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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。
詳(xiang)細介紹 PROFILE +

發展歷史

規劃設計

哈(ha)勃(bo)空間(jian)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)歷(li)史(shi)可以(yi)追(zhui)溯至1946年天文(wen)學家萊(lai)曼(man)·斯必澤(Lyman Spitzer, Jr.)所提出的(de)(de)(de)(de)論文(wen):《在(zai)地球之外的(de)(de)(de)(de)天文(wen)觀(guan)(guan)測優(you)勢(shi)》。在(zai)文(wen)中(zhong),他(ta)指出在(zai)太空中(zhong)的(de)(de)(de)(de)天文(wen)臺有(you)兩項優(you)于(yu)地面天文(wen)臺的(de)(de)(de)(de)性(xing)能。首先,角(jiao)分辨率(lv)(物體能被(bei)清楚(chu)分辨的(de)(de)(de)(de)最小(xiao)分離角(jiao)度)的(de)(de)(de)(de)極限將只(zhi)受限于(yu)衍射,而(er)不(bu)是由造成(cheng)星光閃爍、動(dong)蕩不(bu)安的(de)(de)(de)(de)大氣所造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)視象度。在(zai)當時,以(yi)地面為基(ji)地的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)解析力(li)只(zhi)有(you)0.5-1.0弧(hu)秒,相較下,只(zhi)要口徑2.5米(mi)的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)就能達到理論上衍射的(de)(de)(de)(de)極限值0.1弧(hu)秒。其次,在(zai)太空中(zhong)的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)可以(yi)觀(guan)(guan)測被(bei)大氣層吸(xi)收殆盡的(de)(de)(de)(de)紅外線和紫(zi)外線。

斯必澤(ze)以空(kong)間望遠鏡(jing)為(wei)事(shi)業,致力于空(kong)間望遠鏡(jing)的(de)推展(zhan)(zhan)。在1962年,美(mei)國國家科學(xue)院(yuan)在一份(fen)報告中推薦空(kong)間望遠鏡(jing)作為(wei)發展(zhan)(zhan)太空(kong)計劃的(de)一部分,在1965年,斯必澤(ze)被任(ren)命(ming)為(wei)一個科學(xue)委員會的(de)主(zhu)任(ren)委員,該委員會的(de)目(mu)的(de)就是建造(zao)一架空(kong)間望遠鏡(jing)。

在(zai)(zai)(zai)(zai)第(di)二次世界大(da)戰時,科學家(jia)利用發(fa)展火箭技術的同時,曾經小規模的嘗(chang)試(shi)過(guo)以太(tai)空為基地(di)的天文學。在(zai)(zai)(zai)(zai)1946年,首度觀察到了(le)太(tai)陽的紫(zi)外(wai)線(xian)光譜。英國(guo)在(zai)(zai)(zai)(zai)1962年發(fa)射了(le)太(tai)陽望(wang)遠鏡放置在(zai)(zai)(zai)(zai)軌道(dao)上,做(zuo)為亞利安太(tai)空計(ji)劃的一部分。1966年NASA進(jin)行(xing)(xing)了(le)第(di)一個軌道(dao)天文臺(tai)(OAO)任務,但(dan)第(di)一個OAO的電池(chi)在(zai)(zai)(zai)(zai)三(san)天后就(jiu)失效(xiao),中(zhong)止了(le)這項任務了(le)。第(di)二個OAO在(zai)(zai)(zai)(zai)1968至1972年對恒(heng)星(xing)和星(xing)系進(jin)行(xing)(xing)了(le)紫(zi)外(wai)線(xian)的觀測(ce),比原(yuan)先(xian)的計(ji)劃多工作了(le)一年的時間。

軌道(dao)天文(wen)臺任務展(zhan)(zhan)示了以太(tai)空(kong)為基地的(de)(de)天文(wen)臺在(zai)(zai)天文(wen)學上扮演的(de)(de)重要(yao)角色(se),因此在(zai)(zai)1968年NASA確(que)定了在(zai)(zai)太(tai)空(kong)中建造直徑(jing)3米反射(she)望遠(yuan)(yuan)鏡的(de)(de)計劃(hua),當(dang)時暫(zan)時的(de)(de)名稱是大型(xing)軌道(dao)望遠(yuan)(yuan)鏡或大型(xing)空(kong)間望遠(yuan)(yuan)鏡(LST),預計在(zai)(zai)1979年發(fa)射(she)。這個計劃(hua)強調須要(yao)有人進(jin)入太(tai)空(kong)進(jin)行(xing)維護,才(cai)(cai)能確(que)保這個所費不(bu)貸(dai)的(de)(de)計劃(hua)能夠延續夠長的(de)(de)工作時間;并且(qie)同步發(fa)展(zhan)(zhan)可以重復使用的(de)(de)航天飛機技(ji)術,才(cai)(cai)能使前項計劃(hua)成為可行(xing)的(de)(de)計劃(hua)。

資金需求

軌道(dao)天文臺(tai)(tai)計劃的(de)(de)(de)(de)成功,鼓(gu)舞(wu)了(le)(le)(le)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)強的(de)(de)(de)(de)公眾(zhong)輿論支(zhi)持,大(da)(da)型空(kong)(kong)間望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡應該(gai)是(shi)天文學領域內重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)目標。在(zai)1970年NASA設立了(le)(le)(le)兩個委員會,一(yi)(yi)個規劃空(kong)(kong)間望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)工程(cheng),另一(yi)(yi)個研究空(kong)(kong)間望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡任(ren)務的(de)(de)(de)(de)科(ke)學目標。在(zai)這(zhe)之后(hou),NASA下一(yi)(yi)個需要(yao)(yao)排(pai)除的(de)(de)(de)(de)障礙就(jiu)是(shi)資金(jin)的(de)(de)(de)(de)問題,因為(wei)這(zhe)比任(ren)何一(yi)(yi)個地面上的(de)(de)(de)(de)天文臺(tai)(tai)所(suo)(suo)(suo)耗費的(de)(de)(de)(de)資金(jin)都要(yao)(yao)龐(pang)大(da)(da)許多倍。美國(guo)的(de)(de)(de)(de)國(guo)會對空(kong)(kong)間望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)預算(suan)(suan)需求(qiu)提出(chu)了(le)(le)(le)許多的(de)(de)(de)(de)質(zhi)疑,為(wei)了(le)(le)(le)與裁軍所(suo)(suo)(suo)需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)預算(suan)(suan)對抗,當(dang)時就(jiu)詳細的(de)(de)(de)(de)列出(chu)了(le)(le)(le)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)硬件需求(qiu)以及后(hou)續發展所(suo)(suo)(suo)需要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)儀(yi)器。在(zai)1974年,在(zai)裁減政府開支(zhi)的(de)(de)(de)(de)鼓(gu)動下,杰拉爾德·福特剔除了(le)(le)(le)所(suo)(suo)(suo)有(you)進行空(kong)(kong)間望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)預算(suan)(suan)。

為(wei)回應(ying)此,天文(wen)學(xue)家協調了全國(guo)性的游說努力。許多天文(wen)學(xue)家親自前往拜會眾(zhong)議(yi)員(yuan)和參(can)議(yi)員(yuan),并且進行(xing)了大(da)規模(mo)的信件和文(wen)字宣傳。國(guo)家科學(xue)院出版的報告也(ye)強(qiang)調空間望遠(yuan)鏡(jing)的重要性,最后參(can)議(yi)院決(jue)議(yi)恢復原先被國(guo)會刪除(chu)的一半(ban)預算。

資(zi)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)縮減導(dao)致目標項目的(de)(de)(de)減少(shao),鏡片(pian)的(de)(de)(de)口徑也(ye)由3米縮為2.4米,以(yi)降(jiang)低(di)成(cheng)本和更有(you)效與緊密的(de)(de)(de)配置望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)硬件(jian)。原先計(ji)(ji)劃(hua)(hua)做為先期測試,放置在衛(wei)星(xing)上的(de)(de)(de)1.5米空間望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡也(ye)被取消了,對預算表示關切的(de)(de)(de)歐洲航天(tian)局也(ye)成(cheng)為共同(tong)合(he)作的(de)(de)(de)伙(huo)伴。歐洲航天(tian)局同(tong)意提供經費和一些望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡上需要(yao)的(de)(de)(de)儀器(qi),像是做為動力來(lai)源(yuan)的(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)電池,回饋的(de)(de)(de)是歐洲的(de)(de)(de)天(tian)文學家可以(yi)使(shi)用不少(shao)于15%的(de)(de)(de)望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡觀測時(shi)間。在1978年(nian),美(mei)國(guo)國(guo)會撥付了36,000,000元美(mei)金(jin)(jin),讓大(da)型(xing)空間望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡開始設計(ji)(ji),并(bing)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)在1983年(nian)發射升空。在1980年(nian)初,望(wang)(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡被命為哈勃,以(yi)紀念(nian)在20世紀初期發現宇宙膨(peng)脹(zhang)的(de)(de)(de)天(tian)文學家艾德溫·哈勃。

