猛然下降(jiang)到了(le)大約只有(you)(you)10%,從而(er)對(dui)宇宙(zhou)的(de)擴(kuo)張速率(lv)和年齡有(you)(you)更正確的(de)認知。

恒星形成

哈勃(bo)(bo)空間望遠(yuan)鏡還有助于(yu)研究諸如獵(lie)戶(hu)星云之類(lei)的(de)恒(heng)(heng)星形成區。通(tong)過哈勃(bo)(bo)空間望遠(yuan)鏡對獵(lie)戶(hu)星云的(de)早(zao)期觀測發現(xian),其中(zhong)聚集了(le)許多被(bei)濃密氣體和塵埃盤(pan)包(bao)裹的(de)年輕恒(heng)(heng)星。盡管已經從理(li)論上和甚大天線陣的(de)觀測中(zhong)推(tui)測出來(lai)了(le)這些(xie)盤(pan)的(de)存在,但(dan)是(shi)直到哈勃(bo)(bo)所拍(pai)攝的(de)高分辨(bian)率照片才第(di)一次(ci)直接揭示出了(le)這些(xie)盤(pan)的(de)結(jie)構(gou)和物理(li)性質(zhi)。

恒星死亡

哈勃(bo)的觀(guan)測(ce)還在超新星爆發和γ射線暴(bao)之(zhi)間建立(li)起了(le)聯系。通過哈勃(bo)對γ射線暴(bao)余輝(hui)的觀(guan)測(ce),研究人員(yuan)把這些暴(bao)發鎖定在了(le)河外星系中的大質(zhi)量恒星形成區(qu)。由(you)此哈勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡也(ye)令(ling)人信服地證明(ming)了(le)這些劇烈的爆發和大質(zhi)量恒星死亡的直接聯系。

黑洞

哈勃(bo)空間(jian)(jian)望遠鏡最早的(de)核心計劃之(zhi)一(yi)就是要建立起由黑(hei)洞(dong)驅動的(de)類星體(ti)和星系(xi)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)關系(xi)。之(zhi)后,通過(guo)它們對周(zhou)圍恒(heng)星的(de)引(yin)力作用,針對“哈勃(bo)”所(suo)獲(huo)得的(de)近距星系(xi)光譜的(de)動力學(xue)模型證實(shi)了(le)黑(hei)洞(dong)的(de)存(cun)在(zai)。這些研究也導致了(le)對十(shi)幾個(ge)星系(xi)中央黑(hei)洞(dong)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)的(de)可靠測量(liang)(liang),揭示出了(le)黑(hei)洞(dong)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和星系(xi)核球質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)之(zhi)間(jian)(jian)極為緊密的(de)聯系(xi)。2011年11月8日(ri),借(jie)助哈勃(bo)空間(jian)(jian)望遠鏡,天文學(xue)家們首(shou)次(ci)拍攝到圍繞遙遠黑(hei)洞(dong)存(cun)在(zai)的(de)盤狀構(gou)(gou)造。這個(ge)盤狀結構(gou)(gou)由氣體(ti)和塵埃構(gou)(gou)成,并且正處(chu)于不斷(duan)下降進入(ru)黑(hei)洞(dong)中被消耗(hao)的(de)過(guo)程中。當(dang)這些物質(zhi)(zhi)(zhi)落入(ru)黑(hei)洞(dong)的(de)一(yi)瞬間(jian)(jian),它們將釋放巨大的(de)能量(liang)(liang),形(xing)成一(yi)種(zhong)宇宙射電信號源(yuan),稱為“類星體(ti)”。

暗物質

2012年(nian)3月,美(mei)國宇航局“哈勃”太(tai)空望遠鏡在(zai)距離地球24億光年(nian)的“阿(a)貝爾520”星系(xi)團中(zhong)再(zai)次發現了一(yi)個巨大的暗物質塊。這一(yi)異(yi)常發現令(ling)天(tian)文學家百思不(bu)得(de)其解,并懷疑暗物質塊中(zhong)可能(neng)藏有(you)一(yi)個神秘的“暗物質核心”。

