哈勃(bo)空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)(英語(yu):Hubble Space Telescope,縮(suo)寫:HST)是以美國天文學家愛德(de)溫·哈勃(bo)為名(ming),于1990年(nian)4月24日成功發射,位于地(di)球的(de)大氣(qi)層之上的(de)光學望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)。
2019年(nian)5月,哈(ha)勃(bo)太空(kong)望遠鏡科(ke)學(xue)家(jia)公布了最(zui)新的(de)宇(yu)宙(zhou)照(zhao)片——“哈(ha)勃(bo)遺產場(chang)”(HLF),這是迄今最(zui)完(wan)整最(zui)全面的(de)宇(yu)宙(zhou)圖(tu)譜,由(you)哈(ha)勃(bo)在(zai)16年(nian)間拍攝的(de)7500張星空(kong)照(zhao)片拼接而成,包含約265000個星系,其中(zhong)有些已(yi)至(zhi)少(shao)133億歲“高齡”,對(dui)其進行(xing)研究有助于科(ke)學(xue)家(jia)深入(ru)了解更早的(de)宇(yu)宙(zhou)歷(li)史。
2021年6月(yue)19日,據(ju)法新社(she)報道,美國宇航局(ju)NASA表示,已經觀測(ce)宇宙30多年的哈(ha)勃太空(kong)望遠鏡過去幾天處于停(ting)機(ji)狀態,原因(yin)是一個(ge)有效載荷計算機(ji)從13日起停(ting)止了工作(zuo)。
哈(ha)勃空(kong)間望遠鏡(jing)(jing)(英語:Hubble Space Telescope,HST),是以天(tian)文學(xue)(xue)家愛德溫(wen)·哈(ha)勃為(wei)名,在地(di)(di)(di)球(qiu)軌道的(de)(de)(de)(de)望遠鏡(jing)(jing)。哈(ha)勃望遠鏡(jing)(jing)接收(shou)地(di)(di)(di)面(mian)控制(zhi)中心(美國馬里蘭州的(de)(de)(de)(de)霍(huo)普金斯大(da)學(xue)(xue)內)的(de)(de)(de)(de)指令并將各(ge)種觀測(ce)數(shu)據(ju)通過無線(xian)電傳(chuan)輸(shu)回(hui)地(di)(di)(di)球(qiu)。由于(yu)(yu)(yu)它(ta)位于(yu)(yu)(yu)地(di)(di)(di)球(qiu)大(da)氣層之(zhi)上(shang),因此(ci)獲得(de)了地(di)(di)(di)基(ji)望遠鏡(jing)(jing)所沒有的(de)(de)(de)(de)好處(chu):影像不(bu)受大(da)氣湍流的(de)(de)(de)(de)擾動、視相度絕佳,且無大(da)氣散射造成的(de)(de)(de)(de)背景光(guang),還能觀測(ce)會被臭(chou)氧層吸收(shou)的(de)(de)(de)(de)紫外線(xian)。于(yu)(yu)(yu)1990年發射之(zhi)后,已經成為(wei)天(tian)文史上(shang)最(zui)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)儀器。它(ta)成功彌補了地(di)(di)(di)面(mian)觀測(ce)的(de)(de)(de)(de)不(bu)足,幫助天(tian)文學(xue)(xue)家解決了許多天(tian)文學(xue)(xue)上(shang)的(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)問題,使(shi)得(de)人類對天(tian)文物理有更多的(de)(de)(de)(de)認識。此(ci)外,哈(ha)勃的(de)(de)(de)(de)超深(shen)空(kong)視場則是天(tian)文學(xue)(xue)家目前能獲得(de)的(de)(de)(de)(de)最(zui)深(shen)入、也是最(zui)敏(min)銳的(de)(de)(de)(de)太空(kong)光(guang)學(xue)(xue)影像。
哈(ha)勃(bo)空間望遠(yuan)鏡和康普頓γ射(she)線(xian)天(tian)(tian)(tian)(tian)文臺、錢(qian)德拉X光天(tian)(tian)(tian)(tian)文臺、斯皮(pi)策空間望遠(yuan)鏡都(dou)是美國(guo)國(guo)家(jia)航空航天(tian)(tian)(tian)(tian)局大型軌道天(tian)(tian)(tian)(tian)文臺計(ji)劃的一部分。哈(ha)勃(bo)空間望遠(yuan)鏡由NASA和ESA合作共同管理。
哈勃空間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)歷史(shi)可(ke)(ke)以(yi)追溯至1946年天(tian)(tian)文(wen)(wen)學家萊(lai)曼·斯皮(pi)策(ce)(Lyman Spitzer, Jr.)所(suo)提出的(de)(de)(de)(de)論文(wen)(wen):《在地球之外(wai)的(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)(wen)觀(guan)測(ce)(ce)優勢》。在文(wen)(wen)中(zhong),他(ta)指出在太空中(zhong)的(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)文(wen)(wen)臺有兩(liang)項優于地面天(tian)(tian)文(wen)(wen)臺的(de)(de)(de)(de)性(xing)能。首先,角分(fen)辨率(物體能被(bei)清楚分(fen)辨的(de)(de)(de)(de)最小分(fen)離(li)角度)的(de)(de)(de)(de)極限將(jiang)只(zhi)受限于衍射,而(er)不(bu)是由造成星光閃爍(shuo)、動蕩不(bu)安(an)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣所(suo)造成的(de)(de)(de)(de)視象度。在當時,以(yi)地面為基地的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡解析力只(zhi)有0.5-1.0弧秒(miao),相較下,只(zhi)要口徑2.5米的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡就能達到理論上(shang)衍射的(de)(de)(de)(de)極限值0.1弧秒(miao)。其次,在太空中(zhong)的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡可(ke)(ke)以(yi)觀(guan)測(ce)(ce)被(bei)大(da)(da)氣層吸收殆盡的(de)(de)(de)(de)紅外(wai)線(xian)和紫外(wai)線(xian)。
斯皮(pi)(pi)策以空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)為(wei)事業,致力(li)于空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)的(de)推(tui)展。在1962年,美(mei)國國家科(ke)學(xue)院在一(yi)(yi)份報(bao)告中推(tui)薦空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)做為(wei)發展太空(kong)計劃(hua)的(de)一(yi)(yi)部分(fen),在1965年,斯皮(pi)(pi)策被(bei)任命為(wei)一(yi)(yi)個科(ke)學(xue)委員(yuan)會(hui)(hui)的(de)主任委員(yuan),該委員(yuan)會(hui)(hui)的(de)目的(de)就是建造一(yi)(yi)架空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)。
