哈(ha)勃(bo)空間望遠(yuan)鏡(英語:Hubble Space Telescope,縮(suo)寫:HST)是以美國天文學家愛德溫(wen)·哈(ha)勃(bo)為(wei)名,于1990年4月24日成功(gong)發射,位于地球的大氣層之上的光(guang)學望遠(yuan)鏡。
2019年5月,哈勃太(tai)空(kong)望遠(yuan)鏡科(ke)學家公布了最新的宇(yu)宙照片(pian)——“哈勃遺(yi)產場”(HLF),這(zhe)是迄今最完整最全面的宇(yu)宙圖譜,由哈勃在16年間拍攝的7500張星(xing)(xing)空(kong)照片(pian)拼接而成,包含約265000個星(xing)(xing)系,其(qi)中有些已至少133億歲“高齡”,對其(qi)進行研(yan)究有助(zhu)于科(ke)學家深入了解(jie)更早(zao)的宇(yu)宙歷史(shi)。
2021年6月19日,據法新社報道,美國宇航局NASA表示(shi),已(yi)經觀(guan)測宇宙30多(duo)年的(de)哈勃太空望(wang)遠鏡過去幾天處于停機狀態,原因(yin)是一個有效(xiao)載荷計算機從13日起停止了工作。
哈勃空間望(wang)遠鏡(jing)(英語:Hubble Space Telescope,HST),是以天(tian)文(wen)(wen)(wen)學家愛(ai)德溫·哈勃為名,在地(di)(di)球軌道的(de)(de)望(wang)遠鏡(jing)。哈勃望(wang)遠鏡(jing)接收(shou)地(di)(di)面(mian)(mian)控(kong)制中心(xin)(美國馬里蘭州的(de)(de)霍普金斯大學內)的(de)(de)指令并將各種觀(guan)測(ce)數據通過無(wu)線(xian)電傳輸回(hui)地(di)(di)球。由(you)于(yu)它位于(yu)地(di)(di)球大氣(qi)層之上(shang),因此(ci)獲(huo)得了(le)地(di)(di)基望(wang)遠鏡(jing)所沒(mei)有(you)的(de)(de)好處:影像(xiang)不受大氣(qi)湍(tuan)流的(de)(de)擾動(dong)、視相(xiang)度(du)絕(jue)佳,且無(wu)大氣(qi)散射造(zao)成的(de)(de)背(bei)景光(guang),還能(neng)觀(guan)測(ce)會(hui)被臭氧層吸(xi)收(shou)的(de)(de)紫外(wai)(wai)線(xian)。于(yu)1990年發射之后,已經(jing)成為天(tian)文(wen)(wen)(wen)史(shi)上(shang)最重(zhong)要(yao)的(de)(de)儀器。它成功彌補了(le)地(di)(di)面(mian)(mian)觀(guan)測(ce)的(de)(de)不足(zu),幫助天(tian)文(wen)(wen)(wen)學家解決了(le)許多(duo)天(tian)文(wen)(wen)(wen)學上(shang)的(de)(de)基本問題,使得人類對天(tian)文(wen)(wen)(wen)物理有(you)更(geng)多(duo)的(de)(de)認識(shi)。此(ci)外(wai)(wai),哈勃的(de)(de)超深空視場則(ze)是天(tian)文(wen)(wen)(wen)學家目前(qian)能(neng)獲(huo)得的(de)(de)最深入、也(ye)是最敏銳(rui)的(de)(de)太(tai)空光(guang)學影像(xiang)。
哈勃空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡和康普頓γ射線(xian)天文(wen)臺、錢德拉X光天文(wen)臺、斯(si)皮(pi)策空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡都(dou)是(shi)美國國家航空(kong)航天局大型軌道天文(wen)臺計(ji)劃的一部分(fen)。哈勃空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡由NASA和ESA合作(zuo)共同(tong)管理。
哈(ha)勃空間望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)歷史可(ke)以追溯至1946年(nian)天(tian)文(wen)學家萊(lai)曼·斯皮策(Lyman Spitzer, Jr.)所提出的(de)(de)(de)論(lun)文(wen):《在地(di)球之(zhi)外的(de)(de)(de)天(tian)文(wen)觀測優(you)勢》。在文(wen)中(zhong),他指出在太空中(zhong)的(de)(de)(de)天(tian)文(wen)臺有兩項優(you)于地(di)面天(tian)文(wen)臺的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)。首先,角分辨率(物體(ti)能(neng)(neng)被清(qing)楚分辨的(de)(de)(de)最小(xiao)分離角度)的(de)(de)(de)極限將只(zhi)受(shou)限于衍射(she),而不(bu)是由造成星光閃爍、動蕩不(bu)安的(de)(de)(de)大氣所造成的(de)(de)(de)視象度。在當(dang)時,以地(di)面為基地(di)的(de)(de)(de)望遠鏡(jing)解(jie)析(xi)力只(zhi)有0.5-1.0弧秒(miao),相(xiang)較下,只(zhi)要口徑2.5米(mi)的(de)(de)(de)望遠鏡(jing)就能(neng)(neng)達到理論(lun)上衍射(she)的(de)(de)(de)極限值0.1弧秒(miao)。其(qi)次,在太空中(zhong)的(de)(de)(de)望遠鏡(jing)可(ke)以觀測被大氣層吸收殆盡的(de)(de)(de)紅外線(xian)和(he)紫外線(xian)。
斯(si)皮策(ce)以(yi)空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡為(wei)(wei)事業,致力于空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡的(de)(de)推展。在(zai)(zai)1962年(nian),美國(guo)國(guo)家(jia)科學(xue)院(yuan)在(zai)(zai)一(yi)份報告(gao)中推薦(jian)空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡做(zuo)為(wei)(wei)發展太空(kong)(kong)計劃(hua)的(de)(de)一(yi)部分,在(zai)(zai)1965年(nian),斯(si)皮策(ce)被任命(ming)為(wei)(wei)一(yi)個(ge)科學(xue)委員(yuan)會的(de)(de)主任委員(yuan),該委員(yuan)會的(de)(de)目的(de)(de)就是(shi)建(jian)造(zao)一(yi)架空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡。
在(zai)(zai)第二次世界大戰時(shi)(shi),科學(xue)家(jia)利(li)用發展火(huo)箭(jian)技術的(de)(de)同(tong)時(shi)(shi),曾經(jing)小規(gui)模(mo)的(de)(de)嘗試過(guo)以(yi)太空(kong)為基(ji)地(di)的(de)(de)天(tian)文學(xue)。在(zai)(zai)1946年,首度(du)觀察(cha)到了太陽(yang)的(de)(de)紫(zi)外線光(guang)譜。英國(guo)在(zai)(zai)1962年發射了太陽(yang)望遠鏡放置在(zai)(zai)軌(gui)道(dao)上,做(zuo)為亞利(li)安太空(kong)計劃的(de)(de)一部分。1966年NASA進(jin)行了第一個(ge)軌(gui)道(dao)天(tian)文臺(OAO)任務,但第一個(ge)OAO的(de)(de)電池在(zai)(zai)三天(tian)后就失效,中止(zhi)了這項(xiang)任務了。第二個(ge)OAO在(zai)(zai)1968至1972年對恒星(xing)和(he)星(xing)系(xi)進(jin)行了紫(zi)外線的(de)(de)觀測,比原先(xian)的(de)(de)計劃多工作了一年的(de)(de)時(shi)(shi)間。