研究(jiu)人(ren)員介(jie)紹說,在距離地球24億(yi)光(guang)年的(de)(de)遙(yao)遠星系(xi)團“阿貝爾(er)520”中,星系(xi)發生碰撞后,從星系(xi)中分離出來的(de)(de)暗物(wu)質可能(neng)在星系(xi)周圍(wei)聚集形成一(yi)個“暗物(wu)質核心”。由于暗物(wu)質被認為是(shi)(shi)將(jiang)星系(xi)結合成一(yi)體的(de)(de)神秘“膠水”,因此這種現象(xiang)本不(bu)應該(gai)存在。現象(xiang)的(de)(de)問題是(shi)(shi),如果暗物(wu)質被認為是(shi)(shi)將(jiang)星系(xi)結合成一(yi)體的(de)(de)神秘“膠水”,那么星系(xi)碰撞后它們(men)仍(reng)然可以將(jiang)星系(xi)“粘合”在一(yi)起。

這(zhe)一(yi)異常現象最早(zao)發現于(yu)2007年。由于(yu)這(zhe)一(yi)現象過于(yu)異常,因此許多(duo)天文學家(jia)都將其作為一(yi)種(zhong)假象而(er)不予理會。然而(er),“哈勃”太空(kong)望遠鏡最新的(de)觀(guan)測結果證實,“阿貝爾520”星系(xi)團(tuan)中的(de)暗物(wu)質(zhi)和(he)星系(xi)是分開的(de)。“哈勃”太空(kong)望遠鏡觀(guan)測圖像(xiang)藍綠色區(qu)域顯示,一(yi)個(ge)巨大的(de)暗物(wu)質(zhi)塊位于(yu)熾熱的(de)氣(qi)體(ti)附近(jin),但該區(qu)域幾乎看不到星系(xi)。

異常現象的(de)(de)再一次發現,讓(rang)天(tian)文(wen)學家們不得(de)不對(dui)(dui)其重視起來并重新思(si)考它的(de)(de)原(yuan)理。暗物(wu)質(zhi)最(zui)早發現于大約80年前(qian),被認為是將星系(xi)結合成一體的(de)(de)“引力膠水”。事實上(shang),天(tian)文(wen)學家對(dui)(dui)暗物(wu)質(zhi)仍然知(zhi)之(zhi)甚少。“哈勃”太空望遠鏡研究項目首席科(ke)學家、加利福尼亞大學天(tian)文(wen)學家詹(zhan)姆斯-吉表示,“這一結果令人(ren)困惑(huo)。暗物(wu)質(zhi)的(de)(de)行為無法(fa)預(yu)測(ce),很難說(shuo)清它的(de)(de)原(yuan)理。”

對于這一(yi)異常發現(xian),研(yan)究團隊(dui)提出了數種解釋,但(dan)最終每一(yi)種解釋都會(hui)讓(rang)天(tian)文學家(jia)更為困(kun)惑(huo)。研(yan)究團隊(dui)成員、美國(guo)加州舊金(jin)山州立大學科學家(jia)安迪謝-馬哈達維曾(ceng)經是(shi)2007年對“阿貝爾(er)520”星系團首次觀測項目的負責人,他(ta)表示(shi),“這會(hui)讓(rang)你越來越困(kun)惑(huo),越陷越深。”

對(dui)于這種(zhong)矛盾現象,一(yi)個(ge)(ge)(ge)可(ke)能(neng)的(de)(de)解釋就(jiu)是,“阿貝(bei)爾520”星(xing)系(xi)團(tuan)是三(san)個(ge)(ge)(ge)星(xing)系(xi)團(tuan)之間復雜的(de)(de)交互體(ti),而不僅(jin)僅(jin)是兩個(ge)(ge)(ge)碰撞系(xi)統。另一(yi)種(zhong)可(ke)能(neng)就(jiu)是,“暗(an)物質核心”中包含有許(xu)多星(xing)系(xi),但是由于它們過于暗(an)淡(dan)而無法觀測到(dao),甚至“哈勃”太空望遠鏡都(dou)無法看到(dao)。