在第二次世界大戰時(shi),科學家利(li)用發展(zhan)火箭技術的(de)(de)(de)(de)同時(shi),曾經小規模的(de)(de)(de)(de)嘗試過以太(tai)(tai)空為基地的(de)(de)(de)(de)天(tian)文學。在1946年(nian),首度觀察到了太(tai)(tai)陽的(de)(de)(de)(de)紫外(wai)線(xian)光譜(pu)。英國(guo)在1962年(nian)發射了太(tai)(tai)陽望遠鏡(jing)放置(zhi)在軌(gui)道上,做(zuo)為亞利(li)安太(tai)(tai)空計劃的(de)(de)(de)(de)一(yi)部分。1966年(nian)NASA進(jin)行了第一(yi)個(ge)軌(gui)道天(tian)文臺(OAO)任務(wu),但第一(yi)個(ge)OAO的(de)(de)(de)(de)電池在三(san)天(tian)后就失效,中止(zhi)了這項任務(wu)了。第二個(ge)OAO在1968至(zhi)1972年(nian)對恒星和星系進(jin)行了紫外(wai)線(xian)的(de)(de)(de)(de)觀測,比原先的(de)(de)(de)(de)計劃多工作了一(yi)年(nian)的(de)(de)(de)(de)時(shi)間。
軌(gui)道天(tian)文(wen)(wen)臺任務展示了以太(tai)空(kong)(kong)為基地的(de)(de)天(tian)文(wen)(wen)臺在(zai)天(tian)文(wen)(wen)學上扮演的(de)(de)重要角(jiao)色,因(yin)此在(zai)1968年NASA確定了在(zai)太(tai)空(kong)(kong)中建(jian)造直徑3米反(fan)射望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡的(de)(de)計劃(hua),當時暫時的(de)(de)名稱是(shi)大型軌(gui)道望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡或大型空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(LST),預計在(zai)1979年發射。這個計劃(hua)強調(diao)須要有人進(jin)入太(tai)空(kong)(kong)進(jin)行維(wei)護(hu),才能(neng)確保這個所費(fei)不貲的(de)(de)計劃(hua)能(neng)夠(gou)(gou)延續夠(gou)(gou)長(chang)的(de)(de)工作(zuo)時間;并且同步發展可以重復(fu)使用的(de)(de)航天(tian)飛(fei)機技術,才能(neng)使前(qian)項(xiang)計劃(hua)成為可行的(de)(de)計劃(hua)。
軌道天文(wen)臺計劃(hua)的(de)(de)(de)(de)成功,鼓舞了越(yue)來越(yue)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)公眾輿(yu)論(lun)支持大型空(kong)(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)應該是天文(wen)學(xue)領(ling)域(yu)內重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)目標(biao)。在(zai)1970年(nian)NASA設(she)立了兩個委(wei)員會,一(yi)個規劃(hua)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)工程(cheng),另一(yi)個研究空(kong)(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)任(ren)務的(de)(de)(de)(de)科學(xue)目標(biao)。在(zai)這(zhe)之后,NASA下一(yi)個需(xu)要(yao)(yao)排(pai)除的(de)(de)(de)(de)障(zhang)礙就是資金(jin)的(de)(de)(de)(de)問題,因為(wei)這(zhe)比任(ren)何一(yi)個地(di)面上的(de)(de)(de)(de)天文(wen)臺所耗費(fei)的(de)(de)(de)(de)資金(jin)都要(yao)(yao)龐大許(xu)多(duo)倍。美國的(de)(de)(de)(de)國會對(dui)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)預算需(xu)求提出(chu)了許(xu)多(duo)的(de)(de)(de)(de)質疑(yi),為(wei)了與(yu)裁(cai)軍(jun)所需(xu)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)預算對(dui)抗,當(dang)時就詳細的(de)(de)(de)(de)列(lie)出(chu)了望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)硬件需(xu)求以及后續發展所需(xu)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)儀(yi)器。在(zai)1974年(nian),在(zai)裁(cai)減(jian)政府(fu)開支的(de)(de)(de)(de)鼓動下,杰拉爾德(de)·福(fu)特剔除了所有(you)進行(xing)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)預算。
為回應此,天文(wen)學家(jia)協調(diao)了(le)全國性的游說努力(li)。許多(duo)天文(wen)學家(jia)親自前往拜會眾議員和參議員,并(bing)且進行了(le)大規(gui)模的信件和文(wen)字宣傳。國家(jia)科學院出版的報告也(ye)強調(diao)空(kong)間望遠鏡的重要(yao)性,最后參議院決議恢復(fu)原先被(bei)國會刪除的一(yi)半預算。
資金的(de)(de)(de)(de)縮(suo)(suo)減(jian)導致目標(biao)項目的(de)(de)(de)(de)減(jian)少,鏡(jing)(jing)片的(de)(de)(de)(de)口徑也(ye)由3米縮(suo)(suo)為(wei)2.4米,以(yi)降(jiang)低成本(ben)和更有(you)效與緊密的(de)(de)(de)(de)配置望遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)件。原先(xian)(xian)計(ji)(ji)劃做為(wei)先(xian)(xian)期測試(shi),放置在(zai)衛星上(shang)的(de)(de)(de)(de)1.5米空(kong)(kong)間望遠鏡(jing)(jing)也(ye)被取消了,對預算表(biao)示關(guan)切的(de)(de)(de)(de)歐(ou)洲空(kong)(kong)間局(ju)也(ye)成為(wei)共同合作的(de)(de)(de)(de)伙伴(ban)。歐(ou)洲空(kong)(kong)間局(ju)同意提供經費和一些望遠鏡(jing)(jing)上(shang)需要(yao)的(de)(de)(de)(de)儀器(qi),像是做為(wei)動力來源的(de)(de)(de)(de)太陽能電池,回饋的(de)(de)(de)(de)是歐(ou)洲的(de)(de)(de)(de)天文學家可以(yi)使(shi)用不少于15%的(de)(de)(de)(de)望遠鏡(jing)(jing)觀測時(shi)間。在(zai)1978年,美國國會撥付了36,000,000元美金,讓大型空(kong)(kong)間望遠鏡(jing)(jing)開始設(she)計(ji)(ji),并計(ji)(ji)劃在(zai)1983年發射(she)升空(kong)(kong)。
在1980年(nian)初,望遠鏡被命為哈勃(bo),以紀念在20世紀初期發現(xian)宇宙膨脹的天文學(xue)家艾德溫·哈勃(bo)。
1979年5月,在康涅狄格(ge)州丹(dan)柏(bo)立的珀金(jin)埃爾默公(gong)司(si)拋(pao)光中的哈勃主鏡。出現在圖中的是服務于該(gai)公(gong)司(si)的工程師馬(ma)丁椰(ye)林博士。