軌道天文(wen)(wen)臺任務展示了以太空(kong)為基地的(de)(de)(de)天文(wen)(wen)臺在(zai)天文(wen)(wen)學(xue)上扮演的(de)(de)(de)重要角色,因(yin)此在(zai)1968年NASA確(que)定了在(zai)太空(kong)中建造(zao)直徑3米反射(she)望遠鏡的(de)(de)(de)計(ji)劃(hua),當時(shi)(shi)(shi)暫時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)名稱是大型(xing)軌道望遠鏡或大型(xing)空(kong)間(jian)望遠鏡(LST),預計(ji)在(zai)1979年發射(she)。這個計(ji)劃(hua)強(qiang)調須要有人進(jin)入太空(kong)進(jin)行維護,才能確(que)保(bao)這個所費不貲的(de)(de)(de)計(ji)劃(hua)能夠延(yan)續夠長(chang)的(de)(de)(de)工作時(shi)(shi)(shi)間(jian);并且同(tong)步(bu)發展可以重復(fu)使用的(de)(de)(de)航天飛機技術,才能使前項(xiang)計(ji)劃(hua)成(cheng)為可行的(de)(de)(de)計(ji)劃(hua)。
軌(gui)道(dao)天(tian)文(wen)臺(tai)計劃(hua)的(de)(de)(de)成功,鼓舞了(le)越(yue)來越(yue)強的(de)(de)(de)公(gong)眾輿論支(zhi)持大型空(kong)間(jian)(jian)(jian)望遠鏡(jing)(jing)(jing)應該是天(tian)文(wen)學(xue)領域內(nei)重要的(de)(de)(de)目標(biao)。在1970年NASA設立(li)了(le)兩個(ge)(ge)委員會(hui),一(yi)個(ge)(ge)規劃(hua)空(kong)間(jian)(jian)(jian)望遠鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)工程,另一(yi)個(ge)(ge)研(yan)究空(kong)間(jian)(jian)(jian)望遠鏡(jing)(jing)(jing)任(ren)務的(de)(de)(de)科學(xue)目標(biao)。在這(zhe)之(zhi)后,NASA下(xia)一(yi)個(ge)(ge)需(xu)(xu)要排除的(de)(de)(de)障礙就是資金(jin)的(de)(de)(de)問(wen)題,因為(wei)這(zhe)比任(ren)何一(yi)個(ge)(ge)地面上的(de)(de)(de)天(tian)文(wen)臺(tai)所(suo)耗費的(de)(de)(de)資金(jin)都要龐大許(xu)多(duo)倍。美國的(de)(de)(de)國會(hui)對空(kong)間(jian)(jian)(jian)望遠鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)預算(suan)需(xu)(xu)求提出(chu)了(le)許(xu)多(duo)的(de)(de)(de)質(zhi)疑,為(wei)了(le)與裁軍所(suo)需(xu)(xu)要的(de)(de)(de)預算(suan)對抗,當時就詳細的(de)(de)(de)列出(chu)了(le)望遠鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)硬(ying)件需(xu)(xu)求以(yi)及后續發展(zhan)所(suo)需(xu)(xu)要的(de)(de)(de)儀器。在1974年,在裁減政府開支(zhi)的(de)(de)(de)鼓動下(xia),杰拉爾德·福特剔除了(le)所(suo)有進行(xing)空(kong)間(jian)(jian)(jian)望遠鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)預算(suan)。
為回應(ying)此,天文(wen)學(xue)(xue)家協(xie)調(diao)了全(quan)國性的游說努力。許多天文(wen)學(xue)(xue)家親自(zi)前往拜會(hui)眾議(yi)員(yuan)和參(can)議(yi)員(yuan),并且進行了大規模的信(xin)件和文(wen)字(zi)宣(xuan)傳。國家科(ke)學(xue)(xue)院出(chu)版(ban)的報告(gao)也(ye)強調(diao)空間望遠鏡的重(zhong)要性,最后參(can)議(yi)院決議(yi)恢復(fu)原先被國會(hui)刪除的一半預(yu)算。
資(zi)金的(de)(de)(de)縮(suo)(suo)減(jian)導致目標項目的(de)(de)(de)減(jian)少(shao)(shao),鏡(jing)片的(de)(de)(de)口徑(jing)也由3米(mi)(mi)縮(suo)(suo)為(wei)(wei)2.4米(mi)(mi),以降低(di)成本和(he)(he)更有效與(yu)緊密的(de)(de)(de)配置(zhi)望遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)硬件。原先計(ji)(ji)(ji)劃做為(wei)(wei)先期測(ce)(ce)試(shi),放置(zhi)在衛星上的(de)(de)(de)1.5米(mi)(mi)空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)也被(bei)取(qu)消了(le),對預算表(biao)示關切(qie)的(de)(de)(de)歐洲空間(jian)局也成為(wei)(wei)共同合作(zuo)的(de)(de)(de)伙(huo)伴。歐洲空間(jian)局同意提供經費和(he)(he)一些望遠(yuan)鏡(jing)上需要的(de)(de)(de)儀(yi)器(qi),像是(shi)做為(wei)(wei)動(dong)力來源的(de)(de)(de)太陽能電池(chi),回(hui)饋的(de)(de)(de)是(shi)歐洲的(de)(de)(de)天文學(xue)家可以使用(yong)不少(shao)(shao)于15%的(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)觀測(ce)(ce)時(shi)間(jian)。在1978年(nian),美(mei)國(guo)國(guo)會(hui)撥(bo)付了(le)36,000,000元美(mei)金,讓大型空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)開始設計(ji)(ji)(ji),并計(ji)(ji)(ji)劃在1983年(nian)發射升空。
在1980年(nian)初(chu),望遠鏡被(bei)命為(wei)哈勃,以紀念在20世紀初(chu)期發現宇(yu)宙膨(peng)脹(zhang)的天文學家艾德溫·哈勃。
1979年5月(yue),在(zai)康涅狄格州丹柏立(li)的珀(po)金(jin)埃爾默公(gong)司拋光中的哈勃主鏡。出現在(zai)圖中的是(shi)服(fu)務于該公(gong)司的工程師馬(ma)丁(ding)椰林博士。
空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)計(ji)劃一經批準,計(ji)劃就(jiu)被分(fen)割成(cheng)許多子計(ji)劃分(fen)送各(ge)機關執行。馬歇爾(er)太空(kong)(kong)飛(fei)(fei)(fei)行中心(xin)(xin)(xin)(MSFC)負責(ze)設(she)計(ji)、發(fa)展(zhan)和(he)建造(zao)望(wang)遠(yuan)鏡(jing),金石太空(kong)(kong)飛(fei)(fei)(fei)行中心(xin)(xin)(xin)(GSFC)負責(ze)科(ke)學儀器(qi)的(de)整體控制(zhi)和(he)地(di)面的(de)任務控制(zhi)中心(xin)(xin)(xin)。馬歇爾(er)太空(kong)(kong)飛(fei)(fei)(fei)行中心(xin)(xin)(xin)委托珀(po)金埃爾(er)默(mo)(Perkin-Elmer)設(she)計(ji)和(he)制(zhi)造(zao)空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)光學組(zu)件,還有(you)精密定位感(gan)測器(qi)(FGS),洛克希德被委托建造(zao)安裝望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)太空(kong)(kong)船。