有水行星

2013年12月3日,美國航天(tian)局宣布,天(tian)文學家利(li)用哈勃太(tai)空望(wang)遠鏡(jing)在太(tai)陽(yang)系外(wai)發現5顆(ke)行(xing)(xing)星,它們(men)的(de)大(da)氣層中(zhong)都有水存在的(de)跡(ji)象(xiang)。此前(qian)也曾觀測到少數大(da)氣層中(zhong)有水存在跡(ji)象(xiang)的(de)系外(wai)行(xing)(xing)星,但(dan)這是首次能確定(ding)性(xing)地測量多個(ge)系外(wai)行(xing)(xing)星的(de)大(da)氣光(guang)譜信號特征(zheng)與(yu)強度,并(bing)進行(xing)(xing)比較。

這(zhe)5顆行星分別叫做WASP-17b、HD209458b、WASP-12b、WASP-19b與XO-1b,它們(men)的體積(ji)比(bi)地(di)球大(da)得多,屬(shu)于(yu)“熱木(mu)(mu)星”型(xing)行星,即(ji)大(da)小與木(mu)(mu)星相(xiang)當(dang),但溫度(du)極高、運行軌道(dao)距其繞行恒星非常近的氣(qi)態(tai)巨行星。

研究人員利用哈勃的廣角照(zhao)相(xiang)機(ji),觀測這(zhe)些(xie)行(xing)星大氣層吸(xi)收(shou)光線的細節特(te)征,結(jie)果發現,盡管5顆(ke)行(xing)星都(dou)有(you)水存(cun)在(zai)的跡象,但(dan)信(xin)號(hao)均(jun)弱(ruo)于預期,他們(men)懷疑(yi)這(zhe)是(shi)因為這(zhe)些(xie)行(xing)星的大氣中有(you)一層霾或灰塵(chen)的存(cun)在(zai),導致信(xin)號(hao)減弱(ruo)。

宇宙學

由(you)于宇(yu)宙(zhou)學的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)對(dui)象主要(yao)來(lai)自天文觀測(ce),而(er)這也(ye)是唯一(yi)能在(zai)宇(yu)宙(zhou)演化和結構的(de)(de)(de)基(ji)礎上測(ce)量宇(yu)宙(zhou)距離和年齡(ling)的(de)(de)(de)辦法(fa)。哈勃空間望遠鏡能夠通過(guo)對(dui)造父變星(xing)(xing)距離的(de)(de)(de)測(ce)量來(lai)測(ce)定(ding)哈勃常數(shu),而(er)這與宇(yu)宙(zhou)在(zai)今天的(de)(de)(de)膨脹速度(du)有關(guan)。此外,通過(guo)對(dui)超新星(xing)(xing)的(de)(de)(de)測(ce)定(ding),可以幫助研(yan)究(jiu)人員(yuan)來(lai)限(xian)(xian)制超新星(xing)(xing)的(de)(de)(de)亮度(du),從而(er)進(jin)一(yi)步限(xian)(xian)制宇(yu)宙(zhou)早期膨脹的(de)(de)(de)屬性,從而(er)為暗(an)能量模型提供一(yi)個(ge)強有力的(de)(de)(de)限(xian)(xian)制。

哈勃深場

早(zao)在(zai)(zai)(zai)(zai)1996年(nian)(nian),著名的(de)(de)哈(ha)勃(bo)空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡就(jiu)拍(pai)攝到標志性的(de)(de)哈(ha)勃(bo)深(shen)場圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang),巨大數量的(de)(de)星系就(jiu)隱(yin)藏(zang)在(zai)(zai)(zai)(zai)這片小天(tian)區中,美國(guo)宇(yu)航局計劃(hua)進行一次全新(xin)的(de)(de)深(shen)場成像(xiang)(xiang)計劃(hua)。哈(ha)勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡在(zai)(zai)(zai)(zai)捕捉深(shen)場圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)時(shi)將收集極(ji)遙遠(yuan)天(tian)體的(de)(de)微弱光線,慢(man)慢(man)“堆積”才能(neng)揭示宇(yu)宙(zhou)大爆炸數億(yi)年(nian)(nian)后的(de)(de)情景,否則由于光線太弱而看不到當時(shi)宇(yu)宙(zhou)中存在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)天(tian)體。在(zai)(zai)(zai)(zai)哈(ha)勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡于2004年(nian)(nian)拍(pai)攝的(de)(de)“超深(shen)場”圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)中,收集光線的(de)(de)時(shi)間更(geng)久,2012年(nian)(nian)拍(pai)攝的(de)(de)“極(ji)深(shen)場”圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)則花了更(geng)長的(de)(de)時(shi)間才完成成像(xiang)(xiang)。