空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡的(de)(de)計(ji)劃(hua)一(yi)經批準,計(ji)劃(hua)就被(bei)分割成許多(duo)子計(ji)劃(hua)分送各機關(guan)執行。馬(ma)(ma)歇爾太(tai)空(kong)飛(fei)行中心(xin)(xin)(MSFC)負(fu)責(ze)設(she)計(ji)、發(fa)展和(he)建造(zao)望(wang)遠鏡,金石太(tai)空(kong)飛(fei)行中心(xin)(xin)(GSFC)負(fu)責(ze)科(ke)學儀器的(de)(de)整體控制(zhi)和(he)地面(mian)的(de)(de)任(ren)務控制(zhi)中心(xin)(xin)。馬(ma)(ma)歇爾太(tai)空(kong)飛(fei)行中心(xin)(xin)委(wei)托(tuo)珀金埃爾默(mo)(Perkin-Elmer)設(she)計(ji)和(he)制(zhi)造(zao)空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡的(de)(de)光學組件,還有精密定(ding)位感測器(FGS),洛克希德被(bei)委(wei)托(tuo)建造(zao)安(an)裝望(wang)遠鏡的(de)(de)太(tai)空(kong)船(chuan)。
望遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)鏡(jing)(jing)子(zi)和(he)光(guang)(guang)(guang)學系(xi)統是(shi)最關(guan)鍵的(de)(de)部(bu)分,因此在(zai)設計(ji)上(shang)有很嚴格的(de)(de)規(gui)范(fan)。一(yi)般的(de)(de)望遠鏡(jing)(jing),鏡(jing)(jing)子(zi)在(zai)拋光(guang)(guang)(guang)之后(hou)的(de)(de)準確性大約(yue)是(shi)可見(jian)光(guang)(guang)(guang)波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)十分之一(yi),但(dan)是(shi)因為空間望遠鏡(jing)(jing)觀測的(de)(de)范(fan)圍是(shi)從紫外線到(dao)近(jin)紅(hong)外線,所以需要比以前的(de)(de)望遠鏡(jing)(jing)更高十倍的(de)(de)解(jie)析力,它的(de)(de)鏡(jing)(jing)子(zi)在(zai)拋光(guang)(guang)(guang)后(hou)的(de)(de)準確性達(da)到(dao)可見(jian)光(guang)(guang)(guang)波(bo)長(chang)(chang)的(de)(de)廿(nian)分之一(yi),也就(jiu)是(shi)大約(yue)30納米。
珀金埃爾(er)(er)默刻意使(shi)用(yong)極端(duan)復(fu)雜的(de)(de)電腦控(kong)制(zhi)拋(pao)光機研(yan)磨(mo)(mo)鏡子(zi),但卻(que)在(zai)最(zui)尖(jian)端(duan)的(de)(de)技術上出了問(wen)題;柯達被委托使(shi)用(yong)傳統的(de)(de)拋(pao)光技術制(zhi)做一個備用(yong)的(de)(de)鏡子(zi)(柯達的(de)(de)這面(mian)鏡子(zi)現在(zai)永(yong)久保存在(zai)史密松(song)寧學會)。1979年,珀金埃爾(er)(er)默開始磨(mo)(mo)制(zhi)鏡片(pian),使(shi)用(yong)的(de)(de)是(shi)超低膨脹玻璃,為了將鏡子(zi)的(de)(de)重量降至(zhi)最(zui)低,采用(yong)蜂窩格子(zi),只有表面(mian)和底面(mian)各一吋是(shi)厚實的(de)(de)玻璃。
鏡(jing)子(zi)的(de)(de)拋光(guang)從1979年(nian)開始持續到1981年(nian)5月,拋光(guang)的(de)(de)進度(du)已經(jing)落后并(bing)且(qie)超過了預算,這時NASA的(de)(de)報(bao)告(gao)才開始對珀金埃爾默(mo)的(de)(de)管(guan)理結(jie)構(gou)質疑。為了節約經(jing)費(fei),NASA停止支援鏡(jing)片(pian)的(de)(de)制作,并(bing)且(qie)將發(fa)射(she)日期延后至1984年(nian)10月。鏡(jing)片(pian)在1981年(nian)底全部完成,并(bing)且(qie)鍍(du)上了75nm厚的(de)(de)鋁增強反射(she),和(he)25nm厚的(de)(de)鎂氟保(bao)護層。
因為(wei)在(zai)光學望遠鏡組合上的(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)算持續(xu)膨脹,進度也(ye)落后的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,對(dui)珀金埃爾默能否勝任后續(xu)工作的(de)(de)(de)(de)(de)質疑繼(ji)續(xu)存(cun)在(zai)。為(wei)了回應被描述成"未(wei)定(ding)案(an)和善變的(de)(de)(de)(de)(de)日報表(biao)",NASA將發射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)日期(qi)再(zai)延(yan)至(zhi)(zhi)1985年的(de)(de)(de)(de)(de)4月。但(dan)是(shi),珀金埃爾默的(de)(de)(de)(de)(de)進度持續(xu)的(de)(de)(de)(de)(de)每季增加一個(ge)月的(de)(de)(de)(de)(de)速率惡化(hua)中,時(shi)(shi)間上的(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)遲也(ye)達到(dao)每個(ge)工作天都(dou)在(zai)持續(xu)落后中。NASA被迫延(yan)后發射(she)日期(qi),先延(yan)至(zhi)(zhi)1986年3月,然后又延(yan)至(zhi)(zhi)1986年9月。這時(shi)(shi)整個(ge)計劃的(de)(de)(de)(de)(de)總花費(fei)已經高達美金11億(yi)7500萬。
安置(zhi)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)和儀器(qi)的(de)太空船是(shi)主要工程上的(de)另一個挑(tiao)戰。它必(bi)須(xu)能勝任(ren)與抵(di)擋在(zai)陽光與地球的(de)陰(yin)影之間頻繁進(jin)出所(suo)造成的(de)溫(wen)度變化,還要極端地穩定并(bing)(bing)能長時間的(de)將望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)精確地對準(zhun)目標。以(yi)多層絕緣材料(liao)制(zhi)成的(de)遮蔽(bi)物(wu)能使(shi)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)內(nei)(nei)部(bu)的(de)溫(wen)度保持穩定,并(bing)(bing)且以(yi)輕(qing)質的(de)鋁(lv)殼包圍住望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)和儀器(qi)的(de)支(zhi)架。在(zai)外殼之內(nei)(nei),石墨環氧(yang)的(de)框(kuang)架將校準(zhun)好的(de)工作儀器(qi)牢(lao)固的(de)固定住。
有(you)一段時間用于安置儀器和望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)太空(kong)船在建造(zao)上比(bi)光學望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)組合來得順利,但洛克希(xi)德仍然經歷(li)了預算(suan)不足和進度(du)的(de)(de)(de)落(luo)后(hou),在1985年的(de)(de)(de)夏(xia)天(tian)之前(qian),太空(kong)船的(de)(de)(de)進度(du)落(luo)后(hou)了個月(yue),而預算(suan)超出了30%。馬(ma)歇爾太空(kong)飛行中心的(de)(de)(de)報(bao)告(gao)認為洛克希(xi)德在太空(kong)船的(de)(de)(de)建造(zao)上沒有(you)采(cai)取主動(dong),而且過度(du)依賴NASA的(de)(de)(de)指導。