望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)子和光(guang)學(xue)系統(tong)是最關鍵的(de)(de)(de)(de)部分,因(yin)此(ci)在(zai)設(she)計上有很嚴格的(de)(de)(de)(de)規范(fan)。一(yi)般的(de)(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing),鏡(jing)(jing)(jing)子在(zai)拋光(guang)之后(hou)的(de)(de)(de)(de)準確性大約(yue)是可見光(guang)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)十(shi)分之一(yi),但是因(yin)為空間望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)觀測的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍是從(cong)紫外線到(dao)(dao)近紅(hong)外線,所(suo)以(yi)需要(yao)比以(yi)前的(de)(de)(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)更高十(shi)倍(bei)的(de)(de)(de)(de)解(jie)析力,它的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)子在(zai)拋光(guang)后(hou)的(de)(de)(de)(de)準確性達到(dao)(dao)可見光(guang)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)廿分之一(yi),也(ye)就是大約(yue)30納米。
珀金埃(ai)爾默刻意使(shi)用極端(duan)復雜的(de)(de)電腦(nao)控制拋光(guang)(guang)機研磨(mo)鏡子(zi),但卻在最尖端(duan)的(de)(de)技(ji)術上(shang)出了(le)(le)問題;柯達被委托使(shi)用傳統(tong)的(de)(de)拋光(guang)(guang)技(ji)術制做(zuo)一個(ge)備用的(de)(de)鏡子(zi)(柯達的(de)(de)這面鏡子(zi)現在永久保存在史密(mi)松寧學(xue)會)。1979年(nian),珀金埃(ai)爾默開始磨(mo)制鏡片,使(shi)用的(de)(de)是(shi)超(chao)低(di)膨脹玻璃(li),為了(le)(le)將鏡子(zi)的(de)(de)重(zhong)量降至(zhi)最低(di),采用蜂窩格子(zi),只有表面和(he)底面各一吋是(shi)厚實(shi)的(de)(de)玻璃(li)。
鏡子的(de)(de)拋光從1979年(nian)開始(shi)持(chi)續到1981年(nian)5月(yue),拋光的(de)(de)進(jin)度已經落(luo)后(hou)并且超過(guo)了(le)預(yu)算,這(zhe)時(shi)NASA的(de)(de)報告才(cai)開始(shi)對珀金埃爾默的(de)(de)管(guan)理結(jie)構質疑。為(wei)了(le)節約經費,NASA停止(zhi)支援鏡片的(de)(de)制作,并且將(jiang)發射日期延后(hou)至1984年(nian)10月(yue)。鏡片在1981年(nian)底全部完成,并且鍍上了(le)75nm厚的(de)(de)鋁增強反射,和(he)25nm厚的(de)(de)鎂(mei)氟保護(hu)層。
因為(wei)在(zai)光學(xue)望遠鏡組(zu)合上(shang)的(de)(de)(de)預算持(chi)續(xu)膨(peng)脹,進度(du)也(ye)落(luo)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)情況下,對珀金(jin)埃爾默能(neng)否勝任(ren)后(hou)(hou)(hou)續(xu)工作的(de)(de)(de)質疑繼續(xu)存(cun)在(zai)。為(wei)了回應(ying)被(bei)描述成"未定(ding)案和善變的(de)(de)(de)日(ri)報表",NASA將發射的(de)(de)(de)日(ri)期再(zai)延(yan)至1985年的(de)(de)(de)4月(yue)。但是,珀金(jin)埃爾默的(de)(de)(de)進度(du)持(chi)續(xu)的(de)(de)(de)每季增加一個(ge)月(yue)的(de)(de)(de)速率(lv)惡化(hua)中(zhong),時間(jian)上(shang)的(de)(de)(de)延(yan)遲也(ye)達到每個(ge)工作天都在(zai)持(chi)續(xu)落(luo)后(hou)(hou)(hou)中(zhong)。NASA被(bei)迫(po)延(yan)后(hou)(hou)(hou)發射日(ri)期,先(xian)延(yan)至1986年3月(yue),然后(hou)(hou)(hou)又延(yan)至1986年9月(yue)。這時整個(ge)計劃的(de)(de)(de)總(zong)花費已經高達美金(jin)11億7500萬。
安置(zhi)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)和儀器的太空船是主要工程上的另一個挑戰(zhan)。它必須能(neng)勝任與抵(di)擋在(zai)陽(yang)光與地球的陰(yin)影之(zhi)(zhi)間頻繁進(jin)出所造(zao)成的溫度變化,還要極端地穩定(ding)并能(neng)長時間的將望(wang)遠(yuan)鏡(jing)精確地對準(zhun)(zhun)目標。以多(duo)層絕緣(yuan)材料制成的遮蔽物能(neng)使望(wang)遠(yuan)鏡(jing)內部的溫度保持穩定(ding),并且以輕質(zhi)的鋁殼(ke)包(bao)圍(wei)住望(wang)遠(yuan)鏡(jing)和儀器的支架。在(zai)外殼(ke)之(zhi)(zhi)內,石墨環氧(yang)的框(kuang)架將校(xiao)準(zhun)(zhun)好的工作(zuo)儀器牢固的固定(ding)住。
有一段時間(jian)用于安置儀器和望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)太空(kong)船(chuan)在建造(zao)上比光學望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)合來得(de)順(shun)利(li),但洛(luo)(luo)克希德仍然經歷了(le)預算(suan)不足和進(jin)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)落后,在1985年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)夏天之前,太空(kong)船(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)度(du)落后了(le)個(ge)月,而(er)預算(suan)超(chao)出了(le)30%。馬歇爾太空(kong)飛行(xing)中心的(de)(de)(de)(de)(de)報告認為(wei)洛(luo)(luo)克希德在太空(kong)船(chuan)的(de)(de)(de)(de)(de)建造(zao)上沒有采(cai)取主動,而(er)且過度(du)依賴NASA的(de)(de)(de)(de)(de)指導。
在1983年,空(kong)間望(wang)(wang)遠鏡(jing)科學協會(STScI)在經歷NASA與科學界之(zhi)間的權力(li)爭奪(duo)后成立。空(kong)間望(wang)(wang)遠鏡(jing)科學協會隸(li)屬于美國(guo)(guo)大學天文研究聯盟(AURA),這是(shi)由32個美國(guo)(guo)大學和7個國(guo)(guo)際會員組成的單位,總(zong)部坐落在馬里蘭州(zhou)巴爾地摩(mo)的約翰·霍普(pu)金斯大學校園內。