根據巴爾的(de)(de)摩空間望遠鏡研究所科學家(jia)丹安·科介紹:“與超(chao)深場圖像(xiang)類似(si),本次哈(ha)勃拍攝(she)的(de)(de)六個超(chao)深場圖像(xiang)計(ji)劃幾乎可(ke)獲得相同品(pin)質,在(zai)哈(ha)勃前沿領域的(de)(de)任務(wu)中,收集光線花(hua)了45個小時(shi),描(miao)繪出宇宙大爆炸后大約五億年(nian)的(de)(de)情(qing)景(jing)。”這些圖像(xiang)深刻揭示了宇宙最深處的(de)(de)景(jing)象,捕捉到年(nian)代非常(chang)久遠的(de)(de)星系和(he)從未見過的(de)(de)遙遠星系。負(fu)責本項研究的(de)(de)科學家(jia)認為有些星系是之前尚(shang)未被發現的(de)(de),比如最遠的(de)(de)星系MACS0647-JD,就(jiu)距離地球大約133億光年(nian)處,原始深空場也顯(xian)示了在(zai)僅僅2.5弧分跨度上(shang)就(jiu)存在(zai)大約3000個并(bing)未被觀(guan)測到宇宙星系。 

作為天體(ti)觀測(ce)的(de)(de)主力,美國宇航局(ju)希望(wang)哈勃望(wang)遠(yuan)鏡(jing)能維持到2018年,其繼任者詹姆斯·韋伯空間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)將在不(bu)久(jiu)后發射。研究人員認為哈勃拍攝的(de)(de)新深場圖像(xiang)需(xu)要一定的(de)(de)運氣(qi),那片黑暗的(de)(de)天區包含了豐富的(de)(de)寶藏,這(zhe)項(xiang)新的(de)(de)觀測(ce)活動將在2012年晚些時(shi)候開(kai)始。

大胖子星系團

2014年(nian)4月(yue),美(mei)國(guo)航空航天局(NASA)哈勃(bo)太空望遠鏡觀測結果(guo)顯(xian)示(shi),“El Gordo”星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)(昵稱為(wei)(wei)“大胖子(zi)”)所容納的(de)(de)(de)質(zhi)量可(ke)能與三千(qian)萬億(yi)(3乘以10的(de)(de)(de)15次方)顆(ke)太陽相當(dang)。這(zhe)(zhe)比原先(xian)科學(xue)家(jia)所估(gu)計的(de)(de)(de)值大了(le)(le)43%,質(zhi)量可(ke)能與3千(qian)萬億(yi)顆(ke)太陽相當(dang),約為(wei)(wei)銀河系(xi)(xi)(xi)質(zhi)量的(de)(de)(de)3000倍。 “大胖子(zi)”星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)編號(hao)(hao)為(wei)(wei)ACT-CL J0102-4915,距離地球(qiu)超過70億(yi)光年(nian)。因此(ci),天文學(xue)家(jia)觀測到的(de)(de)(de)信號(hao)(hao),實(shi)際上已經有將(jiang)近(jin)一半的(de)(de)(de)宇(yu)宙(zhou)年(nian)齡(約138億(yi)年(nian))。在2012年(nian)的(de)(de)(de)報道中,“大胖子(zi)”星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)質(zhi)量大致相當(dang)于2千(qian)萬億(yi)顆(ke)太陽。研究(jiu)者(zhe)利(li)用NASA的(de)(de)(de)錢德拉(la)X射(she)線(xian)天文臺和歐(ou)洲南方天文臺位于智利(li)的(de)(de)(de)甚大望遠鏡陣列,對星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)內部的(de)(de)(de)氣體溫度以及星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)運動進(jin)行了(le)(le)研究(jiu),估(gu)算出了(le)(le)這(zhe)(zhe)一數據。不過,該(gai)結果(guo)存(cun)在著一些偏差,原因主要是(shi)該(gai)星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)可(ke)能是(shi)兩(liang)個星(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(tuan)(tuan)之間碰撞(zhuang)的(de)(de)(de)結果(guo)。 