在1983年(nian),空間(jian)望遠鏡科學(xue)協會(STScI)在經(jing)歷(li)NASA與科學(xue)界之間(jian)的(de)權力爭奪(duo)后成立。空間(jian)望遠鏡科學(xue)協會隸屬于(yu)美(mei)國(guo)大(da)學(xue)天文研究聯盟(AURA),這是由32個(ge)美(mei)國(guo)大(da)學(xue)和7個(ge)國(guo)際會員(yuan)組成的(de)單位,總部坐落在馬里蘭州巴(ba)爾地摩的(de)約翰·霍(huo)普(pu)金斯(si)大(da)學(xue)校園內(nei)。
空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡(jing)科(ke)學協會(hui)負責空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡(jing)的操作和(he)(he)將(jiang)數據交付給天文學家。美國國家航空(kong)(kong)航天局(NASA)想將(jiang)之做(zuo)為內部的組(zu)織,但是科(ke)學家依據科(ke)學界的做(zuo)法將(jiang)之規劃(hua)創立(li)成研(yan)究(jiu)單位(wei),由NASA位(wei)在馬里蘭州綠堤,空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡(jing)科(ke)學協會(hui)南方(fang)48千米的哥達德太空(kong)(kong)飛行中心和(he)(he)承包廠商提供工(gong)程上(shang)的支援。哈(ha)勃望(wang)遠鏡(jing)每(mei)天24小時不間斷的運(yun)作,由四個工(gong)作團隊輪流負責操作。
空間望遠鏡歐(ou)洲協調機構(gou)于1984年設立在德國鄰近慕尼黑的Garching bei München,為歐(ou)洲的天文(wen)學家(jia)提供相似的支(zhi)援。
2022年(nian)6月,據(ju)科技日報(bao),美國《福(fu)布斯》雙周刊網站近日報(bao)道,來自美國太空(kong)望遠鏡(jing)(jing)(jing)科學研究所(suo)和(he)加州大學伯克利分校的研究團隊(dui)分別獨(du)立發表論文稱,他們利用美國國家(jia)航(hang)空(kong)航(hang)天局(NASA)的哈勃太空(kong)望遠鏡(jing)(jing)(jing),借助引力透鏡(jing)(jing)(jing)效應,首次探測到一(yi)個完全獨(du)立于恒(heng)星伴星的自由漂(piao)浮黑洞,這顆5000光年(nian)外的“流浪黑洞”位于銀河系人馬座旋臂內。
1990年4月(yue)24日,在美國肯尼迪(di)航天中心由(you)“發現(xian)者”號(hao)航天飛機成功發射,哈(ha)勃太空(kong)望遠(yuan)鏡的主要(yao)任務是:探測宇宙深空(kong),解開宇宙起源之謎,了解太陽系、銀河(he)系和其他星(xing)系的演變過程。
早在1986年(nian),就已(yi)(yi)經計(ji)劃在當年(nian)10月(yue)份發射哈勃空(kong)(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)。但是挑戰(zhan)者號的(de)事(shi)故使(shi)美國(guo)的(de)太空(kong)(kong)計(ji)劃停滯不前(qian),航(hang)天飛機的(de)暫停升空(kong)(kong),迫使(shi)哈勃空(kong)(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)發射延(yan)遲了數年(nian)。望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)和所有的(de)附件都必須分門別(bie)類的(de)儲藏(zang)在無塵(chen)室內(nei),直到(dao)能夠(gou)排出發射的(de)日期,這也(ye)使(shi)得已(yi)(yi)經超支的(de)總成本更為高漲。
最后,隨著航(hang)天飛(fei)機在1988年(nian)再度(du)開始升(sheng)空,望(wang)遠(yuan)鏡(jing)也預(yu)定在1990年(nian)發射(she)。在發射(she)前的(de)(de)最后準備(bei),用氮氣噴射(she)鏡(jing)面以除(chu)去可能(neng)累(lei)積(ji)的(de)(de)灰塵,并且對所(suo)有的(de)(de)系(xi)統進行廣泛(fan)的(de)(de)測試。終于,在1990年(nian)4月24日由發現號航(hang)天飛(fei)機,于STS-31航(hang)次將望(wang)遠(yuan)鏡(jing)成功(gong)的(de)(de)送(song)入計(ji)劃中的(de)(de)軌道。
從它原始的總預算,大約(yue)4億(yi)美(mei)(mei)金,到現在的花費超過25億(yi)美(mei)(mei)金,哈勃的成本依然在不斷(duan)的累積與增(zeng)高(gao)。美(mei)(mei)國政府估計(ji)(ji)的開銷將(jiang)高(gao)達(da)45至60億(yi)美(mei)(mei)金,歐洲(zhou)所(suo)挹注的資金也(ye)高(gao)達(da)6億(yi)歐元(1999年的估計(ji)(ji))。
在(zai)發射(she)時(shi),哈勃空間(jian)望遠鏡攜帶的儀(yi)器(qi)如下:
廣域(yu)和行星照相(xiang)機(WF/PC)
戈達德高解析攝譜儀(GHRS)
高速光度(du)計(HSP)
暗天體照(zhao)相機(ji)(FOC)
暗天體攝譜儀(FOS)
WF/PC原先計劃是光學(xue)觀測(ce)使(shi)用(yong)的(de)高分辨率(lv)照相機。由(you)NASA的(de)噴射推進實驗室制造,附(fu)有(you)一套(tao)由(you)48片(pian)(pian)光學(xue)濾鏡組成,可以(yi)(yi)篩(shai)選特殊的(de)波(bo)段進行天體物理學(xue)的(de)觀察。整套(tao)儀器使(shi)用(yong)8片(pian)(pian)CCD,做(zuo)出了兩(liang)架(jia)照相機,每(mei)一架(jia)使(shi)用(yong)4片(pian)(pian)CCD。"廣域照相機"(WFC)因為視野較(jiao)廣,在解(jie)像力(li)上有(you)所損失(shi),而"行星照相機"(PC)以(yi)(yi)比WFC長的(de)焦距成像,所以(yi)(yi)有(you)較(jiao)高的(de)放大率(lv)。
GHRS是被設計在紫外線波(bo)段使(shi)用的(de)攝譜(pu)儀(yi)(yi),由(you)哥達德太空(kong)(kong)中心制(zhi)造,可以達到90,000的(de)光(guang)譜(pu)分辨(bian)率,同時也為FOC和(he)FOS選擇適宜觀(guan)測(ce)(ce)的(de)目(mu)標。FOC和(he)FOS都(dou)是哈勃(bo)空(kong)(kong)間(jian)望遠鏡上分辨(bian)率最高的(de)儀(yi)(yi)器(qi)。這三個儀(yi)(yi)器(qi)都(dou)舍棄了CCD,使(shi)用數位光(guang)子計數器(qi)做(zuo)為檢測(ce)(ce)裝置。FOC是由(you)歐洲空(kong)(kong)間(jian)局制(zhi)造,FOS則由(you)馬丁·瑪(ma)麗(li)埃塔公司制(zhi)造。
最后(hou)一件儀器是由威斯康辛麥迪遜大學(xue)設(she)計制造的HSP,它(ta)用(yong)于在可見光(guang)和紫外光(guang)的波段上觀測變(bian)星,和其他(ta)被篩(shai)選出的天體在亮度上的變(bian)化。它(ta)的光(guang)度計每秒鐘可以(yi)偵(zhen)測100,000次,精確度至少可以(yi)達到2%。
哈勃(bo)空間望遠(yuan)鏡的(de)導引系統也(ye)可以做為科學儀器(qi),它的(de)三個(ge)精(jing)細導星感測器(qi)(FGS)在觀測期間主要用于保持望遠(yuan)鏡指向(xiang)的(de)準確(que)性,但也(ye)能用于進(jin)行非(fei)常準確(que)的(de)天體測量(liang),測量(liang)的(de)精(jing)確(que)度達到(dao)0.0003弧秒(miao)。
第一次維修/維護