設計制造

空間望(wang)遠(yuan)鏡的(de)計劃(hua)(hua)一經批準,計劃(hua)(hua)就被分(fen)割(ge)成許多子計劃(hua)(hua)分(fen)送各機關執行。馬(ma)歇爾(er)太空飛(fei)行中(zhong)(zhong)心(xin)(MSFC)負(fu)責設(she)計、發展和(he)建(jian)造望(wang)遠(yuan)鏡,金石(shi)太空飛(fei)行中(zhong)(zhong)心(xin)(GSFC)負(fu)責科(ke)學儀(yi)器的(de)整(zheng)體控(kong)制(zhi)(zhi)和(he)地面的(de)任務(wu)控(kong)制(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)心(xin)。馬(ma)歇爾(er)太空飛(fei)行中(zhong)(zhong)心(xin)委托(tuo)珀金埃爾(er)默設(she)計和(he)制(zhi)(zhi)造空間望(wang)遠(yuan)鏡的(de)光學組件,還(huan)有精密定位傳感器(FGS),洛克(ke)希德被委托(tuo)建(jian)造安裝(zhuang)望(wang)遠(yuan)鏡的(de)太空船。

組合安裝

望(wang)遠鏡(jing)的(de)鏡(jing)子(zi)和(he)光(guang)學系統是(shi)最關鍵的(de)部分,因此(ci)在設(she)計(ji)上有很嚴格的(de)規范。一(yi)般的(de)望(wang)遠鏡(jing),鏡(jing)子(zi)在拋(pao)光(guang)之(zhi)后的(de)準確性(xing)大約是(shi)可見光(guang)波長(chang)的(de)十分之(zhi)一(yi),但是(shi)因為空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)觀(guan)測的(de)范圍是(shi)從紫(zi)外線到近紅外線,所以需(xu)要比以前的(de)望(wang)遠鏡(jing)更高(gao)十倍的(de)解析力(li),它的(de)鏡(jing)子(zi)在拋(pao)光(guang)后的(de)準確性(xing)達(da)到可見光(guang)波長(chang)的(de)二(er)十分之(zhi)一(yi),也就是(shi)大約30納米。

珀(po)金埃爾默刻意使(shi)(shi)用(yong)極端復(fu)雜的(de)電腦控制(zhi)拋(pao)光機研磨(mo)鏡(jing)子,但卻在(zai)最尖端的(de)技(ji)術上出了(le)(le)問(wen)題;柯(ke)達被(bei)委托使(shi)(shi)用(yong)傳統(tong)的(de)拋(pao)光技(ji)術制(zhi)作(zuo)一個備用(yong)的(de)鏡(jing)子(柯(ke)達的(de)這面鏡(jing)子永久保存在(zai)史密松寧(ning)學會)。1979年,珀(po)金埃爾默開(kai)始磨(mo)制(zhi)鏡(jing)片,使(shi)(shi)用(yong)的(de)是(shi)超低膨脹玻璃,為(wei)了(le)(le)將(jiang)鏡(jing)子的(de)重量降至(zhi)最低,采(cai)用(yong)蜂窩格子,只有表面和(he)底面各(ge)一吋是(shi)厚實的(de)玻璃。

鏡子的拋(pao)(pao)光從1979年(nian)開始持續到1981年(nian)5月(yue),拋(pao)(pao)光的進(jin)度已經落后并且(qie)超過(guo)了(le)預算,這時NASA的報告才開始對珀金埃爾默的管理結(jie)構質(zhi)疑。為了(le)節約經費,NASA停止支(zhi)援鏡片的制作(zuo),并且(qie)將發射日期延后至1984年(nian)10月(yue)。鏡片在(zai)1981年(nian)底全部完(wan)成,并且(qie)鍍上(shang)了(le)75納米(mi)厚的鋁增強反射,和25納米(mi)厚的鎂(mei)氟(fu)保(bao)護(hu)層。

因為在光(guang)學望遠鏡(jing)組合上的(de)(de)預算持(chi)(chi)續(xu)膨(peng)脹,進度也(ye)落后的(de)(de)情(qing)況(kuang)下,對珀金埃爾默(mo)能(neng)否勝任后續(xu)工作的(de)(de)質疑繼(ji)續(xu)存在。為了(le)回應被描述成“未(wei)定案(an)和善變的(de)(de)日(ri)報表”,NASA將發(fa)射的(de)(de)日(ri)期(qi)再延(yan)(yan)至1985年的(de)(de)4月(yue)。但是(shi),珀金埃爾默(mo)的(de)(de)進度持(chi)(chi)續(xu)地以每季增加一個月(yue)的(de)(de)速率惡(e)化中,時(shi)間上的(de)(de)延(yan)(yan)遲(chi)也(ye)出現了(le)每個工作天都(dou)在持(chi)(chi)續(xu)落后的(de)(de)情(qing)況(kuang)。NASA被迫延(yan)(yan)后發(fa)射日(ri)期(qi),先延(yan)(yan)至1986年3月(yue),然后又(you)延(yan)(yan)至1986年9月(yue)。這時(shi)整個計劃的(de)(de)總花費已經高達美金11億7500萬(wan)。

安置望(wang)遠鏡(jing)(jing)和(he)儀(yi)(yi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)空船是主要(yao)工程上的(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)個挑戰。它必須能(neng)勝任與(yu)抵(di)擋在(zai)陽(yang)光與(yu)地球的(de)(de)(de)(de)(de)陰影之(zhi)間頻繁(fan)進出所造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)變化,還要(yao)極端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定并能(neng)長間的(de)(de)(de)(de)(de)將望(wang)遠鏡(jing)(jing)精確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)對準(zhun)目標。以(yi)多層(ceng)絕緣材料制(zhi)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)遮蔽物能(neng)使望(wang)遠鏡(jing)(jing)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)保持穩定,并且以(yi)輕質的(de)(de)(de)(de)(de)鋁殼包圍住望(wang)遠鏡(jing)(jing)和(he)儀(yi)(yi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)支架。在(zai)外殼之(zhi)內,石(shi)墨環氧的(de)(de)(de)(de)(de)框架將校準(zhun)好的(de)(de)(de)(de)(de)工作儀(yi)(yi)器(qi)牢固(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)定住。

有一段時間用于安置儀(yi)器和(he)望遠鏡的(de)太空(kong)船(chuan)在建造上(shang)比光學望遠鏡的(de)組合來得順利,但(dan)洛克(ke)希德仍然經(jing)歷了(le)預(yu)算不(bu)足(zu)和(he)進度(du)的(de)落后,在1985年的(de)夏天之前(qian),太空(kong)船(chuan)的(de)進度(du)落后了(le)5個(ge)月(yue),而預(yu)算超出了(le)30%。馬歇爾太空(kong)飛行中(zhong)心的(de)報告認(ren)為洛克(ke)希德在太空(kong)船(chuan)的(de)建造上(shang)沒有采取主動,而且過(guo)度(du)依賴NASA的(de)指導。

在(zai)1983年,空(kong)間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)科學(xue)協會(hui)(STScI)在(zai)經歷(li)NASA與科學(xue)界之間(jian)的(de)權力爭奪后成立。空(kong)間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)科學(xue)協會(hui)隸(li)屬(shu)于美(mei)(mei)國大學(xue)天文(wen)研(yan)究聯盟 (AURA),這是由(you)32個(ge)美(mei)(mei)國大學(xue)和7個(ge)國際會(hui)員組成的(de)單位(wei),總部坐落在(zai)馬(ma)里蘭州(zhou)巴爾地摩的(de)約翰(han)·霍普金斯大學(xue)校園(yuan)內(nei)。

空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)科學協會負責空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)的操(cao)作和將數(shu)據交付給天文學家。美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航空(kong)航天局(NASA)想(xiang)將之(zhi)做(zuo)為內部的組(zu)織,但是科學家依據科學界(jie)的做(zuo)法將之(zhi)規(gui)劃創(chuang)立成研究單位,由NASA位在馬(ma)里蘭州(zhou)綠堤,空(kong)間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)科學協會南方48公里,的哥達德太空(kong)飛行中心和承(cheng)包廠商提供工程(cheng)上的支援。哈勃望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)每天24小(xiao)時不間(jian)斷的運作,由四個工作團隊輪流負責操(cao)作。

空(kong)間望遠鏡歐洲(zhou)協(xie)調機構于1984年(nian)設立在德國(guo)鄰近慕尼(ni)黑的Garching bei München,為歐洲(zhou)的天文學家提供相似的支援。

維護改進

1993年

在1990年4月哈勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡發射升空(kong)的(de)數(shu)星期(qi)后,研究人員發現(xian)從哈勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡傳回來(lai)的(de)圖(tu)片有嚴重的(de)問題,獲得的(de)最佳圖(tu)像(xiang)品質也遠(yuan)低于當初的(de)期(qi)望:點源的(de)影像(xiang)被擴(kuo)散成超過一弧秒(miao)半徑的(de)圓。