空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)科(ke)學(xue)協會負責(ze)空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)的操作(zuo)(zuo)和(he)將(jiang)數據交付給天(tian)文(wen)學(xue)家。美(mei)國國家航(hang)空航(hang)天(tian)局(NASA)想將(jiang)之做為內部的組織(zhi),但是科(ke)學(xue)家依據科(ke)學(xue)界的做法(fa)將(jiang)之規劃創立成(cheng)研究單位(wei),由NASA位(wei)在馬里蘭州綠(lv)堤,空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)科(ke)學(xue)協會南方48千米的哥(ge)達(da)德太(tai)空飛行(xing)中心(xin)和(he)承包廠商提供工(gong)程上的支(zhi)援(yuan)。哈勃望(wang)遠鏡(jing)每天(tian)24小時不間(jian)斷的運作(zuo)(zuo),由四個(ge)工(gong)作(zuo)(zuo)團隊(dui)輪流負責(ze)操作(zuo)(zuo)。
空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)歐洲(zhou)協調機構于1984年設立(li)在德國(guo)鄰近(jin)慕尼(ni)黑的(de)Garching bei München,為歐洲(zhou)的(de)天(tian)文學家提供(gong)相似(si)的(de)支援。
2022年6月,據科技日報(bao),美(mei)(mei)國《福布斯》雙周刊網站(zhan)近日報(bao)道,來自(zi)(zi)美(mei)(mei)國太空(kong)(kong)望遠鏡科學(xue)研(yan)究(jiu)所和加州大學(xue)伯克利分(fen)校(xiao)的研(yan)究(jiu)團隊分(fen)別(bie)獨立發表(biao)論文稱,他們利用(yong)美(mei)(mei)國國家航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天局(NASA)的哈勃太空(kong)(kong)望遠鏡,借(jie)助引力透鏡效應,首次探測到一個完(wan)全(quan)獨立于恒星伴星的自(zi)(zi)由(you)漂(piao)浮(fu)黑(hei)洞,這顆5000光年外的“流(liu)浪黑(hei)洞”位于銀河(he)系人馬座旋(xuan)臂(bei)內。
1990年4月24日,在美(mei)國肯尼迪航天中心由“發(fa)現者(zhe)”號(hao)航天飛機成(cheng)功發(fa)射,哈勃太空望(wang)遠鏡的(de)主要任(ren)務(wu)是:探測宇(yu)宙(zhou)深(shen)空,解(jie)(jie)開(kai)宇(yu)宙(zhou)起源之謎(mi),了解(jie)(jie)太陽系(xi)、銀(yin)河系(xi)和(he)其他星系(xi)的(de)演變過程。
早在1986年(nian)(nian),就已(yi)經計劃(hua)在當年(nian)(nian)10月份發(fa)(fa)射哈勃空間(jian)望(wang)遠鏡。但是挑戰者號的(de)事故使(shi)美國的(de)太空計劃(hua)停滯不前(qian),航天飛機的(de)暫停升空,迫使(shi)哈勃空間(jian)望(wang)遠鏡的(de)發(fa)(fa)射延遲了數年(nian)(nian)。望(wang)遠鏡和所有的(de)附(fu)件都必須分門(men)別(bie)類的(de)儲藏(zang)在無塵室內,直到(dao)能夠排出(chu)發(fa)(fa)射的(de)日(ri)期,這也使(shi)得已(yi)經超支的(de)總(zong)成(cheng)本更(geng)為高漲。
最后,隨著航(hang)天飛(fei)機(ji)在(zai)1988年(nian)再度開始升空,望遠(yuan)鏡(jing)也預(yu)定在(zai)1990年(nian)發(fa)射。在(zai)發(fa)射前(qian)的最后準備,用(yong)氮氣(qi)噴射鏡(jing)面以除去可能累積的灰塵(chen),并且(qie)對所有的系統進行廣泛(fan)的測(ce)試。終于(yu),在(zai)1990年(nian)4月(yue)24日由發(fa)現號航(hang)天飛(fei)機(ji),于(yu)STS-31航(hang)次將望遠(yuan)鏡(jing)成功(gong)的送入計劃中的軌道。
從它原始的(de)(de)總預算,大約(yue)4億(yi)美(mei)(mei)(mei)金(jin)(jin),到現在(zai)的(de)(de)花費(fei)超過25億(yi)美(mei)(mei)(mei)金(jin)(jin),哈勃(bo)的(de)(de)成本依然(ran)在(zai)不斷的(de)(de)累積與增高(gao)。美(mei)(mei)(mei)國(guo)政(zheng)府估計(ji)的(de)(de)開銷將高(gao)達45至60億(yi)美(mei)(mei)(mei)金(jin)(jin),歐(ou)洲所挹注的(de)(de)資金(jin)(jin)也高(gao)達6億(yi)歐(ou)元(1999年的(de)(de)估計(ji))。
在發射時(shi),哈勃空間望遠(yuan)鏡攜帶的儀器如下:
廣(guang)域和行星(xing)照相機(WF/PC)
戈達德(de)高解析(xi)攝譜儀(yi)(GHRS)
高速光度計(HSP)
暗(an)天體照相(xiang)機(FOC)
暗天(tian)體攝譜(pu)儀(FOS)
WF/PC原先計劃是光學觀(guan)測使(shi)用(yong)的(de)(de)高分辨率(lv)照(zhao)相(xiang)機(ji)(ji)。由NASA的(de)(de)噴射推進實驗室制(zhi)造,附(fu)有(you)一(yi)套由48片光學濾鏡組成,可(ke)以篩(shai)選特(te)殊的(de)(de)波(bo)段進行(xing)天體物理學的(de)(de)觀(guan)察。整(zheng)套儀器使(shi)用(yong)8片CCD,做(zuo)出了(le)兩(liang)架照(zhao)相(xiang)機(ji)(ji),每(mei)一(yi)架使(shi)用(yong)4片CCD。"廣(guang)域(yu)照(zhao)相(xiang)機(ji)(ji)"(WFC)因為視野較廣(guang),在(zai)解像力上有(you)所損失,而"行(xing)星(xing)照(zhao)相(xiang)機(ji)(ji)"(PC)以比WFC長的(de)(de)焦(jiao)距成像,所以有(you)較高的(de)(de)放大率(lv)。
GHRS是(shi)被設計(ji)在紫外線波(bo)段使(shi)用(yong)的(de)攝(she)譜(pu)儀,由(you)(you)(you)哥達德太空中心(xin)制造,可以(yi)達到90,000的(de)光譜(pu)分辨(bian)率,同時也(ye)為(wei)FOC和FOS選擇適宜(yi)觀(guan)測的(de)目(mu)標。FOC和FOS都是(shi)哈勃空間望遠鏡上分辨(bian)率最(zui)高的(de)儀器(qi)(qi)。這三個(ge)儀器(qi)(qi)都舍棄(qi)了CCD,使(shi)用(yong)數(shu)位光子計(ji)數(shu)器(qi)(qi)做為(wei)檢測裝置。FOC是(shi)由(you)(you)(you)歐(ou)洲空間局制造,FOS則由(you)(you)(you)馬丁·瑪麗埃塔(ta)公司制造。
最后一件(jian)儀器(qi)是由威斯康辛麥迪遜(xun)大學(xue)設計(ji)制造的(de)HSP,它用于在(zai)可(ke)見(jian)光(guang)和紫外光(guang)的(de)波段上觀(guan)測變星,和其他被篩選出的(de)天體(ti)在(zai)亮(liang)度上的(de)變化。它的(de)光(guang)度計(ji)每秒鐘可(ke)以偵(zhen)測100,000次,精確度至少可(ke)以達到2%。
哈勃空間望遠鏡(jing)的(de)導引系統也可(ke)以做(zuo)為(wei)科學儀器(qi),它的(de)三個精(jing)細(xi)導星感測(ce)器(qi)(FGS)在(zai)觀測(ce)期間主要用于保持望遠鏡(jing)指向的(de)準(zhun)確性,但也能用于進行非常準(zhun)確的(de)天(tian)體測(ce)量,測(ce)量的(de)精(jing)確度達(da)到0.0003弧秒。