1993年,宇航員在哈勃第一次維(wei)修任務中(zhong)移除(chu)了廣角(jiao)(jiao)和(he)行星(xing)照相(xiang)儀(yi)(yi),并安(an)裝了功能更強大的“后繼(ji)者”——2號廣角(jiao)(jiao)和(he)行星(xing)照相(xiang)儀(yi)(yi)。
第二次維修/維護(hu)
1997年2月11日(ri)(ri)凌(ling)晨,美(mei)國7名宇(yu)航(hang)員(yuan)搭乘“發現(xian)”號航(hang)天飛(fei)機(ji)升空(kong),對在太空(kong)飛(fei)行了7年的(de)“哈勃(bo)(bo)”太空(kong)望遠鏡(jing)進行改造。從2月13日(ri)(ri)深(shen)夜(ye)到18日(ri)(ri)凌(ling)晨,宇(yu)航(hang)員(yuan)為“哈勃(bo)(bo)”更換了包括近紅外照相機(ji)、多目標(biao)分光儀和太空(kong)望遠鏡(jing)圖像攝譜儀在內的(de)11種新(xin)設備,并修(xiu)補了望遠鏡(jing)上部分剝(bo)落的(de)絕緣層。
第三次維(wei)修/維(wei)護
第三次維(wei)護任(ren)務仍(reng)然由發現號(hao)在(zai)1999年12月(yue)的(de)STS-103航(hang)次中執行。在(zai)這次維(wei)護中更(geng)換了全部的(de)六臺陀螺儀(yi),也(ye)更(geng)換了一個精細導星傳感器和計(ji)算(suan)器,安(an)裝一套(tao)組裝好(hao)的(de)電壓/溫度改善工(gong)具(VIK)以(yi)防止電池的(de)過熱,并且(qie)更(geng)換絕熱的(de)毯(tan)子。
第四次維(wei)修/維(wei)護
2001年,科學家(jia)利(li)用美國“哥倫(lun)比亞(ya)”號航天飛(fei)機(ji)對哈勃望遠鏡進行的第四(si)次維修,安(an)裝(zhuang)(zhuang)測繪照相(xiang)機(ji),更換太陽能電(dian)池板以(yi)及(ji)已工(gong)作11年的電(dian)力控制裝(zhuang)(zhuang)置,并激活了休眠狀態(tai)的近紅外照相(xiang)機(ji)和(he)多目標分光計(ji)。
第(di)五次(ci)維修/維護
2009年,美國利(li)用航天飛機對哈勃(bo)望遠鏡進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)維護。宇航員為(wei)哈勃(bo)安裝(zhuang)了(le)(le)(le)兩(liang)套全新(xin)的儀器:宇宙起源光譜(pu)儀(COS)和寬視場相機3,對望遠鏡的另外(wai)(wai)兩(liang)臺儀器——高級巡天相機(ACS)和太(tai)空(kong)望遠鏡成像光譜(pu)儀(STIS)進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)現場維修,此(ci)外(wai)(wai),還用新(xin)電池替(ti)換了(le)(le)(le)哈勃(bo)用了(le)(le)(le)18年的舊電池,安裝(zhuang)了(le)(le)(le)6個(ge)負責望遠鏡指向(xiang)的新(xin)陀螺儀,并添加了(le)(le)(le)一套全新(xin)的精細制導系(xi)統來幫助(zhu)望遠鏡指向(xiang)正確的方(fang)向(xiang)。
哈勃望(wang)遠鏡口徑為2.4米,長度約16米,帶有多種(zhong)觀測(ce)暗弱天體的儀器,在地面之(zhi)上約640公里的軌道上環繞(rao)地球,巡視宇(yu)宙。由(you)于(yu)它位于(yu)大(da)(da)氣層之(zhi)上,不像(xiang)地面望(wang)遠鏡飽受大(da)(da)氣湍(tuan)流擾動的影(ying)響,極(ji)大(da)(da)地拓展(zhan)了(le)人們對(dui)宇(yu)宙的了(le)解。
哈勃太空望遠鏡(jing)在前7年服役期(qi)間(jian)取得的主要(yao)成就
1.增(zeng)進了(le)(le)(le)人(ren)類對(dui)(dui)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)大(da)小和(he)年(nian)齡的(de)(de)了(le)(le)(le)解。2.證(zheng)明某些宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)星(xing)(xing)系中(zhong)(zhong)(zhong)央(yang)存(cun)在(zai)(zai)超高(gao)質量的(de)(de)黑洞以及多數(shu)星(xing)(xing)系的(de)(de)中(zhong)(zhong)(zhong)心(xin)都可能(neng)存(cun)在(zai)(zai)黑洞。3.在(zai)(zai)可見光譜范圍內,對(dui)(dui)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)進行(xing)了(le)(le)(le)最深入的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu),觀(guan)察了(le)(le)(le)數(shu)千(qian)個(ge)星(xing)(xing)系,探測(ce)到了(le)(le)(le)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)誕(dan)(dan)生(sheng)早期的(de)(de)“原始星(xing)(xing)系”,使天文學家有(you)可能(neng)跟蹤研(yan)(yan)究(jiu)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)發展的(de)(de)歷史。4.清楚展現了(le)(le)(le)銀河(he)系中(zhong)(zhong)(zhong)類星(xing)(xing)體(ti)(ti)這種最明亮的(de)(de)天體(ti)(ti)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)環境。5.更清晰地闡述了(le)(le)(le)恒星(xing)(xing)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)不同過(guo)程。6.對(dui)(dui)宇(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)誕(dan)(dan)生(sheng)早期恒星(xing)(xing)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)重元(yuan)(yuan)素的(de)(de)組成(cheng)(cheng)(cheng)進行(xing)了(le)(le)(le)研(yan)(yan)究(jiu),這些元(yuan)(yuan)素是行(xing)星(xing)(xing)和(he)生(sheng)命存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)必要條件。7.展示了(le)(le)(le)死(si)亡恒星(xing)(xing)周圍氣(qi)體(ti)(ti)殼的(de)(de)復雜組成(cheng)(cheng)(cheng)。8.對(dui)(dui)獵戶星(xing)(xing)云(yun)中(zhong)(zhong)(zhong)年(nian)輕恒星(xing)(xing)周圍的(de)(de)許(xu)多塵埃碟(die)進行(xing)了(le)(le)(le)探測(ce),說(shuo)明地球所(suo)在(zai)(zai)的(de)(de)銀河(he)系還有(you)可能(neng)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)其(qi)他行(xing)星(xing)(xing)系統。9.對(dui)(dui)千(qian)載難逢的(de)(de)慧木(mu)相撞(zhuang)進行(xing)了(le)(le)(le)詳細觀(guan)測(ce)。10.對(dui)(dui)火星(xing)(xing)等太(tai)陽系行(xing)星(xing)(xing)上的(de)(de)氣(qi)候民政部進行(xing)了(le)(le)(le)研(yan)(yan)究(jiu)。11.發現木(mu)星(xing)(xing)衛(wei)星(xing)(xing)木(mu)衛(wei)二和(he)木(mu)衛(wei)三的(de)(de)大(da)氣(qi)層中(zhong)(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)(zai)氧(yang)氣(qi)。