通過(guo)對(dui)圖樣缺陷的(de)分析顯示,問題來源于(yu)(yu)主鏡的(de)形(xing)狀被磨錯了(le)。雖(sui)然這個(ge)差(cha)異小于(yu)(yu)光(guang)的(de)1/20波(bo)長(chang), 鏡面與(yu)需要的(de)位置只差(cha)了(le)微不(bu)足(zu)道的(de)2微米,但這個(ge)差(cha)別造(zao)成(cheng)了(le)災難(nan)性的(de)球(qiu)面像差(cha)。這樣來自鏡面邊緣(yuan)的(de)反射(she)光(guang)不(bu)能(neng)聚集在與(yu)中央的(de)反射(she)光(guang)相同(tong)的(de)焦(jiao)點(dian)上。

1993年,奮(fen)進號(hao)執行了對哈勃空間望遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)第一(yi)次維修,研究人員設計一(yi)個(ge)有相(xiang)同的(de)(de)(de)球(qiu)面像(xiang)差(cha),但(dan)功效(xiao)相(xiang)反的(de)(de)(de)光學(xue)系統來抵消錯誤(wu),相(xiang)當于配(pei)上一(yi)副能改正球(qiu)面像(xiang)差(cha)的(de)(de)(de)眼鏡(jing)。用(yong)來改正球(qiu)面像(xiang)差(cha)的(de)(de)(de)儀器(qi)稱為空間望遠(yuan)鏡(jing)光軸補償校(xiao)正光學(xue)(COSTAR)。為了給COSTAR在望遠(yuan)鏡(jing)內提供位置,必須移除其(qi)中一(yi)件儀器(qi),天文學(xue)家的(de)(de)(de)選擇是犧(xi)牲(sheng)高(gao)速(su)光度計。

除此之外,廣域和(he)(he)行星(xing)照(zhao)相機(ji)被第二代廣域和(he)(he)行星(xing)照(zhao)相機(ji)以及內部的光學更(geng)新(xin)系統取(qu)代。另外,太陽能板和(he)(he)驅動的電子設備、四個用(yong)于(yu)望遠(yuan)鏡定位的陀螺儀、二個控制盤(pan)、二個磁力(li)計和(he)(he)其他的電子組件也被更(geng)換(huan)。

1997年

1997年2月(yue),發現(xian)號在STS-82航次中執行了第二次維修任務。用 空間(jian)望遠鏡攝(she)(she)譜儀(STIS)和(he)近紅(hong)外(wai)線(xian)照相(xiang)機和(he)多(duo)目標分光儀(NICMOS)替換掉(diao)戈(ge)拉(la)德(de)高解(jie)析攝(she)(she)譜儀(GHRS)和(he)暗(an)天體攝(she)(she)譜儀(FOS)。修護絕熱毯,再提升哈勃的軌道(dao)。

在維修中(zhong)出現的意外(wai)縮短了(le)儀器的使用年(nian)(nian)限。安裝后吸(xi)熱器的部分熱擴散意料之外(wai)地進入光學擋板,這額外(wai)增(zeng)加的熱量導(dao)致儀器的壽(shou)命由原先期(qi)望的4.5年(nian)(nian)縮短為2年(nian)(nian)。

1999年

第三次維(wei)護任務仍然由發現號在(zai)(zai)1999年12月的(de)(de)(de)(de)STS-103航次中(zhong)(zhong)執(zhi)行。在(zai)(zai)這次維(wei)護中(zhong)(zhong)更換(huan)了(le)全部的(de)(de)(de)(de)六臺陀(tuo)螺儀,也(ye)更換(huan)了(le)一(yi)(yi)個精細導星傳感器和(he)計算(suan)(suan)(suan)機(ji),安裝一(yi)(yi)套組裝好的(de)(de)(de)(de)電壓/溫度改善工(gong)具(VIK)以(yi)防止電池的(de)(de)(de)(de)過(guo)熱,更換(huan)絕熱的(de)(de)(de)(de)毯子(zi)。新的(de)(de)(de)(de)計算(suan)(suan)(suan)器是(shi)能在(zai)(zai)低溫輻(fu)射下運作的(de)(de)(de)(de)英特爾486,可以(yi)執(zhi)行一(yi)(yi)些過(guo)去必須在(zai)(zai)地面處(chu)理的(de)(de)(de)(de)與(yu)太空船有關的(de)(de)(de)(de)計算(suan)(suan)(suan)工(gong)作。

2002年

第四次維護任務(wu)由哥倫比(bi)亞號在2002年3月(yue)的(de)(de)STS-109航次執行,用(yong)先進巡天照(zhao)相機(ACS)替換了(le)暗天體照(zhao)相機(FOC),更換了(le)新的(de)(de)冷卻系統和太陽(yang)能板。哈(ha)勃(bo)的(de)(de)配電(dian)系統也被更新了(le),這是哈(ha)勃(bo)空(kong)間望遠鏡升(sheng)空(kong)之后,首度能完全的(de)(de)應用(yong)所獲(huo)得的(de)(de)電(dian)力。

2008年

在原(yuan)本安排(pai)在2008年(nian)(nian)8月維修任務(wu)(wu)中,航天(tian)員(yuan)將(jiang)更(geng)(geng)換(huan)新(xin)的(de)(de)電池(chi)和陀螺(luo)儀,更(geng)(geng)換(huan)精細(xi)導星傳感器(FGS)并(bing)修理空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡影(ying)像攝(she)譜(pu)儀(STIS)。并(bing)在保留先進巡天(tian)照相機(ji)(ji)的(de)(de)同(tong)時(shi),安裝二臺新(xin)的(de)(de)儀器:宇宙起(qi)源頻譜(pu)儀和第三代廣域照相機(ji)(ji)。然(ran)而(er)NASA于(yu)2008年(nian)(nian)9月宣布哈勃空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡上(shang)的(de)(de)數據處理系(xi)統(tong)出現嚴重故障,無法正(zheng)常(chang)存儲觀測(ce)數據并(bing)傳回地(di)球,而(er)且由于(yu)哈勃太空(kong)(kong)任務(wu)(wu)高(gao)度與國際太空(kong)(kong)站距離十分遠(yuan)(yuan),太空(kong)(kong)人在緊急情況下未能找到有效安全避難(nan)處,這(zhe)使(shi)得維護哈勃望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡變為一項極度危險的(de)(de)任務(wu)(wu)。

2009年

美(mei)國(guo)東部(bu)(bu)時間2009年5月11日14點(dian)01分,美(mei)國(guo)“阿(a)特蘭蒂斯”號航(hang)天(tian)飛機從佛羅里達州肯尼迪(di)航(hang)天(tian)中(zhong)心發射升空(kong)。在此次太(tai)空(kong)之旅中(zhong),機上的(de)7名宇航(hang)員通過(guo)5次太(tai)空(kong)行(xing)走對哈(ha)(ha)勃太(tai)空(kong)望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)進(jin)行(xing)了最后一(yi)次維護,為其更(geng)換了大量設備和(he)輔助儀(yi)器,這些更(geng)新主要包括:用第三代(dai)廣(guang)域照相機(WFC3)取代(dai)WFPC2;安裝新的(de)宇宙起源頻譜儀(yi)(COS)、取回該(gai)處的(de)COSTAR光學(xue)矯正(zheng)系統;修(xiu)復損壞(huai)的(de)先進(jin)巡天(tian)照相機(ACS);修(xiu)復損壞(huai)的(de)空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)攝譜儀(yi)(STIS);替(ti)換損壞(huai)的(de)精細導(dao)星傳感器(FGS);更(geng)換科學(xue)儀(yi)器指令和(he)數據(ju)處理系統(SIC&DH);更(geng)換全部(bu)(bu)的(de)電池模(mo)組;更(geng)換所有的(de)6個陀螺儀(yi)和(he)3組定位(wei)傳感器(RSU);更(geng)換對接(jie)環、安裝全新的(de)絕熱毯(NBOL)、補充制冷劑等等。而這將會是(shi)哈(ha)(ha)勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)最后一(yi)次的(de)維護任務,會將哈(ha)(ha)勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)壽命(ming)延長至2013年后。屆(jie)時發射的(de)詹姆斯·韋(wei)伯空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)能接(jie)續哈(ha)(ha)勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)天(tian)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(xie)因素都限定了(le)地(di)面上望遠鏡(jing)(jing)做(zuo)進一步的觀測(ce)。太空望遠鏡(jing)(jing)的出(chu)現使天文(wen)學家(jia)成功地(di)擺脫地(di)面條件的限制,并獲得更加(jia)清晰與更廣泛(fan)波段的觀測(ce)圖像。

空間(jian)望遠(yuan)鏡的概念(nian)最早出現上(shang)(shang)個(ge)世紀40年(nian)代,但一直(zhi)到上(shang)(shang)個(ge)世紀90年(nian)代,哈勃(bo)空間(jian)望遠(yuan)鏡才正式發射升空,并觀測迄今。