第一(yi)次維修(xiu)/維護
1993年(nian),宇航員在哈(ha)勃第一(yi)次維修任(ren)務中移除了廣角(jiao)和行(xing)星照(zhao)相儀(yi),并安(an)裝(zhuang)了功(gong)能更強(qiang)大(da)的“后(hou)繼者”——2號廣角(jiao)和行(xing)星照(zhao)相儀(yi)。
第(di)二次維修/維護
1997年2月11日(ri)(ri)凌(ling)晨(chen),美國(guo)7名宇(yu)航(hang)員搭乘“發現(xian)”號航(hang)天(tian)飛機升空,對在(zai)太空飛行(xing)了(le)7年的“哈(ha)勃”太空望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)進行(xing)改造。從2月13日(ri)(ri)深夜到18日(ri)(ri)凌(ling)晨(chen),宇(yu)航(hang)員為“哈(ha)勃”更(geng)換了(le)包括近紅外(wai)照相機、多(duo)目標分(fen)光儀(yi)和太空望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)圖像(xiang)攝(she)譜儀(yi)在(zai)內的11種新設備(bei),并修補了(le)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)上部分(fen)剝落的絕(jue)緣層(ceng)。
第三(san)次維修/維護
第三次維(wei)護任(ren)務仍然由發現號在1999年(nian)12月的(de)STS-103航次中執行。在這次維(wei)護中更(geng)(geng)換了全部的(de)六臺陀螺儀,也更(geng)(geng)換了一個精細導星傳感器和計(ji)算器,安裝(zhuang)一套組裝(zhuang)好的(de)電(dian)壓/溫(wen)度改(gai)善(shan)工具(VIK)以防止(zhi)電(dian)池的(de)過熱,并且(qie)更(geng)(geng)換絕(jue)熱的(de)毯(tan)子。
第四次維修/維護
2001年(nian),科學(xue)家利用美國“哥倫(lun)比亞”號(hao)航天(tian)飛機(ji)對(dui)哈勃望遠鏡進行的第四次維修,安裝測繪(hui)照相(xiang)機(ji),更(geng)換太陽能(neng)電(dian)池板以及(ji)已工作11年(nian)的電(dian)力控制裝置(zhi),并激活了(le)休眠狀態(tai)的近紅外照相(xiang)機(ji)和多(duo)目標分光計。
第五(wu)次維(wei)修/維(wei)護
2009年(nian),美國利用(yong)航天(tian)飛機對(dui)哈(ha)勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡進行了維護。宇航員為哈(ha)勃(bo)安裝了兩(liang)套全新(xin)的(de)儀(yi)器(qi):宇宙起源光譜儀(yi)(COS)和寬視場(chang)相(xiang)機3,對(dui)望(wang)遠(yuan)鏡的(de)另外兩(liang)臺儀(yi)器(qi)——高級(ji)巡(xun)天(tian)相(xiang)機(ACS)和太空望(wang)遠(yuan)鏡成像(xiang)光譜儀(yi)(STIS)進行了現場(chang)維修,此(ci)外,還用(yong)新(xin)電池(chi)替換(huan)了哈(ha)勃(bo)用(yong)了18年(nian)的(de)舊電池(chi),安裝了6個負責(ze)望(wang)遠(yuan)鏡指(zhi)向(xiang)的(de)新(xin)陀螺儀(yi),并添加了一(yi)套全新(xin)的(de)精細(xi)制(zhi)導(dao)系統來幫(bang)助望(wang)遠(yuan)鏡指(zhi)向(xiang)正確的(de)方向(xiang)。
哈勃望遠鏡口徑為2.4米,長(chang)度約16米,帶有多種觀(guan)測暗弱天體的儀(yi)器,在(zai)地面(mian)之上約640公里的軌道上環繞地球,巡視(shi)宇(yu)宙。由于它位于大氣層之上,不(bu)像地面(mian)望遠鏡飽受大氣湍流擾動的影響,極大地拓展了人(ren)們對宇(yu)宙的了解。
哈勃太空望遠(yuan)鏡(jing)在前(qian)7年服役期間取得的主要成就(jiu)
1.增進了(le)(le)(le)(le)(le)人類(lei)(lei)對(dui)(dui)宇(yu)宙大(da)小和(he)年齡的(de)(de)(de)了(le)(le)(le)(le)(le)解。2.證明(ming)(ming)某些宇(yu)宙星(xing)(xing)系(xi)中(zhong)央(yang)存(cun)在(zai)(zai)超(chao)高質量的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)以及多數(shu)星(xing)(xing)系(xi)的(de)(de)(de)中(zhong)心都可(ke)能存(cun)在(zai)(zai)黑(hei)洞(dong)。3.在(zai)(zai)可(ke)見光譜范圍內(nei),對(dui)(dui)宇(yu)宙進行(xing)了(le)(le)(le)(le)(le)最深入(ru)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu),觀(guan)(guan)察了(le)(le)(le)(le)(le)數(shu)千個(ge)星(xing)(xing)系(xi),探測(ce)(ce)到了(le)(le)(le)(le)(le)宇(yu)宙誕生(sheng)(sheng)早期(qi)的(de)(de)(de)“原始星(xing)(xing)系(xi)”,使天文學家有可(ke)能跟(gen)蹤研(yan)究(jiu)(jiu)宇(yu)宙發展(zhan)的(de)(de)(de)歷史(shi)。4.清楚展(zhan)現了(le)(le)(le)(le)(le)銀(yin)河(he)系(xi)中(zhong)類(lei)(lei)星(xing)(xing)體這種最明(ming)(ming)亮的(de)(de)(de)天體存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)環境。5.更清晰地闡述了(le)(le)(le)(le)(le)恒星(xing)(xing)形成(cheng)的(de)(de)(de)不同(tong)過程。6.對(dui)(dui)宇(yu)宙誕生(sheng)(sheng)早期(qi)恒星(xing)(xing)形成(cheng)過程中(zhong)重元素的(de)(de)(de)組成(cheng)進行(xing)了(le)(le)(le)(le)(le)研(yan)究(jiu)(jiu),這些元素是(shi)行(xing)星(xing)(xing)和(he)生(sheng)(sheng)命存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)必要條件。7.展(zhan)示(shi)了(le)(le)(le)(le)(le)死亡恒星(xing)(xing)周圍氣體殼(ke)的(de)(de)(de)復(fu)雜組成(cheng)。8.對(dui)(dui)獵戶星(xing)(xing)云中(zhong)年輕恒星(xing)(xing)周圍的(de)(de)(de)許多塵(chen)埃碟進行(xing)了(le)(le)(le)(le)(le)探測(ce)(ce),說明(ming)(ming)地球所在(zai)(zai)的(de)(de)(de)銀(yin)河(he)系(xi)還有可(ke)能形成(cheng)其他行(xing)星(xing)(xing)系(xi)統。9.對(dui)(dui)千載(zai)難逢(feng)的(de)(de)(de)慧木(mu)(mu)相撞(zhuang)進行(xing)了(le)(le)(le)(le)(le)詳細觀(guan)(guan)測(ce)(ce)。10.對(dui)(dui)火星(xing)(xing)等太陽(yang)系(xi)行(xing)星(xing)(xing)上的(de)(de)(de)氣候民政(zheng)部進行(xing)了(le)(le)(le)(le)(le)研(yan)究(jiu)(jiu)。11.發現木(mu)(mu)星(xing)(xing)衛星(xing)(xing)木(mu)(mu)衛二和(he)木(mu)(mu)衛三的(de)(de)(de)大(da)氣層中(zhong)存(cun)在(zai)(zai)氧氣。