哈勃太空(kong)望遠鏡(jing)發現了(le)一(yi)顆滾燙的“橄(gan)欖球”狀系外(wai)行星。這顆行星因為距離恒(heng)星太近而(er)被(bei)撕(si)(si)扯(che)、加熱,大氣也正在(zai)加速逃(tao)逸,整(zheng)顆行星處于(yu)被(bei)吞(tun)噬(shi)的邊(bian)緣。這顆行星與恒(heng)星的距離過于(yu)近,處在(zai)被(bei)潮汐力撕(si)(si)裂的邊(bian)緣。這種“死亡(wang)擁抱(bao)”已經(jing)讓它(ta)扭曲(qu)變形為橄(gan)欖球狀,高空(kong)大氣溫度(du)超過2500攝氏度(du)。
2020年(nian)(nian)1月(yue),一個(ge)國(guo)際天文(wen)學家團隊利用美國(guo)哈(ha)勃太空望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)發現了迄今(jin)已知的(de)最(zui)遙遠(yuan)(yuan)、最(zui)古老的(de)星(xing)系群。這(zhe)個(ge)三重(zhong)星(xing)系群被(bei)稱為EGS77。更重(zhong)要(yao)的(de)是,觀(guan)測表明這(zhe)個(ge)三重(zhong)星(xing)系群參與了宇宙初期被(bei)稱為“再電離(li)”的(de)改造(zao)過(guo)程。EGS77大(da)約誕生于(yu)宇宙大(da)爆炸后6.8億年(nian)(nian)時,當(dang)時宇宙年(nian)(nian)齡還(huan)不足現今(jin)138億歲的(de)5%。
觀(guan)測到的最(zui)遙遠(yuan)單顆(ke)恒星
2022年(nian)3月30日,美(mei)國(guo)國(guo)家航空航天(tian)局表示,哈勃空間望遠(yuan)鏡(jing)借(jie)助“引力(li)透鏡(jing)”效應發現了人類迄今觀測到(dao)的最遙(yao)遠(yuan)單顆(ke)恒星。
哈勃望(wang)遠(yuan)鏡捕捉到遙(yao)遠(yuan)宇宙漂流的“對蝦星(xing)云(yun)”
2022年(nian)5月(yue)30日(ri)消息(xi),據國(guo)外媒體報道,目前,哈勃太空望遠鏡(jing)最新觀測圖(tu)像呈現了對蝦星云的局部特征(zheng),該區(qu)域色(se)彩斑(ban)駁,令(ling)人眼花(hua)繚亂,其中包括明亮發光(guang)氣體部分(fen)。
從(cong)它于1946年的原(yuan)始構想開始,直到發射為(wei)止(zhi),建(jian)造(zao)空間望遠鏡(jing)(jing)的計劃(hua)不斷的被延遲和(he)受到預(yu)算問題的困(kun)擾(rao)。在它發射之后,立即(ji)發現主鏡(jing)(jing)有球面像差,嚴重的降低了望遠鏡(jing)(jing)的觀(guan)測能(neng)力。幸(xing)好在1993年的維(wei)修任務之后,望遠鏡(jing)(jing)恢復了計劃(hua)中的品質(zhi),并且成(cheng)為(wei)天文學(xue)研究和(he)推展公共關系最重要的工具。
哈(ha)勃(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)未來(lai)依靠后(hou)(hou)續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)維(wei)(wei)(wei)修任(ren)(ren)務(wu)(wu)是否成功(gong),維(wei)(wei)(wei)持(chi)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾個陀(tuo)(tuo)螺儀(yi)已經損(sun)壞,至(zhi)2007年,連備用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)也(ye)已經耗盡,而且另一架用于(yu)指(zhi)向的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)功(gong)能(neng)也(ye)在衰減中。陀(tuo)(tuo)螺儀(yi)必須要(yao)以人(ren)工進行維(wei)(wei)(wei)修,在2007年1月30日,主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)先進巡天照相機(ji)(ACS)也(ye)停止工作,在執(zhi)行人(ren)工維(wei)(wei)(wei)修之前,只有超紫外線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)道(dao)能(neng)夠使用。另一方面(mian),如(ru)果沒有再提升(sheng)來(lai)增加(jia)軌(gui)道(dao)高度(du),阻力會(hui)迫使望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)在2010年重返大氣(qi)層。自從2003年航(hang)天飛機(ji)哥倫比(bi)亞不幸事件之后(hou)(hou),由于(yu)國際太(tai)空站和哈(ha)勃(bo)(bo)不在相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高度(du)上(shang),使得太(tai)空人(ren)在緊急狀況下缺乏安(an)全的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)避難場所(suo),因(yin)而NASA認(ren)為以載人(ren)太(tai)空任(ren)(ren)務(wu)(wu)去維(wei)(wei)(wei)修哈(ha)勃(bo)(bo)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)是不合(he)情理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)危(wei)險任(ren)(ren)務(wu)(wu)。NASA在重新檢討(tao)之后(hou)(hou),執(zhi)行長麥克(ke)格里芬在2006年10月31日決定以亞特蘭大進行最后(hou)(hou)一次的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)哈(ha)勃(bo)(bo)維(wei)(wei)(wei)修任(ren)(ren)務(wu)(wu),任(ren)(ren)務(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)(jian)安(an)排在2008年9月11日,基于(yu)安(an)全上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)量(liang),屆時將(jiang)(jiang)會(hui)讓發(fa)(fa)現(xian)號(hao)在LC-39B發(fa)(fa)射臺上(shang)待命,以便在緊急情況時能(neng)提供救援。計劃中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)維(wei)(wei)(wei)修將(jiang)(jiang)能(neng)讓哈(ha)勃(bo)(bo)空間(jian)(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)持(chi)續工作至(zhi)2013年。如(ru)果成功(gong)了,后(hou)(hou)繼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)詹姆斯·韋(wei)伯(bo)空間(jian)(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(JWST)應該已經發(fa)(fa)射升(sheng)空,可以銜接得上(shang)任(ren)(ren)務(wu)(wu)了。韋(wei)伯(bo)空間(jian)(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)在許多研究計劃上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng)都遠(yuan)(yuan)(yuan)超過哈(ha)勃(bo)(bo),但將(jiang)(jiang)只觀(guan)測紅(hong)外線(xian),因(yin)此(ci)在光(guang)譜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可見光(guang)和紫外線(xian)領域內無(wu)法取代哈(ha)勃(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng)。