哈勃空(kong)(kong)間望遠鏡屬于美(mei)國航空(kong)(kong)航天(tian)局(NASA)與歐洲(zhou)航天(tian)局(ESA)的(de)合(he)作項目,其主要目標是建立一(yi)個(ge)能長(chang)期在太空(kong)(kong)中進行觀測的(de)軌道天(tian)文臺(tai)。它的(de)名(ming)字(zi)來源于美(mei)國著名(ming)天(tian)文學家埃德溫·哈勃。

1990年(nian)4月25日,由美國航天飛機送上太空軌道(dao)的(de) “哈勃(bo)”望(wang)遠鏡(jing)長(chang)13.3米,直徑4.3米,重11.6噸(dun),造(zao)價近30億美元(yuan)。它以2.8萬公里(li)的(de)時速(su)沿太空軌道(dao)運(yun)行,清晰度是地面天文望(wang)遠鏡(jing)的(de)10倍以上。同(tong)時,由于沒有(you)大氣(qi)湍(tuan)流(liu)的(de)干(gan)擾(rao),它所獲(huo)得(de)的(de)圖像和光(guang)譜(pu)具(ju)有(you)極高的(de)穩定性和可重復性。

哈勃(bo)空(kong)間望遠鏡(jing)得(de)到(dao)(dao)(dao)的(de)(de)數據(ju)首先被(bei)儲存在(zai)航天(tian)(tian)器中(zhong)(zhong)。在(zai)哈勃(bo)空(kong)間望遠鏡(jing)最開始(shi)發射時,儲存數據(ju)設(she)(she)施是(shi)老(lao)式(shi)的(de)(de)卷帶式(shi)錄音機。但這些設(she)(she)備在(zai)之后的(de)(de)維修任務中(zhong)(zhong)得(de)到(dao)(dao)(dao)了替換。每天(tian)(tian)哈勃(bo)空(kong)間望遠鏡(jing)大(da)約分兩次將數據(ju)傳送(song)(song)至(zhi)地球(qiu)同(tong)步軌道跟(gen)蹤與數據(ju)中(zhong)(zhong)繼衛星系統(tong),然(ran)后數據(ju)再被(bei)繼續發送(song)(song)至(zhi)位于(yu)(yu)新墨西哥的(de)(de)白沙(sha)測試設(she)(she)備,通過位于(yu)(yu)白沙(sha)測試設(she)(she)備的(de)(de)60英尺(18米)直徑的(de)(de)高增益微波電線之一,信息(xi)最后被(bei)傳送(song)(song)到(dao)(dao)(dao)戈達(da)德太空(kong)飛(fei)行中(zhong)(zhong)心和太空(kong)望遠鏡(jing)科(ke)學研(yan)究所處存檔。

傳送來的數(shu)(shu)(shu)據(ju)必須要經過一(yi)系(xi)列處理(li)才(cai)能(neng)為天(tian)文(wen)學(xue)家所(suo)用。空間望遠(yuan)鏡研究(jiu)所(suo)開發了(le)一(yi)套軟件(jian)(jian),能(neng)夠自動地(di)對數(shu)(shu)(shu)據(ju)進行校正。然后空間望遠(yuan)鏡研究(jiu)所(suo)將利用STSDAS (Space Telescope Science Data Analysis System) 軟件(jian)(jian)來選(xuan)取所(suo)需要的數(shu)(shu)(shu)據(ju)。

哈勃(bo)望遠鏡幫助科(ke)學家(jia)對(dui)宇宙的研究有了更(geng)深的了解。然而,由于(yu)美國航空航天局將哈勃(bo)SM4確定為最(zui)后一(yi)次維(wei)修任務,因此,哈勃(bo)的退役(yi)在即(ji),而它(ta)新的繼(ji)任者詹姆(mu)斯·韋伯太(tai)(tai)空望遠鏡(JWST)將發射升空,并逐步接替(ti)哈勃(bo)太(tai)(tai)空望遠鏡的工作。

詹姆斯(si)·韋伯太(tai)(tai)空望遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡(James Webb Space Telescope,縮寫JWST)是計劃中(zhong)的(de)(de)紅外(wai)線觀測(ce)用(yong)太(tai)(tai)空望遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡。作為(wei)(wei)將于2010年(nian)結束(shu)觀測(ce)活動的(de)(de)哈勃(bo)太(tai)(tai)空望遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡的(de)(de)后續機(ji),計劃于2011年(nian)發射升(sheng)空。但因為(wei)(wei)制(zhi)造方(fang)面的(de)(de)問題,不得(de)不延遲(chi)到(dao)2013年(nian)升(sheng)空,因此,哈勃(bo)望遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)鏡也(ye)不得(de)不冒險進行修(xiu)補以(yi)繼(ji)續服役(yi)。因為(wei)(wei)費用(yong)已(yi)(yi)經升(sheng)到(dao)了80億美元,鏡片也(ye)已(yi)(yi)經從(cong)原(yuan)計劃的(de)(de)8米縮水為(wei)(wei)6.5米。這視為(wei)(wei)觀察宇宙最遙遠(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)地(di)方(fang),也(ye)就是宇宙大爆炸的(de)(de)第(di)一縷(lv)光線的(de)(de)最低要求了。系歐洲空間局(ESA)和美國宇航局(NASA)的(de)(de)共同運用(yong)計劃,放置于太(tai)(tai)陽-地(di)球的(de)(de)第(di)二拉(la)格朗日點(dian)。

2015年4月21日,哈勃望遠(yuan)鏡(jing)距離地面約340英里(li)(li)(約合547公里(li)(li)),繞(rao)地球(qiu)公轉一周耗時97分鐘。 

組成部分

光學系統

望遠鏡(jing)的光學(xue)部分是(shi)(shi)(shi)整個(ge)儀器的心臟。它采用卡塞格林式(shi)反(fan)射系統,由兩個(ge)雙曲面(mian)反(fan)射鏡(jing)組(zu)成,一(yi)個(ge)是(shi)(shi)(shi)口徑2.4米(mi)的主(zhu)(zhu)(zhu)鏡(jing)、另(ling)一(yi)個(ge)是(shi)(shi)(shi)裝在主(zhu)(zhu)(zhu)鏡(jing)前約(yue)4.5米(mi)處的副(fu)(fu)(fu)鏡(jing),口徑0.3米(mi)。投射到主(zhu)(zhu)(zhu)鏡(jing)上(shang)的光線(xian)首先(xian)反(fan)射到副(fu)(fu)(fu)鏡(jing)上(shang),然后(hou)再由副(fu)(fu)(fu)鏡(jing)射向主(zhu)(zhu)(zhu)鏡(jing)的中(zhong)心孔(kong),穿過(guo)中(zhong)心孔(kong)到達主(zhu)(zhu)(zhu)鏡(jing)的焦面(mian)上(shang)形成高質量的圖像,供各(ge)種科學(xue)儀器進(jin)行精密(mi)處理,得出來的數據通過(guo)中(zhong)繼衛星(xing)系統發回地面(mian)。

廣域和行星照相機

廣(guang)域和(he)行(xing)(xing)星照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(WF/PC)原先(xian)計劃是(shi)光(guang)學觀(guan)測使(shi)(shi)用(yong)的高分辨率照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)。由(you)NASA的噴射(she)推進(jin)實驗(yan)室制造(zao),附有一套由(you)48片(pian)光(guang)學濾鏡組成,可(ke)(ke)以篩選特(te)殊(shu)的波段(duan)進(jin)行(xing)(xing)天體(ti)物(wu)理學的觀(guan)察。整套儀器(qi)使(shi)(shi)用(yong)8片(pian)CCD,做出了兩架(jia)照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji),每一架(jia)使(shi)(shi)用(yong)4片(pian)CCD。廣(guang)域照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(WFC)因(yin)為視野較廣(guang),在(zai)解像(xiang)力上(shang)有所損(sun)失,但可(ke)(ke)對光(guang)度微(wei)弱的天體(ti)進(jin)行(xing)(xing)全景觀(guan)測。而行(xing)(xing)星照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)(PC)行(xing)(xing)星照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)每個畫(hua)素的解析力為0.043弧秒,擁有比WFC長的焦(jiao)距成像(xiang),所以有較高的放(fang)大(da)率,可(ke)(ke)以與廣(guang)域照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)互補,用(yong)于高分辨率的觀(guan)測。

在1993年12月STS-61的(de)維修任務中,廣域和行星(xing)照相(xiang)機被新(xin)的(de)第二代(dai)(dai)替換(huan),為(wei)(wei)了避免混淆,通常(chang)WFPC就(jiu)是第一代(dai)(dai)的(de)廣域和行星(xing)照相(xiang)機,新(xin)機稱(cheng)為(wei)(wei)WFPC-2。