蝴蝶狀星云

2015年9月,哈勃太空望遠鏡(jing)拍到(dao)了蝴蝶狀(zhuang)星(xing)云“Twin Jet Nebula”,這(zhe)一星(xing)云有兩片閃閃發光的(de)“彩虹翅膀”,仿佛(fo)一只美麗的(de)蝴蝶在(zai)展翅飛(fei)翔。

軍事用途

空間偵查

實際上,對于(yu)哈(ha)(ha)(ha)勃(bo)用于(yu)地面(mian)偵查的各(ge)種傳言都是很可(ke)笑的,因為(wei)美國軍方(fang)真正(zheng)使用的空間地面(mian)偵查技(ji)術(shu)領先哈(ha)(ha)(ha)勃(bo)的技(ji)術(shu)兩代以上。如KH-11“鎖眼(yan)”偵查衛星,與(yu)(yu)哈(ha)(ha)(ha)勃(bo)同為(wei)洛克希德馬丁制(zhi)造的,制(zhi)造時間也一樣,其地面(mian)分辨(bian)率為(wei)15cm,遠高于(yu)哈(ha)(ha)(ha)勃(bo)的26cm。其外形與(yu)(yu)哈(ha)(ha)(ha)勃(bo)相似,不了解(jie)這個領域的人有可(ke)能會把(ba)它誤認(ren)為(wei)是哈(ha)(ha)(ha)勃(bo)。 哈(ha)(ha)(ha)勃(bo)之所以曾經對地面(mian)運(yun)作,是因為(wei)需要校準(zhun)設備(bei)。

和平用途

根(gen)據一架(jia)曝光的(de)(de)俄羅斯(si)A-60機(ji)載激光武器(Beriev A-60,蘇(su)聯(lian)時期(qi)(qi)的(de)(de)遺存)試(shi)驗機(ji)照片,機(ji)身(shen)徽標圖案(an)明(ming)確顯(xian)示出以(yi)激光攻擊哈勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)情(qing)景(jing)。這間接(jie)表明(ming)了哈勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)在軍事(shi)(shi)上對(dui)俄羅斯(si)的(de)(de)威脅程(cheng)度(du)。進(jin)而(er)引發對(dui)哈勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)是否單純用(yong)于和平(ping)用(yong)途的(de)(de)爭論,以(yi)及反(fan)對(dui)太(tai)空(kong)軍事(shi)(shi)化(hua)的(de)(de)抗(kang)議。更有(you)陰謀論者(zhe)進(jin)一步指出:哈勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)初期(qi)(qi)的(de)(de)“近視”缺(que)陷(xian)乃有(you)意為之,直(zhi)至蘇(su)聯(lian)解體后兩年才(cai)加以(yi)修正。

后繼探索器

韋伯空間望遠鏡

詹姆斯·韋伯(bo)空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)(JWST)是(shi)紅外(wai)空間(jian)觀(guan)測(ce)(ce)站,研究(jiu)人(ren)員計(ji)(ji)劃用(yong)它(ta)取代哈勃望(wang)遠鏡(jing),用(yong)以探(tan)索遠超過目前(qian)儀(yi)器可觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)的(de)宇宙(zhou)中最(zui)遠的(de)對象。它(ta)由(you)NASA帶頭,與歐洲航天(tian)局和加拿大航天(tian)局合作。曾用(yong)名為NGST。在2002年(nian)(nian)(nian)更名,用(yong)以紀念NASA的(de)首任局長James Webb,其設計(ji)(ji)口徑為6米,是(shi)哈勃望(wang)遠鏡(jing)的(de)2.5倍。JWST能(neng)觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)的(de)天(tian)體(ti)要比當前(qian)最(zui)大地面望(wang)遠鏡(jing)或空間(jian)紅外(wai)望(wang)遠鏡(jing)要暗400倍。原計(ji)(ji)劃2012年(nian)(nian)(nian)升空,但因為經濟危(wei)機推遲(chi),計(ji)(ji)劃推遲(chi)至2018年(nian)(nian)(nian)發射。