在望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)發射(she)數星(xing)期(qi)之(zhi)后,傳回來的(de)(de)(de)圖片顯(xian)示(shi)在光學系統上有嚴(yan)重的(de)(de)(de)問題。雖然(ran),第一張(zhang)圖像看起來比地基望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)(de)明銳,但望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)顯(xian)然(ran)沒有達到最(zui)佳的(de)(de)(de)聚焦狀態,獲得的(de)(de)(de)最(zui)佳圖像品質也(ye)遠低于當初的(de)(de)(de)期(qi)望(wang)(wang)(wang)。點(dian)源的(de)(de)(de)影像被擴散成超過一弧(hu)秒半(ban)徑(jing)的(de)(de)(de)圓,而不是在設計準則中的(de)(de)(de)標準:集(ji)中在直徑(jing)0.1弧(hu)秒之(zhi)內,有同心圓的(de)(de)(de)點(dian)彌漫函數圖像。
對圖樣缺陷(xian)的(de)分析顯示,問題(ti)的(de)根源在主鏡(jing)(jing)的(de)形狀被磨錯了(le)。鏡(jing)(jing)面(mian)(mian)邊緣太(tai)平了(le)一些,與需(xu)要的(de)位置差了(le)約2.2微(wei)米(mi),但這(zhe)個差別造成的(de)是(shi)災難性的(de)、嚴重的(de)球面(mian)(mian)像差。來自鏡(jing)(jing)面(mian)(mian)邊緣的(de)反(fan)射光(guang),不能聚(ju)集(ji)在與中央的(de)反(fan)射光(guang)相同的(de)焦點上。
鏡子的(de)(de)瑕疵(ci)造成的(de)(de)作(zuo)用是(shi)(shi)在(zai)科學(xue)觀(guan)察(cha)的(de)(de)核(he)心觀(guan)測上(shang),核(he)心像(xiang)差(cha)(cha)的(de)(de)PSF要足夠的(de)(de)明(ming)銳到足以(yi)進行(xing)高解析的(de)(de)分辨,但對明(ming)亮的(de)(de)天(tian)體(ti)和(he)光譜分析是(shi)(shi)不受影響的(de)(de)。雖(sui)然(ran),在(zai)外圍損失大片的(de)(de)光因為(wei)不能匯聚在(zai)焦點(dian)上(shang)而(er)造成暈像(xiang),嚴重(zhong)的(de)(de)減(jian)損了望遠(yuan)鏡觀(guan)察(cha)暗天(tian)體(ti)或(huo)高反(fan)差(cha)(cha)影像(xiang)的(de)(de)能力(li)。這意味著幾乎所(suo)有對宇宙學(xue)的(de)(de)研究(jiu)計劃都(dou)不能執行(xing),因為(wei)它們都(dou)是(shi)(shi)非常暗弱的(de)(de)觀(guan)測對象。美(mei)國(guo)國(guo)家航(hang)空航(hang)天(tian)局和(he)哈勃(bo)空間望遠(yuan)鏡成為(wei)許(xu)多笑話的(de)(de)箭(jian)靶,并且(qie)被認為(wei)是(shi)(shi)大白(bai)象(花費大而(er)無(wu)用的(de)(de)東西)。
從點源的(de)圖(tu)像往(wang)回(hui)追溯(su),天(tian)文學家確定鏡面的(de)圓錐常數是?1.01324,而(er)不是原(yuan)先期望的(de)?1.00230。通(tong)過(guo)分析(xi)珀金埃爾默的(de)零校正(zheng)器(精確測量拋光曲面的(de)儀器)和分析(xi)在地面測試(shi)鏡子的(de)干涉圖(tu)影像,也獲得了(le)相同的(de)數值(zhi)。
由噴射推進(jin)實驗(yan)室主任,亞倫領導的(de)委(wei)員會,確定了(le)錯(cuo)誤(wu)是如何發生的(de)。亞倫委(wei)員會發現珀金(jin)埃爾默使(shi)用(yong)的(de)零校正器在裝(zhuang)配上發生了(le)錯(cuo)誤(wu),它(ta)的(de)向場(chang)透鏡位置偏差(cha)了(le)1.3毫(hao)米。
在拋(pao)光鏡(jing)子(zi)(zi)的期間,珀金埃爾(er)默使用另外二架零(ling)校正器,兩者都(正確(que)的)顯示鏡(jing)子(zi)(zi)有球(qiu)面像差。這(zhe)些測試都是為(wei)確(que)實(shi)消(xiao)除球(qiu)面像差而(er)設計的,不(bu)顧品管文(wen)件(jian)的指導,公司認為(wei)這(zhe)二架零(ling)校正器的精確(que)度不(bu)如主要的設備(bei),而(er)忽略了測試的結果。
委員(yuan)(yuan)會指出(chu)失敗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)因是珀金埃(ai)爾默(mo)。由于進度表頻(pin)繁更(geng)動造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)損耗(hao)和望遠鏡制(zhi)造(zao)費用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)超支(zhi),造(zao)成了在(zai)美國(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)暨(ji)(ji)太(tai)空(kong)(kong)總署(shu)(shu)(shu)和光學公司之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系極(ji)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緊張。美國(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)暨(ji)(ji)太(tai)空(kong)(kong)總署(shu)(shu)(shu)發現珀金埃(ai)爾默(mo)并不(bu)認(ren)為鏡子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)做(zuo)在(zai)他們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)業務(wu)中是關鍵性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)困難工作,而美國(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)暨(ji)(ji)太(tai)空(kong)(kong)總署(shu)(shu)(shu)也(ye)未能在(zai)拋光之前(qian)善盡本身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)職責(ze)。在(zai)委員(yuan)(yuan)會沉(chen)痛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)批評珀金埃(ai)爾默(mo)在(zai)管理上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)當(dang)與(yu)缺(que)失的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時,美國(guo)(guo)航(hang)(hang)空(kong)(kong)暨(ji)(ji)太(tai)空(kong)(kong)總署(shu)(shu)(shu)也(ye)被非議未善盡品管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)責(ze)任,與(yu)不(bu)該(gai)只依賴(lai)唯(wei)一一架(jia)儀器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測試結果(guo)。