1995年4月1日哈勃(bo)空間望(wang)遠鏡上的(de)(de)大視場和行星照相機(ji)2(WFPC2)拍攝(she)了(le)鷹狀星云的(de)(de)照片。就(jiu)像(xiang)普通的(de)(de)數(shu)碼(ma)相機(ji)一(yi)(yi)(yi)樣(yang),WFPC2也使用電荷耦合器件(CCD)而不是(shi)膠卷來記錄(lu)影像(xiang)。CCD是(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)由(you)光(guang)敏器件組(zu)成的(de)(de)陣列,其中最小的(de)(de)單元(yuan)被稱為(wei)“像(xiang)素”。而它的(de)(de)作(zuo)用則(ze)是(shi)把接收到(dao)(dao)的(de)(de)光(guang)信(xin)號(hao)轉化成電信(xin)號(hao)。如下面會看到(dao)(dao)的(de)(de),在得到(dao)(dao)最終(zhong)絢麗圖像(xiang)的(de)(de)過(guo)程中最艱巨的(de)(de)工作(zuo)就(jiu)是(shi)從(cong)相機(ji)本身產生的(de)(de)干擾(rao)信(xin)號(hao)中分離(li)出那(nei)些(xie)有用的(de)(de)信(xin)號(hao),并且將這(zhe)些(xie)信(xin)號(hao)轉化成對(dui)天(tian)空中某一(yi)(yi)(yi)點的(de)(de)位置和亮度測量。

WFPC2事(shi)實上是(shi)(shi)由4架(jia)(jia)相(xiang)機(ji)(ji)組成(cheng)的(de)(de)——3架(jia)(jia)大(da)視場照(zhao)(zhao)相(xiang)機(ji)(ji)(WF)和1架(jia)(jia)行星照(zhao)(zhao)相(xiang)機(ji)(ji)(PC1)。除了(le)PC1之外,其(qi)余每架(jia)(jia)相(xiang)機(ji)(ji)所(suo)拍攝(she)的(de)(de)圖(tu)像都占據了(le)照(zhao)(zhao)片(pian)的(de)(de)四分之一。而PC1所(suo)拍攝(she)的(de)(de)是(shi)(shi)局(ju)域的(de)(de)放大(da)影像,這(zhe)使得(de)天文學家可以在右上角(jiao)看到(dao)局(ju)部更微小的(de)(de)細節。但(dan)是(shi)(shi)最終(zhong)的(de)(de)圖(tu)像會先(xian)按比例把PC1所(suo)拍攝(she)的(de)(de)圖(tu)像縮小到(dao)和其(qi)他(ta)3架(jia)(jia)相(xiang)機(ji)(ji)相(xiang)同的(de)(de)程(cheng)度(du),這(zhe)就導致了(le)“哈(ha)勃”WFPC2所(suo)拍攝(she)的(de)(de)照(zhao)(zhao)片(pian)總會缺個角(jiao)。WFPC2的(de)(de)視場大(da)約包含(han)了(le)1600×1600個像素,這(zhe)使得(de)它大(da)致相(xiang)當于一臺250萬像素的(de)(de)數碼相(xiang)機(ji)(ji)。而且(qie)WFPC2所(suo)拍攝(she)的(de)(de)圖(tu)像也(ye)不(bu)是(shi)(shi)真彩色的(de)(de),不(bu)過它所(suo)能看到(dao)的(de)(de)景象比起彩色膠卷(juan)來更接近于肉眼(yan)。 

WFPC-2本身也將在第四次維修(xiu)任務(wu)中被在1997年開始研發的WFC-3替換。

戈達德高解析攝譜儀

戈達(da)德高(gao)解(jie)析攝譜儀(GHRS)是被(bei)用(yong)于紫外線波段(duan)的(de)攝譜儀,由戈達(da)德太空中心制(zhi)造,可以(yi)達(da)到(dao)90,000的(de)光(guang)譜分辨(bian)率(lv),同(tong)時也為FOC和FOS選擇適宜觀測的(de)目標(biao)。它舍(she)棄了CCD,使用(yong)數位光(guang)子計(ji)數器作為檢測裝置。在(zai)1997年2月(yue)的(de)哈勃維護任務中被(bei)太空望遠鏡(jing)影像攝譜儀(STIS)取代。

高速光度計

高速光(guang)度(du)計(HSP)能夠快速的(de)(de)(de)(de)測量天體(ti)的(de)(de)(de)(de)光(guang)度(du)變化和(he)偏極性。它可(ke)以(yi)每10微秒在紫外線(xian)(xian)、可(ke)見光(guang)和(he)近紅外線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)波(bo)段(duan)上測量一(yi)次(ci)光(guang)度(du),因此用于在可(ke)見光(guang)和(he)紫外線(xian)(xian)波(bo)段(duan)上觀(guan)測變星,精確度(du)至少可(ke)以(yi)達(da)到2%。 高速光(guang)度(du)計因為主鏡的(de)(de)(de)(de)光(guang)學問(wen)題(ti),自升空以(yi)來一(yi)直未能成(cheng)功(gong)使(shi)用。1993年12月,在第一(yi)次(ci)的(de)(de)(de)(de)哈勃(bo)維護任務中,它被用于矯正(zheng)(zheng)其他儀器的(de)(de)(de)(de)光(guang)學問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)(de)太空望遠(yuan)鏡光(guang)軸補償校正(zheng)(zheng)光(guang)學(COSTAR)替換掉。

暗天體照相機

暗天體(ti)照相機的觀(guan)測波段在115至650納米,它(ta)在2002年(nian)被先進巡天照相機(ACS)取(qu)代。

暗天體攝譜儀

暗(an)天體攝(she)譜儀是觀(guan)測(ce)波長(chang)在1150至8500埃(ai)的攝(she)譜儀。在1997年第二次哈(ha)勃維(wei)護任(ren)務中被(bei)太空望(wang)遠(yuan)鏡影像攝(she)譜儀(STIS)取代(dai)。FOC和FOS都(dou)是哈(ha)勃空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡上分辨(bian)率最(zui)高的儀器。這(zhe)三(san)個儀器都(dou)舍(she)棄(qi)了CCD,使用數(shu)位光(guang)子計數(shu)器做(zuo)為檢測(ce)裝置(zhi)。FOC是由(you)歐(ou)洲航天局制造, FOS則由(you)Martin Marietta公司制造。

其他儀器

最后一件儀器是由威斯康辛麥迪遜(xun)大學設計制造的HSP,它用于在可(ke)見光(guang)和紫外光(guang)的波段上(shang)觀測(ce)變(bian)星,和其他被篩選出的天體在亮(liang)度上(shang)的變(bian)化。它的光(guang)度計每秒鐘可(ke)以偵測(ce)100,000次,精(jing)確度至少(shao)可(ke)以達到2%。

哈勃(bo)空間望(wang)遠(yuan)鏡的導引系統也可以做為科學儀器,它的三個精(jing)細(xi)導星傳(chuan)感器(FGS)在觀測期間主要用于保持望(wang)遠(yuan)鏡指向的準確性, 但也能(neng)用于進行(xing)非常準確的天(tian)體(ti)測量(liang),測量(liang)的精(jing)確度(du)達(da)到(dao) 0.0003弧秒。

性能數據

哈勃(bo)空(kong)間望(wang)遠鏡的一(yi)些基本數據(ju),由為NASA運營哈勃(bo)的空(kong)間望(wang)遠鏡研(yan)究所(suo)(STScI)提供。

望遠鏡尺寸

長(chang):43.5英(ying)尺(13.2米(mi))

重(zhong):24500磅(11110千(qian)克)

最大(da)直徑:14英尺(4.2米(mi))

任務數據

發射:1990年4月24日從發現(xian)號航天飛機發射(第31次(ci)航天飛機任務(wu)STS-31)

進入預定位置:1990年4月25日(ri)

維護(hu)任(ren)務1:1993年12月

維護任務2:1997年2月

維護任務3A:1999年12月

維護任務3B:2002年2月(yue)

維護任務4:2009年5月(yue)

空間飛行數據

軌道:平均高度307海里(569千米或353英里),軌道傾角28.5度

軌道周期:97分鐘

速度:17500英里(li)每小時(28000千(qian)米(mi)每小時)

數據數據

哈勃(bo)每(mei)周傳(chuan)輸(shu)約120千(qian)兆字(zi)節(GB)的科學數(shu)(shu)據(ju)。約合在一個書架上擺放(fang)3600英尺(1097米(mi))高的書籍所(suo)包含的數(shu)(shu)據(ju)量。圖片和數(shu)(shu)據(ju)儲存在磁光盤上。

動力

能量源:太陽

機制:兩(liang)個25英尺太陽能電池(chi)板

功率:2800瓦特

電(dian)池(chi):6個鎳氫電(dian)池(chi),約(yue)合(he)20個汽車電(dian)池(chi)的(de)容量(liang)

光學部件

主(zhu)鏡直徑:94.5英寸(2.4米)

主鏡(jing)重量:1825磅(bang)(828千克)

次鏡直徑:12英寸(0.3米)

次鏡(jing)重(zhong)量(liang):27.4磅(12.3千克) 

數據

從1990年(nian)到2015年(nian)4月,哈勃望遠鏡在地球(qiu)軌道上(shang)運行了(le)接近13萬(wan)7千圈,累計54億公(gong)里,執行了(le)120多萬(wan)次觀(guan)測任務,觀(guan)察(cha)了(le)超(chao)過38,000個天體。