哈勃太空(kong)望遠鏡(jing)發現了一顆(ke)滾燙的(de)(de)“橄欖球”狀系(xi)外(wai)行星。這(zhe)顆(ke)行星因為距離(li)恒(heng)(heng)星太近而被撕(si)(si)扯、加熱,大氣也正在加速逃逸(yi),整顆(ke)行星處于被吞噬的(de)(de)邊緣。這(zhe)顆(ke)行星與恒(heng)(heng)星的(de)(de)距離(li)過(guo)于近,處在被潮汐力撕(si)(si)裂的(de)(de)邊緣。這(zhe)種“死亡擁抱(bao)”已經(jing)讓它(ta)扭曲(qu)變形(xing)為橄欖球狀,高空(kong)大氣溫(wen)度(du)超過(guo)2500攝(she)氏度(du)。
2020年(nian)1月,一個(ge)國(guo)際(ji)天(tian)文學(xue)家團隊利用美國(guo)哈勃太空望遠鏡(jing)發現了迄今已(yi)知的最(zui)遙遠、最(zui)古(gu)老的星系群。這個(ge)三重(zhong)星系群被(bei)稱(cheng)為EGS77。更重(zhong)要的是,觀測表明這個(ge)三重(zhong)星系群參與了宇宙初期被(bei)稱(cheng)為“再電(dian)離”的改造過(guo)程(cheng)。EGS77大(da)約誕生于宇宙大(da)爆(bao)炸(zha)后6.8億年(nian)時,當時宇宙年(nian)齡還不(bu)足現今138億歲的5%。
觀測(ce)到(dao)的最(zui)遙(yao)遠單(dan)顆恒星(xing)
2022年3月30日,美國(guo)國(guo)家航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天局表示,哈勃空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡借助“引(yin)力(li)透鏡”效應發現了人類迄今(jin)觀測到的最遙遠單顆(ke)恒(heng)星。
哈勃望遠(yuan)鏡捕捉到遙遠(yuan)宇宙漂流的“對蝦星云”
2022年5月(yue)30日(ri)消息,據國外(wai)媒體報道,目前,哈勃太(tai)空望遠鏡最新觀(guan)測圖像呈現(xian)了對蝦星云的局部(bu)特征(zheng),該區域色彩斑(ban)駁,令人眼花繚亂(luan),其中包括明(ming)亮發(fa)光氣體部(bu)分。
從它于1946年的(de)原(yuan)始構想開始,直(zhi)到發射(she)(she)為(wei)止,建造空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)計劃不斷的(de)被延遲和受到預(yu)算問(wen)題(ti)的(de)困擾。在它發射(she)(she)之(zhi)后(hou),立(li)即發現主鏡(jing)有球(qiu)面(mian)像差,嚴重的(de)降低(di)了(le)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)觀測能力。幸好在1993年的(de)維修任務(wu)之(zhi)后(hou),望(wang)遠(yuan)鏡(jing)恢(hui)復了(le)計劃中(zhong)的(de)品質,并且成為(wei)天文學(xue)研究和推展公共關系最(zui)重要的(de)工(gong)具。
哈勃(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)未來依靠后(hou)(hou)續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)維(wei)(wei)修(xiu)(xiu)任(ren)(ren)務是否成(cheng)功(gong),維(wei)(wei)持穩定的(de)(de)(de)(de)(de)幾個陀螺(luo)儀已經損壞,至2007年(nian)(nian),連備用的(de)(de)(de)(de)(de)也已經耗盡(jin),而且另一(yi)架用于指向的(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)功(gong)能(neng)也在(zai)(zai)衰減中。陀螺(luo)儀必須要(yao)以(yi)(yi)人工(gong)進(jin)行維(wei)(wei)修(xiu)(xiu),在(zai)(zai)2007年(nian)(nian)1月30日,主要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)先進(jin)巡(xun)天(tian)照相機(ACS)也停止(zhi)工(gong)作,在(zai)(zai)執行人工(gong)維(wei)(wei)修(xiu)(xiu)之(zhi)(zhi)(zhi)前,只(zhi)有超紫外(wai)線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)頻道能(neng)夠使(shi)用。另一(yi)方面,如(ru)果沒(mei)有再提(ti)升來增加軌道高度(du),阻力(li)會迫使(shi)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)在(zai)(zai)2010年(nian)(nian)重(zhong)(zhong)返大氣層。自從2003年(nian)(nian)航(hang)天(tian)飛(fei)機哥倫比(bi)亞不幸事件之(zhi)(zhi)(zhi)后(hou)(hou),由(you)于國際太空(kong)(kong)站和哈勃(bo)(bo)不在(zai)(zai)相同的(de)(de)(de)(de)(de)高度(du)上(shang)(shang),使(shi)得太空(kong)(kong)人在(zai)(zai)緊(jin)急(ji)狀況下缺乏(fa)安全的(de)(de)(de)(de)(de)避難場(chang)所,因而NASA認為以(yi)(yi)載(zai)人太空(kong)(kong)任(ren)(ren)務去維(wei)(wei)修(xiu)(xiu)哈勃(bo)(bo)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)是不合情(qing)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)危險任(ren)(ren)務。NASA在(zai)(zai)重(zhong)(zhong)新檢討之(zhi)(zhi)(zhi)后(hou)(hou),執行長麥克格里芬在(zai)(zai)2006年(nian)(nian)10月31日決定以(yi)(yi)亞特蘭(lan)大進(jin)行最后(hou)(hou)一(yi)次的(de)(de)(de)(de)(de)哈勃(bo)(bo)維(wei)(wei)修(xiu)(xiu)任(ren)(ren)務,任(ren)(ren)務的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)安排在(zai)(zai)2008年(nian)(nian)9月11日,基于安全上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)考量,屆時(shi)(shi)將(jiang)會讓(rang)發現號在(zai)(zai)LC-39B發射臺上(shang)(shang)待命(ming),以(yi)(yi)便在(zai)(zai)緊(jin)急(ji)情(qing)況時(shi)(shi)能(neng)提(ti)供救(jiu)援。計劃(hua)中的(de)(de)(de)(de)(de)維(wei)(wei)修(xiu)(xiu)將(jiang)能(neng)讓(rang)哈勃(bo)(bo)空(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)持續(xu)工(gong)作至2013年(nian)(nian)。如(ru)果成(cheng)功(gong)了,后(hou)(hou)繼(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)詹姆(mu)斯·韋伯空(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(JWST)應該已經發射升空(kong)(kong),可(ke)以(yi)(yi)銜接得上(shang)(shang)任(ren)(ren)務了。韋伯空(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)在(zai)(zai)許多研究計劃(hua)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng)都遠(yuan)(yuan)超過哈勃(bo)(bo),但將(jiang)只(zhi)觀測(ce)紅(hong)外(wai)線(xian),因此在(zai)(zai)光(guang)譜的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)見(jian)光(guang)和紫外(wai)線(xian)領域內無法(fa)取代哈勃(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng)。