在望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)設計中(zhong)原本就規劃了維修的(de)(de)(de)任務(wu),所(suo)以天文學(xue)家立刻就開始尋找可以在1993年(nian),預定進(jin)行(xing)第(di)一次維修任務(wu)時解決(jue)問題的(de)(de)(de)方案。讓(rang)柯達再(zai)為(wei)哈(ha)勃制(zhi)作(zuo)備用鏡在軌道上(shang)進(jin)行(xing)更換太昂貴且耗費(fei)時間(jian),臨時將(jiang)望(wang)遠鏡帶回地面上(shang)修理(li)也(ye)不可能。相反,鏡片(pian)錯誤的(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)已經(jing)被精確的(de)(de)(de)測量出來,因此可以設計一個有(you)相同(tong)的(de)(de)(de)球面像(xiang)差,但功效(xiao)相反的(de)(de)(de)光學(xue)系統來抵(di)消錯誤。也(ye)就是在第(di)一次的(de)(de)(de)維修任務(wu)中(zhong)為(wei)哈(ha)勃配上(shang)一副能改正球面像(xiang)差的(de)(de)(de)眼(yan)鏡。
由于(yu)原本儀器的(de)(de)(de)設(she)計方式,必(bi)須要(yao)兩套不同(tong)的(de)(de)(de)校正儀器。廣(guang)域(yu)和行星(xing)照相機(ji)的(de)(de)(de)設(she)計包括轉動(dong)的(de)(de)(de)鏡片(pian)和直接進入兩架照相機(ji)的(de)(de)(de)8片(pian)獨立CCD芯片(pian)的(de)(de)(de)光(guang)線,可(ke)以用一個反球面(mian)像(xiang)差的(de)(de)(de)鏡片(pian)完全的(de)(de)(de)消除掉它們(men)表(biao)面(mian)上的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)變形。修(xiu)正鏡被(bei)固定在(zai)替換(huan)的(de)(de)(de)第二代廣(guang)域(yu)和行星(xing)照相機(ji)內(由于(yu)進度和預算的(de)(de)(de)壓力,只修(xiu)正4片(pian)CCD而不是(shi)8片(pian))。但是(shi),其他的(de)(de)(de)儀器就缺乏任何可(ke)以安置(zhi)的(de)(de)(de)中間表(biao)面(mian),因此必(bi)須要(yao)一個外加的(de)(de)(de)修(xiu)正裝(zhuang)置(zhi)。
設計用來(lai)改(gai)正(zheng)球面像差的(de)儀(yi)器稱(cheng)為“空間望遠鏡(jing)光(guang)(guang)軸補(bu)償(chang)校正(zheng)光(guang)(guang)學(xue)”(COSTAR),基本上包含兩個(ge)(ge)在光(guang)(guang)路上的(de)鏡(jing)子,其中一個(ge)(ge)將球面像差校正(zheng)過來(lai),光(guang)(guang)線被(bei)聚焦給(gei)暗天(tian)體(ti)照相機、暗天(tian)體(ti)光(guang)(guang)譜儀(yi)和高(gao)達德高(gao)解析攝譜儀(yi)。為了提(ti)供COSTAR在望遠鏡(jing)內所需要的(de)位置(zhi),必須(xu)移除(chu)其中一件儀(yi)器,天(tian)文學(xue)家的(de)選(xuan)擇是犧牲高(gao)速光(guang)(guang)度計。
在(zai)哈勃任(ren)務的(de)(de)前三年(nian)期間(jian),在(zai)光學系統被(bei)修正到(dao)合(he)適之前,望(wang)遠(yuan)鏡依然執行(xing)了大量的(de)(de)觀測(ce)。光譜的(de)(de)觀測(ce)未受到(dao)球面像差的(de)(de)影(ying)(ying)響,但是許多暗弱天(tian)體的(de)(de)觀測(ce)因為望(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)表現不佳(jia)而(er)被(bei)取(qu)消或延后。盡管受到(dao)了挫折(zhe)(zhe),樂觀的(de)(de)天(tian)文學家(jia)在(zai)這(zhe)三年(nian)內(nei)熟練的(de)(de)運(yun)用影(ying)(ying)像處理技(ji)術,例如(ru)反折(zhe)(zhe)績(影(ying)(ying)像重疊)得到(dao)許多科學上(shang)的(de)(de)進展。
2021年3月7日(ri)。哈勃太空望遠鏡由于(yu)一個軟件故障(zhang)導致(zhi)暫停運行(xing);3月12日(ri),望遠鏡已經部分恢復工作,但仍有(you)故障(zhang)沒有(you)排除。
NASA表示,哈勃(bo)太空(kong)望遠鏡已(yi)經(jing)完(wan)成了(le)恢(hui)復運行以來的首次科學觀測,使(shi)用宇宙光譜儀繪制了(le)一個活動星系內核的氣體流(liu)動圖(tu)。但是第(di)三(san)號廣(guang)視(shi)場相(xiang)機(WFC3)仍舊(jiu)處于暫(zan)停狀態,研(yan)究人(ren)員發現了(le)一個低電壓問題(ti),這(zhe)導致該(gai)相(xiang)機無法啟動。
2021年(nian)(nian)6月19日,美國宇(yu)航局NASA表示,已經(jing)觀(guan)測宇(yu)宙30多年(nian)(nian)的(de)哈勃太空望遠(yuan)鏡過(guo)去幾天(tian)處于(yu)停(ting)機狀態,原因是一個(ge)有效載荷(he)計(ji)算(suan)機從13日起停(ting)止了工作。NASA表示,有效載荷(he)計(ji)算(suan)機是用(yong)于(yu)控制和協調科學儀(yi)器,并出于(yu)健康和安(an)全目(mu)的(de)對其進行監(jian)控;此(ci)外(wai)NASA還表示哈勃望遠(yuan)鏡本(ben)身和伴隨它的(de)科學儀(yi)器都“處于(yu)良好狀態”。本(ben)周一NASA曾試(shi)圖恢復計(ji)算(suan)機,但未能成(cheng)功(gong)。初步證據顯示問題(ti)的(de)根源(yuan)是計(ji)算(suan)機內存(cun)模(mo)塊退化,不過(guo)嘗試(shi)切換(huan)備(bei)用(yong)內存(cun)模(mo)塊的(de)方法(fa)也失(shi)敗(bai)了。
哈勃望遠(yuan)鏡于(yu)1990年發射(she),20多年來(lai),一直在源(yuan)源(yuan)不斷地將美麗的(de)宇宙(zhou)圖像傳回地球(qiu)。(央廣網)
哈(ha)勃太空望(wang)遠鏡升(sheng)空27年(nian)以(yi)來,取得了許(xu)多突破性發現,不斷帶給(gei)我們(men)驚喜,讓我們(men)有幸能觸碰億(yi)萬(wan)光年(nian)外的神秘。(中(zhong)國青年(nian)網評(ping))
截至(zhi)2015年3月,哈勃(bo)太空望遠(yuan)鏡已經環繞(rao)地球飛行25年,它捕(bu)捉到(dao)的照片正(zheng)從(cong)根本(ben)上改變著我們(men)對宇(yu)宙的認識。(新華網)
截至2009年(nian),自美國“哈(ha)勃(bo)”太空(kong)望遠鏡1990年(nian)發(fa)射升空(kong)以來,共(gong)有20多(duo)個(ge)國家的2000多(duo)名科學家利用這只“太空(kong)眼(yan)”進行了11萬(wan)多(duo)次天文觀測,并在分析觀測數據的基礎(chu)上撰(zhuan)寫1346篇(pian)論文。(中國網)
哈勃太空望(wang)遠鏡耗資達21億美元,從初步構想的提(ti)出、設計到建造完成,時(shi)間跨度達40多(duo)年。(科普中國)