哈勃望遠鏡(jing)觀測到的目標中最遠的是(shi)距地球130億(yi)光年的原始星(xing)(xing)系,這些星(xing)(xing)系的發出光芒來自大爆炸后(hou)剛(gang)剛(gang)形成的宇宙早期(qi)。 

平均每個月,哈(ha)勃都會產生(sheng)829G觀測數(shu)據,累(lei)計已超過100T。 

在執(zhi)行任務的早(zao)期(qi),哈勃(bo)望遠鏡證明了大(da)質量黑洞在宇宙(zhou)中(zhong)普遍存在——大(da)多出現(xian)在星系的中(zhong)央位置。同時,天文學(xue)家還在它(ta)的幫助下(xia),觀測到(dao)宇宙(zhou)膨脹的精確數據,從而推算出宇宙(zhou)年(nian)齡為138億年(nian)(誤差不超過(guo)3%)。 

在(zai)這一過(guo)程(cheng)中,“暗能量”這個如今(jin)在(zai)科學(xue)界頻頻出現的神(shen)秘概念,逐漸為(wei)人們(men)(men)所知(zhi)曉。而且在(zai)“大爆炸(zha)”之后,另一個非(fei)常關鍵的“暴(bao)漲”階段對于我們(men)(men)宇宙的結構同樣起(qi)著決(jue)定性的作用。 

截至2015年(nian)4月,直接或間接通過哈勃望(wang)遠鏡(jing)的(de)成(cheng)果而發表的(de)科學(xue)論文數目,達(da)到12800篇,包括幾項問鼎諾貝爾(er)獎(jiang)的(de)成(cheng)果。 

古老星系

2013年(nian)10月,哈勃太空望遠鏡(jing)發現了可能是(shi)宇宙中測量(liang)距離上最遙遠的(de)星(xing)系,來自德克薩斯(si)大(da)學等(deng)研究人(ren)員通過MOSFIRE攝譜儀精(jing)確測量(liang)了該星(xing)系的(de)距離,其(qi)大(da)約存在(zai)于宇宙大(da)爆(bao)炸后的(de)7億年(nian)左右(you)。

宇宙年齡

哈(ha)勃(bo)空間望遠(yuan)鏡(jing)對造父變(bian)星的(de)(de)(de)觀測為(wei)哈(ha)勃(bo)常(chang)數(shu)的(de)(de)(de)精確測量(liang)提供(gong)了(le)(le)保證。哈(ha)勃(bo)的(de)(de)(de)精細導星傳感器(qi)對造父變(bian)星進行了(le)(le)直接的(de)(de)(de)視差(cha)測量(liang),大大削減了(le)(le)用造父變(bian)星周光關系推(tui)算距(ju)離(li)的(de)(de)(de)不確定性(xing)(xing)。在(zai)哈(ha)勃(bo)空間望遠(yuan)鏡(jing)之前,觀測得到的(de)(de)(de)哈(ha)勃(bo)常(chang)數(shu)有(you)1-2倍的(de)(de)(de)差(cha)異,但是在(zai)有(you)了(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)造父變(bian)星觀測之后(hou)宇宙距(ju)離(li)尺度(du)的(de)(de)(de)不確定性(xing)(xing)猛然下降到了(le)(le)大約只有(you)10%,從而對宇宙的(de)(de)(de)擴張(zhang)速率和年齡有(you)更正確的(de)(de)(de)認知。

恒星形成

哈(ha)勃(bo)空(kong)間望(wang)遠鏡還有助于研究諸如(ru)獵戶(hu)星(xing)云(yun)之類的(de)(de)(de)恒星(xing)形成區。通過哈(ha)勃(bo)空(kong)間望(wang)遠鏡對(dui)獵戶(hu)星(xing)云(yun)的(de)(de)(de)早期觀測(ce)發(fa)現,其中聚集了許(xu)多被濃密(mi)氣體和(he)(he)塵埃(ai)盤包裹的(de)(de)(de)年輕恒星(xing)。盡(jin)管已經從理(li)論上(shang)和(he)(he)甚大(da)天線(xian)陣(zhen)的(de)(de)(de)觀測(ce)中推(tui)測(ce)出(chu)(chu)來了這些(xie)盤的(de)(de)(de)存在(zai),但是直到哈(ha)勃(bo)所拍攝的(de)(de)(de)高分辨率照片(pian)才第(di)一次直接揭示出(chu)(chu)了這些(xie)盤的(de)(de)(de)結構和(he)(he)物(wu)理(li)性質。

恒星死亡

哈勃的(de)觀測(ce)還(huan)在(zai)超新星(xing)(xing)爆(bao)(bao)發和γ射(she)線暴之(zhi)間建立起了(le)聯(lian)系。通過哈勃對γ射(she)線暴余(yu)輝的(de)觀測(ce),研究人員把這些暴發鎖(suo)定在(zai)了(le)河外星(xing)(xing)系中的(de)大(da)質量恒星(xing)(xing)形成(cheng)區(qu)。由此哈勃望遠鏡也令人信服地證明了(le)這些劇(ju)烈的(de)爆(bao)(bao)發和大(da)質量恒星(xing)(xing)死亡的(de)直(zhi)接聯(lian)系。

黑洞

哈勃空間望遠鏡最早(zao)的(de)(de)核心計劃之一(yi)就是要建(jian)立起由黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)驅(qu)動的(de)(de)類星(xing)體(ti)(ti)和星(xing)系(xi)(xi)之間的(de)(de)關系(xi)(xi)。之后,通過它(ta)(ta)們對(dui)(dui)周圍恒星(xing)的(de)(de)引力作(zuo)用(yong),針對(dui)(dui)“哈勃”所獲(huo)得的(de)(de)近距星(xing)系(xi)(xi)光(guang)譜(pu)的(de)(de)動力學模(mo)型證(zheng)實了黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)存在。這(zhe)些研究(jiu)也(ye)導(dao)致(zhi)了對(dui)(dui)十幾個星(xing)系(xi)(xi)中央黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)可(ke)靠測(ce)量(liang)(liang),揭示出了黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)質(zhi)量(liang)(liang)和星(xing)系(xi)(xi)核球質(zhi)量(liang)(liang)之間極為(wei)緊密的(de)(de)聯系(xi)(xi)。2011年11月(yue)8日,借助哈勃空間望遠鏡,天文學家們首次拍攝到圍繞(rao)遙遠黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)存在的(de)(de)盤狀構(gou)造。這(zhe)個盤狀結構(gou)由氣(qi)體(ti)(ti)和塵埃構(gou)成,并(bing)且正處(chu)于(yu)不(bu)斷(duan)下降進入(ru)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)中被(bei)消(xiao)耗(hao)的(de)(de)過程中。當(dang)這(zhe)些物質(zhi)落入(ru)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)的(de)(de)一(yi)瞬(shun)間,它(ta)(ta)們將釋放巨大的(de)(de)能量(liang)(liang),形成一(yi)種(zhong)宇宙射電信號源(yuan),稱(cheng)為(wei)“類星(xing)體(ti)(ti)”。

暗物質

2012年(nian)3月(yue),美國宇航(hang)局“哈勃”太空望遠鏡在距(ju)離地球(qiu)24億光年(nian)的“阿貝爾(er)520”星系團中(zhong)再次發現(xian)了一個巨大的暗物(wu)質(zhi)塊。這(zhe)一異常發現(xian)令天文學家百思不(bu)得(de)其解,并(bing)懷(huai)疑暗物(wu)質(zhi)塊中(zhong)可(ke)能(neng)藏有一個神(shen)秘的“暗物(wu)質(zhi)核心”。

研究人員(yuan)介紹說(shuo),在距離地球24億光年的(de)(de)遙遠星(xing)系(xi)團“阿貝爾(er)520”中,星(xing)系(xi)發生碰(peng)撞(zhuang)后,從星(xing)系(xi)中分離出來的(de)(de)暗物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)可(ke)能在星(xing)系(xi)周圍聚集(ji)形成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)“暗物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)核(he)心”。由于(yu)暗物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)被(bei)認(ren)為是將(jiang)(jiang)星(xing)系(xi)結合(he)成(cheng)一(yi)(yi)體的(de)(de)神秘(mi)(mi)“膠(jiao)(jiao)水(shui)”,因此(ci)這種現象(xiang)本不應(ying)該存在。現象(xiang)的(de)(de)問題是,如(ru)果(guo)暗物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)被(bei)認(ren)為是將(jiang)(jiang)星(xing)系(xi)結合(he)成(cheng)一(yi)(yi)體的(de)(de)神秘(mi)(mi)“膠(jiao)(jiao)水(shui)”,那么星(xing)系(xi)碰(peng)撞(zhuang)后它們(men)仍然可(ke)以將(jiang)(jiang)星(xing)系(xi)“粘(zhan)合(he)”在一(yi)(yi)起。