在(zai)(zai)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)發射(she)數(shu)星期之(zhi)(zhi)后(hou),傳回來(lai)的(de)圖(tu)(tu)片(pian)顯(xian)示在(zai)(zai)光學系統上有嚴重的(de)問題。雖然,第一(yi)張圖(tu)(tu)像看起來(lai)比地基望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)明(ming)銳,但望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)顯(xian)然沒有達到最佳(jia)的(de)聚焦狀態,獲得的(de)最佳(jia)圖(tu)(tu)像品質(zhi)也(ye)遠(yuan)低于當初的(de)期望(wang)(wang)。點(dian)源的(de)影(ying)像被(bei)擴散成超過一(yi)弧秒(miao)半徑(jing)的(de)圓,而不是在(zai)(zai)設計準則中的(de)標準:集中在(zai)(zai)直(zhi)徑(jing)0.1弧秒(miao)之(zhi)(zhi)內,有同(tong)心圓的(de)點(dian)彌漫(man)函數(shu)圖(tu)(tu)像。
對圖樣缺陷的(de)(de)分(fen)析顯(xian)示,問題(ti)的(de)(de)根源在主(zhu)鏡的(de)(de)形(xing)狀被磨(mo)錯了。鏡面邊緣(yuan)太(tai)平了一些(xie),與(yu)需要的(de)(de)位置差了約2.2微米,但(dan)這個差別造(zao)成的(de)(de)是災(zai)難性的(de)(de)、嚴重的(de)(de)球面像差。來自鏡面邊緣(yuan)的(de)(de)反(fan)射光,不(bu)能(neng)聚集在與(yu)中央的(de)(de)反(fan)射光相同(tong)的(de)(de)焦點上。
鏡子的(de)(de)瑕(xia)疵造成的(de)(de)作用是(shi)(shi)在科學觀(guan)察(cha)的(de)(de)核心(xin)觀(guan)測上(shang),核心(xin)像(xiang)差的(de)(de)PSF要(yao)足(zu)夠的(de)(de)明銳(rui)到足(zu)以進行高(gao)(gao)解析的(de)(de)分辨,但(dan)對(dui)(dui)明亮的(de)(de)天(tian)(tian)體(ti)和光譜分析是(shi)(shi)不受(shou)影響(xiang)的(de)(de)。雖然,在外圍(wei)損失大片的(de)(de)光因(yin)為不能(neng)匯(hui)聚在焦(jiao)點上(shang)而造成暈像(xiang),嚴重(zhong)的(de)(de)減損了(le)望遠鏡觀(guan)察(cha)暗天(tian)(tian)體(ti)或高(gao)(gao)反差影像(xiang)的(de)(de)能(neng)力。這意味(wei)著幾乎所有對(dui)(dui)宇宙學的(de)(de)研究計劃都(dou)不能(neng)執行,因(yin)為它們都(dou)是(shi)(shi)非常暗弱的(de)(de)觀(guan)測對(dui)(dui)象(xiang)。美國國家航空(kong)航天(tian)(tian)局和哈(ha)勃空(kong)間望遠鏡成為許多笑話的(de)(de)箭靶,并且被認(ren)為是(shi)(shi)大白象(xiang)(花(hua)費大而無用的(de)(de)東西(xi))。
從點(dian)源的(de)(de)(de)(de)圖像(xiang)往回追(zhui)溯,天文學家確定鏡(jing)面的(de)(de)(de)(de)圓錐常(chang)數(shu)是?1.01324,而(er)不是原先期望(wang)的(de)(de)(de)(de)?1.00230。通過分(fen)析珀金埃爾默(mo)的(de)(de)(de)(de)零(ling)校正器(精確測量(liang)拋(pao)光(guang)曲面的(de)(de)(de)(de)儀器)和分(fen)析在地面測試鏡(jing)子的(de)(de)(de)(de)干涉圖影像(xiang),也獲得了相同的(de)(de)(de)(de)數(shu)值。
由噴射推(tui)進實驗室主任,亞倫領導的委員會(hui),確定(ding)了錯誤是如何發(fa)(fa)生的。亞倫委員會(hui)發(fa)(fa)現珀金埃爾默使用的零校(xiao)正器(qi)在(zai)裝配上(shang)發(fa)(fa)生了錯誤,它的向場透鏡位置偏差了1.3毫米。
在(zai)拋光鏡子的(de)(de)期間(jian),珀金(jin)埃(ai)爾默使用(yong)另外二(er)架(jia)零校(xiao)(xiao)正器,兩(liang)者都(正確(que)的(de)(de))顯示鏡子有球(qiu)面像(xiang)差(cha)。這些測試都是為確(que)實消除球(qiu)面像(xiang)差(cha)而設(she)計的(de)(de),不顧品(pin)管(guan)文件的(de)(de)指導,公(gong)司認為這二(er)架(jia)零校(xiao)(xiao)正器的(de)(de)精確(que)度不如(ru)主要(yao)的(de)(de)設(she)備(bei),而忽略了測試的(de)(de)結(jie)果。
委(wei)員(yuan)(yuan)會指出失敗的(de)主因是(shi)珀金埃爾默。由(you)于進(jin)度表頻繁更動(dong)造(zao)成的(de)損耗和望(wang)遠鏡制造(zao)費用(yong)的(de)超支,造(zao)成了(le)在美國(guo)航(hang)空(kong)(kong)暨(ji)太空(kong)(kong)總署(shu)和光學公(gong)司之間(jian)的(de)關(guan)系極(ji)度的(de)緊(jin)張。美國(guo)航(hang)空(kong)(kong)暨(ji)太空(kong)(kong)總署(shu)發現珀金埃爾默并不認為鏡子(zi)的(de)制做在他們的(de)業(ye)務中是(shi)關(guan)鍵性的(de)困難工作(zuo),而美國(guo)航(hang)空(kong)(kong)暨(ji)太空(kong)(kong)總署(shu)也未能(neng)在拋光之前善盡本身的(de)職責(ze)。在委(wei)員(yuan)(yuan)會沉(chen)痛的(de)批評珀金埃爾默在管(guan)(guan)理上的(de)不當與(yu)缺失的(de)同時,美國(guo)航(hang)空(kong)(kong)暨(ji)太空(kong)(kong)總署(shu)也被非議未善盡品管(guan)(guan)的(de)責(ze)任,與(yu)不該只(zhi)依賴(lai)唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)架儀器的(de)測試結果。