NASA計(ji)劃中將于(yu)2018年升空的詹姆斯·韋伯望遠(yuan)鏡(jing)是被寄予厚望的哈勃(bo)望遠(yuan)鏡(jing)繼任者。在韋伯領導下(xia)的美(mei)國(guo)宇(yu)航(hang)(hang)局,成功(gong)實施(shi)了“水星”和“雙子(zi)星”載人(ren)航(hang)(hang)天計(ji)劃,為人(ren)類成功(gong)登月(yue)奠定了堅實的基礎(chu)。 

韋(wei)伯(bo)望遠(yuan)(yuan)鏡在設(she)計(ji)(ji)時強化了其紅外波段的(de)(de)觀測能(neng)力,這將讓它能(neng)夠更(geng)好地看清宇宙中更(geng)遙遠(yuan)(yuan)、更(geng)暗淡(dan)的(de)(de)天體。相對于(yu)哈勃(bo)望遠(yuan)(yuan)鏡,韋(wei)伯(bo)望遠(yuan)(yuan)鏡將能(neng)夠進一步逼近大爆炸后的(de)(de)年輕宇宙的(de)(de)圖景,科(ke)學(xue)家估計(ji)(ji)它可(ke)以(yi)看到距離(li)200億光年遠(yuan)(yuan)的(de)(de)原始星(xing)系。 

2019年(nian),哈勃望遠鏡和韋伯望遠鏡將(jiang)同(tong)時在軌道運行,幫(bang)助(zhu)人(ren)類揭示宇宙的秘密。

“到那時(shi),人類將擁(yong)有(you)前所未有(you)的觀測(ce)能力,面對未知的宇宙,我(wo)們可以更好的觀察它(ta),理解它(ta)。”格倫(lun)斯菲(fei)爾德介紹說,“我(wo)相信,到時(shi)候一定會有(you)"爆炸性"的新發現(xian)!” 

赫歇爾空間天文臺

2009年(nian)5月(yue)14日(ri)發送的歐洲航天局赫(he)歇爾空間(jian)天文臺(tai),有(you)一面(mian)鏡子赫(he)歇爾大大超過哈勃,但只有(you)在遠紅外線觀(guan)察。

大口徑太空望遠鏡

先(xian)進的技術大口徑(jing)太(tai)空望遠鏡(jing) 也已提上(shang)日(ri)程。如(ru)果該項目批(pi)準的話,它將有(you)8至16米(320至640英寸(cun))的光(guang)學空間(jian)望遠鏡(jing)。它是(shi)真正的哈勃望遠鏡(jing)繼承人: 有(you)能力觀察和拍攝的光(guang)學,天體紫外線(xian)和紅(hong)外線(xian)的波(bo)長,但更高的分辨率大大高于(yu)哈勃。

拍攝內容

哈勃太空望遠(yuan)鏡廣(guang)域行星相機(ji)2號拍攝(she)到NGC 6052星系,該星系距離地球2.3億光(guang)年,位于武仙星座中(zhong)。

人們最(zui)初可能認為這是(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)反常的星系,但事實上它是(shi)處于形成階段的“新星系”,兩(liang)個(ge)(ge)單獨星系通過(guo)引力吸引,逐漸聚集(ji)在(zai)一(yi)(yi)起,最(zui)終發生碰撞,目前我們看到的是(shi)兩(liang)個(ge)(ge)星系碰撞合并的一(yi)(yi)個(ge)(ge)星系結構。

伴隨(sui)著星(xing)系逐漸合并,一些恒(heng)星(xing)將脫離原始(shi)(shi)軌道進入新的軌道位置,目前這(zhe)個(ge)(ge)(ge)新星(xing)系處(chu)于(yu)較(jiao)高的混沌狀態,最(zui)終新星(xing)系將形(xing)成一個(ge)(ge)(ge)穩(wen)定外形(xing),它與這(zhe)兩個(ge)(ge)(ge)原始(shi)(shi)星(xing)系都不(bu)相同。

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