這一(yi)異(yi)常(chang)現象最(zui)早(zao)發現于(yu)2007年(nian)。由于(yu)這一(yi)現象過于(yu)異(yi)常(chang),因(yin)此(ci)許多(duo)天文學家都將其作(zuo)為一(yi)種假象而(er)不(bu)予(yu)理會。然(ran)而(er),“哈(ha)勃”太空望(wang)遠鏡最(zui)新的觀測結(jie)果證實,“阿貝爾(er)520”星(xing)系團中的暗物質和星(xing)系是分開(kai)的。“哈(ha)勃”太空望(wang)遠鏡觀測圖像藍綠色區域顯示(shi),一(yi)個巨大的暗物質塊位于(yu)熾(chi)熱(re)的氣體附近,但該區域幾乎看(kan)不(bu)到星(xing)系。

異(yi)常(chang)現象的再一(yi)次發現,讓天文(wen)學(xue)(xue)(xue)家(jia)們不得不對(dui)其重視起(qi)來并重新(xin)思(si)考它的原理(li)(li)。暗(an)物質最早發現于大約(yue)80年前,被認(ren)為是將星系(xi)結合成一(yi)體的“引力膠(jiao)水”。事實上,天文(wen)學(xue)(xue)(xue)家(jia)對(dui)暗(an)物質仍(reng)然知之甚少(shao)。“哈勃”太空(kong)望遠鏡研究項目首席科學(xue)(xue)(xue)家(jia)、加利福(fu)尼(ni)亞大學(xue)(xue)(xue)天文(wen)學(xue)(xue)(xue)家(jia)詹姆斯-吉表(biao)示,“這一(yi)結果令人困惑。暗(an)物質的行為無法預測,很難說清(qing)它的原理(li)(li)。”

對(dui)于(yu)這(zhe)一異常發現,研究(jiu)團(tuan)隊提出了數種解釋,但(dan)最終每一種解釋都會讓天文(wen)學家(jia)更為困惑。研究(jiu)團(tuan)隊成員、美國加(jia)州舊金山州立大學科學家(jia)安(an)迪(di)謝-馬(ma)哈達維曾經是2007年對(dui)“阿(a)貝爾520”星系團(tuan)首次觀測(ce)項(xiang)目(mu)的負責人,他表示(shi),“這(zhe)會讓你越(yue)(yue)來越(yue)(yue)困惑,越(yue)(yue)陷越(yue)(yue)深。”

對于這種矛盾(dun)現象,一個(ge)可能的解釋(shi)就是,“阿(a)貝爾520”星(xing)系團是三個(ge)星(xing)系團之間復雜的交互體,而不僅僅是兩個(ge)碰撞系統(tong)。另(ling)一種可能就是,“暗物(wu)質核心”中包含有(you)許多星(xing)系,但是由于它們(men)過于暗淡而無(wu)法觀測到(dao),甚至“哈(ha)勃”太空望遠(yuan)鏡(jing)都無(wu)法看到(dao)。

有水行星

2013年12月(yue)3日,美國航天(tian)局宣(xuan)布(bu),天(tian)文(wen)學家利用哈勃(bo)太(tai)空(kong)望遠鏡在太(tai)陽系(xi)外(wai)(wai)發(fa)現(xian)5顆行星,它們的(de)大(da)氣層中都(dou)有(you)水存在的(de)跡(ji)象(xiang)。此(ci)前也曾觀測到少數大(da)氣層中有(you)水存在跡(ji)象(xiang)的(de)系(xi)外(wai)(wai)行星,但這(zhe)是首(shou)次(ci)能確定(ding)性地測量多個系(xi)外(wai)(wai)行星的(de)大(da)氣光(guang)譜信號特征與強度,并(bing)進(jin)行比較。

這5顆行(xing)星分別叫做WASP-17b、HD209458b、WASP-12b、WASP-19b與(yu)XO-1b,它們的體積(ji)比地球大(da)得多(duo),屬于“熱(re)木(mu)星”型(xing)行(xing)星,即大(da)小與(yu)木(mu)星相當,但溫度極高、運行(xing)軌道距(ju)其繞行(xing)恒星非(fei)常近(jin)的氣態巨(ju)行(xing)星。

研究(jiu)人員利用哈勃的(de)廣角(jiao)照相機,觀測這(zhe)些(xie)行(xing)(xing)(xing)星(xing)大氣層吸收光(guang)線(xian)的(de)細節特征(zheng),結果發現,盡管(guan)5顆(ke)行(xing)(xing)(xing)星(xing)都有(you)水存在的(de)跡象,但信號均(jun)弱于預期,他們懷疑這(zhe)是(shi)因(yin)為這(zhe)些(xie)行(xing)(xing)(xing)星(xing)的(de)大氣中(zhong)有(you)一層霾或灰(hui)塵的(de)存在,導致信號減(jian)弱。

宇宙學

由于(yu)宇(yu)宙學的(de)(de)研(yan)究(jiu)對(dui)象主要(yao)來自(zi)天(tian)文觀測(ce)(ce)(ce),而(er)(er)這也(ye)是唯一(yi)能(neng)在宇(yu)宙演化(hua)和(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)基礎(chu)上測(ce)(ce)(ce)量(liang)宇(yu)宙距(ju)離(li)(li)和(he)年齡(ling)的(de)(de)辦法。哈勃(bo)(bo)空間望遠鏡能(neng)夠(gou)通(tong)過對(dui)造父變星(xing)距(ju)離(li)(li)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)來測(ce)(ce)(ce)定哈勃(bo)(bo)常數,而(er)(er)這與(yu)宇(yu)宙在今(jin)天(tian)的(de)(de)膨(peng)脹速度(du)有關。此外,通(tong)過對(dui)超新星(xing)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)定,可以(yi)幫助(zhu)研(yan)究(jiu)人員(yuan)來限(xian)制超新星(xing)的(de)(de)亮度(du),從(cong)而(er)(er)進(jin)一(yi)步限(xian)制宇(yu)宙早期膨(peng)脹的(de)(de)屬(shu)性,從(cong)而(er)(er)為暗能(neng)量(liang)模型提供(gong)一(yi)個強有力的(de)(de)限(xian)制。

哈勃深場

早在(zai)1996年(nian),著(zhu)名的(de)哈(ha)勃空間(jian)望遠鏡(jing)就拍攝到標志性的(de)哈(ha)勃深場(chang)(chang)(chang)圖(tu)像(xiang),巨大數量的(de)星系就隱(yin)藏在(zai)這(zhe)片小天(tian)區中(zhong),美(mei)國(guo)宇(yu)航局(ju)計劃進行一次(ci)全新的(de)深場(chang)(chang)(chang)成(cheng)像(xiang)計劃。哈(ha)勃望遠鏡(jing)在(zai)捕捉深場(chang)(chang)(chang)圖(tu)像(xiang)時將收集極遙遠天(tian)體的(de)微弱(ruo)(ruo)光線,慢慢“堆(dui)積”才能(neng)揭示宇(yu)宙(zhou)大爆炸(zha)數億年(nian)后的(de)情(qing)景(jing),否則由于光線太弱(ruo)(ruo)而看不(bu)到當時宇(yu)宙(zhou)中(zhong)存在(zai)的(de)天(tian)體。在(zai)哈(ha)勃望遠鏡(jing)于2004年(nian)拍攝的(de)“超深場(chang)(chang)(chang)”圖(tu)像(xiang)中(zhong),收集光線的(de)時間(jian)更(geng)久,2012年(nian)拍攝的(de)“極深場(chang)(chang)(chang)”圖(tu)像(xiang)則花了更(geng)長的(de)時間(jian)才完成(cheng)成(cheng)像(xiang)。

根據巴(ba)爾(er)的(de)摩空間望遠鏡(jing)研(yan)(yan)究(jiu)所科(ke)學家丹安(an)·科(ke)介紹:“與超深(shen)場(chang)圖像(xiang)類(lei)似,本次(ci)哈勃拍攝的(de)六個(ge)超深(shen)場(chang)圖像(xiang)計劃幾乎(hu)可獲得相同品質,在(zai)哈勃前沿領域的(de)任務中(zhong),收集光線花(hua)了45個(ge)小時(shi),描繪出(chu)宇(yu)宙大爆炸(zha)后大約(yue)五億(yi)年的(de)情景(jing)(jing)。”這些圖像(xiang)深(shen)刻(ke)揭示(shi)了宇(yu)宙最深(shen)處(chu)的(de)景(jing)(jing)象,捕捉到年代(dai)非常久遠的(de)星(xing)系和從未見過(guo)的(de)遙遠星(xing)系。負(fu)責本項研(yan)(yan)究(jiu)的(de)科(ke)學家認(ren)為有些星(xing)系是之(zhi)前尚未被(bei)發(fa)現的(de),比如最遠的(de)星(xing)系MACS0647-JD,就距(ju)離(li)地球(qiu)大約(yue)133億(yi)光年處(chu),原始深(shen)空場(chang)也顯示(shi)了在(zai)僅僅2.5弧(hu)分跨度上就存在(zai)大約(yue)3000個(ge)并未被(bei)觀測到宇(yu)宙星(xing)系。 