在(zai)望遠鏡的(de)(de)設(she)計中(zhong)原(yuan)本就(jiu)規劃(hua)了維修的(de)(de)任(ren)(ren)務(wu),所以天文學家立刻就(jiu)開始尋找可(ke)以在(zai)1993年,預定進行第一次(ci)維修任(ren)(ren)務(wu)時(shi)解決問題(ti)的(de)(de)方案。讓柯達再(zai)為(wei)哈勃制作(zuo)備(bei)用(yong)鏡在(zai)軌(gui)道上(shang)(shang)進行更(geng)換太昂貴且耗費時(shi)間(jian),臨時(shi)將(jiang)望遠鏡帶回地面上(shang)(shang)修理也不可(ke)能。相(xiang)反,鏡片錯誤的(de)(de)形狀已經被精確的(de)(de)測量出(chu)來,因(yin)此可(ke)以設(she)計一個有相(xiang)同的(de)(de)球面像差,但功(gong)效相(xiang)反的(de)(de)光(guang)學系(xi)統(tong)來抵(di)消(xiao)錯誤。也就(jiu)是(shi)在(zai)第一次(ci)的(de)(de)維修任(ren)(ren)務(wu)中(zhong)為(wei)哈勃配上(shang)(shang)一副能改(gai)正球面像差的(de)(de)眼鏡。
由于原本儀器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)設(she)計方式(shi),必(bi)須要兩套(tao)不同的(de)(de)(de)(de)校正儀器(qi)(qi)。廣域(yu)和(he)行(xing)星照(zhao)相(xiang)機的(de)(de)(de)(de)設(she)計包括轉動的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)片(pian)和(he)直(zhi)接進(jin)入兩架照(zhao)相(xiang)機的(de)(de)(de)(de)8片(pian)獨立CCD芯片(pian)的(de)(de)(de)(de)光(guang)線,可(ke)以用一個反球(qiu)面像差的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)片(pian)完全的(de)(de)(de)(de)消除掉它(ta)們表面上的(de)(de)(de)(de)主要變形(xing)。修(xiu)(xiu)正鏡(jing)被固定在替換的(de)(de)(de)(de)第二代廣域(yu)和(he)行(xing)星照(zhao)相(xiang)機內(由于進(jin)度和(he)預算(suan)的(de)(de)(de)(de)壓力,只修(xiu)(xiu)正4片(pian)CCD而不是8片(pian))。但是,其他的(de)(de)(de)(de)儀器(qi)(qi)就缺乏任何(he)可(ke)以安(an)置(zhi)的(de)(de)(de)(de)中間(jian)表面,因此必(bi)須要一個外加的(de)(de)(de)(de)修(xiu)(xiu)正裝置(zhi)。
設計(ji)用來(lai)改(gai)正球面像差(cha)的(de)(de)儀(yi)(yi)器(qi)稱(cheng)為“空間望遠鏡(jing)光軸補償(chang)校正光學(xue)”(COSTAR),基(ji)本上包含兩個(ge)在光路上的(de)(de)鏡(jing)子,其(qi)中一個(ge)將球面像差(cha)校正過來(lai),光線被聚焦給(gei)暗天(tian)體照相機、暗天(tian)體光譜(pu)儀(yi)(yi)和高(gao)(gao)達德高(gao)(gao)解析攝譜(pu)儀(yi)(yi)。為了提供COSTAR在望遠鏡(jing)內所需要的(de)(de)位置,必須移(yi)除(chu)其(qi)中一件儀(yi)(yi)器(qi),天(tian)文學(xue)家的(de)(de)選擇是(shi)犧牲高(gao)(gao)速光度(du)計(ji)。
在哈勃任務的(de)(de)前三年期(qi)間,在光(guang)學系統被修正到(dao)合適之前,望(wang)遠(yuan)鏡依然執行了(le)大(da)量的(de)(de)觀(guan)(guan)(guan)測(ce)。光(guang)譜的(de)(de)觀(guan)(guan)(guan)測(ce)未(wei)受到(dao)球面像(xiang)差(cha)的(de)(de)影(ying)響(xiang),但是許多(duo)暗弱天體的(de)(de)觀(guan)(guan)(guan)測(ce)因(yin)為望(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)表現不佳而被取消或延后(hou)。盡管受到(dao)了(le)挫折,樂觀(guan)(guan)(guan)的(de)(de)天文學家在這三年內熟(shu)練的(de)(de)運用影(ying)像(xiang)處理技術(shu),例如反折績(ji)(影(ying)像(xiang)重(zhong)疊(die))得到(dao)許多(duo)科學上的(de)(de)進(jin)展(zhan)。
2021年3月7日(ri)。哈勃太空望遠鏡由于(yu)一個(ge)軟(ruan)件故障(zhang)(zhang)導(dao)致暫停運行;3月12日(ri),望遠鏡已經部分恢復工(gong)作,但仍有故障(zhang)(zhang)沒有排除。
NASA表示(shi),哈勃太空望遠鏡已(yi)經完成(cheng)了(le)恢復(fu)運(yun)行(xing)以來的首次科學觀測(ce),使用宇宙光譜(pu)儀繪(hui)制(zhi)了(le)一(yi)個活(huo)動(dong)星系(xi)內核的氣體流動(dong)圖。但是第三號(hao)廣視場相機(ji)(WFC3)仍舊(jiu)處于暫(zan)停狀態,研(yan)究人員發現(xian)了(le)一(yi)個低電壓問(wen)題,這(zhe)導致該相機(ji)無(wu)法啟動(dong)。
2021年6月19日,美國(guo)宇航局NASA表(biao)示,已經觀(guan)測宇宙30多年的(de)哈(ha)勃(bo)(bo)太空(kong)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)過(guo)去幾天處于(yu)停機(ji)狀(zhuang)態,原因是(shi)(shi)一個有(you)效(xiao)載荷(he)(he)計算(suan)機(ji)從13日起停止了工作。NASA表(biao)示,有(you)效(xiao)載荷(he)(he)計算(suan)機(ji)是(shi)(shi)用于(yu)控制和(he)(he)協調科學(xue)儀(yi)(yi)器,并出于(yu)健康(kang)和(he)(he)安全(quan)目的(de)對(dui)其進(jin)行(xing)監控;此外(wai)NASA還表(biao)示哈(ha)勃(bo)(bo)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)本身和(he)(he)伴隨它的(de)科學(xue)儀(yi)(yi)器都(dou)“處于(yu)良好(hao)狀(zhuang)態”。本周(zhou)一NASA曾試圖恢(hui)復計算(suan)機(ji),但未能(neng)成功。初(chu)步(bu)證據顯示問題的(de)根(gen)源(yuan)是(shi)(shi)計算(suan)機(ji)內(nei)存模(mo)塊退(tui)化,不過(guo)嘗試切換備(bei)用內(nei)存模(mo)塊的(de)方法也失(shi)敗了。
哈勃望遠鏡于1990年(nian)發射,20多年(nian)來,一直在源(yuan)源(yuan)不斷地將美麗的宇宙圖像傳回地球。(央(yang)廣(guang)網)
哈(ha)勃太空望遠鏡升空27年(nian)以來(lai),取(qu)得了許多突破(po)性發(fa)現,不斷帶給我(wo)們驚喜(xi),讓我(wo)們有幸能觸(chu)碰億(yi)萬光年(nian)外的神秘。(中國青年(nian)網評)
截至2015年(nian)3月,哈(ha)勃(bo)太(tai)空望遠鏡已經環繞地球飛行25年(nian),它捕捉到的照片正(zheng)從根本(ben)上改變著我們對(dui)宇宙(zhou)的認識。(新華網)
截至2009年(nian),自(zi)美國(guo)“哈(ha)勃”太空望遠(yuan)鏡1990年(nian)發射升空以來,共(gong)有20多(duo)個國(guo)家的(de)2000多(duo)名科(ke)學家利用這只“太空眼”進行了11萬多(duo)次天(tian)文(wen)觀測,并在分析觀測數據的(de)基礎上(shang)撰寫(xie)1346篇(pian)論文(wen)。(中國(guo)網)
哈勃(bo)太空望遠鏡耗資達(da)(da)21億(yi)美元(yuan),從初步(bu)構想的提出、設計到建造(zao)完成,時間跨度達(da)(da)40多年(nian)。(科普中國)