作為天(tian)體觀(guan)測(ce)的(de)(de)主力,美(mei)國宇航局(ju)希(xi)望哈勃望遠鏡(jing)能維持到(dao)2018年(nian),其繼任(ren)者詹姆斯·韋(wei)伯空間望遠鏡(jing)將在不(bu)久(jiu)后發射。研究(jiu)人員認為哈勃拍攝的(de)(de)新深場圖(tu)像需(xu)要一定的(de)(de)運氣,那片黑(hei)暗的(de)(de)天(tian)區包(bao)含了豐富的(de)(de)寶藏,這項新的(de)(de)觀(guan)測(ce)活(huo)動(dong)將在2012年(nian)晚些時候開(kai)始(shi)。

大胖子星系團

2014年(nian)4月,美國航空(kong)航天(tian)局(NASA)哈勃太(tai)空(kong)望遠鏡(jing)觀(guan)測結果(guo)顯示,“El Gordo”星(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(昵(ni)稱為“大(da)(da)胖(pang)子”)所容納的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量可(ke)(ke)能與(yu)三千(qian)萬(wan)億(3乘以(yi)(yi)10的(de)(de)(de)(de)(de)(de)15次方)顆太(tai)陽(yang)相當(dang)(dang)(dang)。這(zhe)比原先(xian)科學家(jia)所估計的(de)(de)(de)(de)(de)(de)值大(da)(da)了(le)43%,質(zhi)(zhi)量可(ke)(ke)能與(yu)3千(qian)萬(wan)億顆太(tai)陽(yang)相當(dang)(dang)(dang),約(yue)為銀河系(xi)(xi)質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)3000倍。 “大(da)(da)胖(pang)子”星(xing)系(xi)(xi)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)編(bian)號為ACT-CL J0102-4915,距離地球超過70億光年(nian)。因此,天(tian)文學家(jia)觀(guan)測到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)信號,實際(ji)上已經有將近一半的(de)(de)(de)(de)(de)(de)宇(yu)宙年(nian)齡(ling)(約(yue)138億年(nian))。在(zai)2012年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)中,“大(da)(da)胖(pang)子”星(xing)系(xi)(xi)團(tuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量大(da)(da)致相當(dang)(dang)(dang)于(yu)2千(qian)萬(wan)億顆太(tai)陽(yang)。研(yan)究(jiu)者利用NASA的(de)(de)(de)(de)(de)(de)錢德拉(la)X射線天(tian)文臺和歐洲南方天(tian)文臺位于(yu)智利的(de)(de)(de)(de)(de)(de)甚大(da)(da)望遠鏡(jing)陣列,對星(xing)系(xi)(xi)團(tuan)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣體溫度以(yi)(yi)及星(xing)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運動進行了(le)研(yan)究(jiu),估算出(chu)了(le)這(zhe)一數據。不過,該(gai)結果(guo)存在(zai)著一些偏(pian)差,原因主要是該(gai)星(xing)系(xi)(xi)團(tuan)可(ke)(ke)能是兩個(ge)星(xing)系(xi)(xi)團(tuan)之間(jian)碰撞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)。 

蝴蝶狀星云

2015年9月,哈勃太(tai)空望遠(yuan)鏡拍到了蝴蝶狀星(xing)云(yun)“Twin Jet Nebula”,這一星(xing)云(yun)有兩片閃閃發光的“彩虹(hong)翅膀”,仿佛一只美麗的蝴蝶在展翅飛翔。

軍事用途

空間偵查

實際上(shang),對于哈(ha)勃(bo)用(yong)于地(di)面(mian)(mian)偵(zhen)查的(de)(de)(de)各(ge)種傳言都是(shi)(shi)很可笑的(de)(de)(de),因為(wei)美國軍方真(zhen)正使用(yong)的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)地(di)面(mian)(mian)偵(zhen)查技術(shu)領(ling)先(xian)哈(ha)勃(bo)的(de)(de)(de)技術(shu)兩(liang)代以上(shang)。如KH-11“鎖眼”偵(zhen)查衛星(xing),與哈(ha)勃(bo)同為(wei)洛克希德馬丁制造(zao)的(de)(de)(de),制造(zao)時間(jian)也(ye)一樣(yang),其地(di)面(mian)(mian)分辨率為(wei)15cm,遠高于哈(ha)勃(bo)的(de)(de)(de)26cm。其外形與哈(ha)勃(bo)相似(si),不了解這個領(ling)域的(de)(de)(de)人有可能會(hui)把(ba)它誤認(ren)為(wei)是(shi)(shi)哈(ha)勃(bo)。 哈(ha)勃(bo)之所以曾經對地(di)面(mian)(mian)運作(zuo),是(shi)(shi)因為(wei)需要校準(zhun)設備。

和平用途

根據一架曝(pu)光的(de)(de)俄羅(luo)斯A-60機(ji)(ji)載(zai)激(ji)光武器(Beriev A-60,蘇(su)聯時期(qi)(qi)的(de)(de)遺存)試驗機(ji)(ji)照片,機(ji)(ji)身徽(hui)標圖案明(ming)確顯(xian)示出(chu)以(yi)(yi)激(ji)光攻擊(ji)哈勃空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)情景。這間(jian)(jian)接表明(ming)了(le)哈勃空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡在軍(jun)事上對俄羅(luo)斯的(de)(de)威脅(xie)程度。進(jin)(jin)而引(yin)發對哈勃空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡是否(fou)單(dan)純用(yong)于和平用(yong)途的(de)(de)爭論(lun),以(yi)(yi)及(ji)反對太空(kong)(kong)軍(jun)事化的(de)(de)抗(kang)議。更(geng)有(you)陰謀論(lun)者進(jin)(jin)一步指出(chu):哈勃空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡初期(qi)(qi)的(de)(de)“近視”缺陷乃有(you)意(yi)為之,直至(zhi)蘇(su)聯解體后兩(liang)年才加以(yi)(yi)修正。

后繼探索器

韋伯空間望遠鏡

詹(zhan)姆斯·韋(wei)伯空間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)(JWST)是紅外(wai)空間觀(guan)測站(zhan),研究人員計(ji)劃(hua)用它取代哈(ha)勃望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing),用以探(tan)索遠(yuan)(yuan)超過目前儀器可觀(guan)測到的(de)宇宙中最(zui)遠(yuan)(yuan)的(de)對(dui)象。它由NASA帶頭,與歐洲航(hang)天(tian)(tian)局和加拿大航(hang)天(tian)(tian)局合(he)作(zuo)。曾用名為NGST。在(zai)2002年更名,用以紀(ji)念NASA的(de)首(shou)任(ren)局長James Webb,其設計(ji)口徑為6米,是哈(ha)勃望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)2.5倍(bei)。JWST能觀(guan)測到的(de)天(tian)(tian)體要比當前最(zui)大地面望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)或空間紅外(wai)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)要暗(an)400倍(bei)。原計(ji)劃(hua)2012年升空,但因為經(jing)濟危(wei)機推遲,計(ji)劃(hua)推遲至(zhi)2018年發射。

NASA計(ji)劃中(zhong)將于2018年升空的(de)詹姆斯·韋(wei)伯(bo)望遠鏡是被寄予(yu)厚望的(de)哈勃望遠鏡繼(ji)任(ren)者(zhe)。在(zai)韋(wei)伯(bo)領(ling)導下的(de)美國(guo)宇航(hang)局,成功(gong)實施了(le)“水星”和“雙子星”載人航(hang)天(tian)計(ji)劃,為人類成功(gong)登月奠定了(le)堅實的(de)基(ji)礎(chu)。 

韋(wei)伯(bo)望(wang)(wang)遠鏡在設(she)計(ji)(ji)時(shi)強化了其紅外波段的(de)(de)觀(guan)測能力,這將讓它(ta)能夠(gou)更(geng)好地看(kan)清(qing)宇(yu)宙中更(geng)遙遠、更(geng)暗淡的(de)(de)天(tian)體(ti)。相對于哈勃望(wang)(wang)遠鏡,韋(wei)伯(bo)望(wang)(wang)遠鏡將能夠(gou)進(jin)一(yi)步逼近大爆炸后的(de)(de)年(nian)輕(qing)宇(yu)宙的(de)(de)圖景,科(ke)學家(jia)估計(ji)(ji)它(ta)可以看(kan)到距離200億光(guang)年(nian)遠的(de)(de)原始星系。 

2019年,哈勃望遠(yuan)鏡和韋伯望遠(yuan)鏡將(jiang)同時在軌道運行,幫助人類揭示宇(yu)宙的秘密。

“到(dao)那時(shi),人類將擁(yong)有(you)前所未(wei)有(you)的(de)觀測能力,面對未(wei)知的(de)宇宙,我們可以更好的(de)觀察它,理解它。”格(ge)倫斯(si)菲爾德介紹說(shuo),“我相信(xin),到(dao)時(shi)候一(yi)定(ding)會有(you)"爆炸性"的(de)新(xin)發現!” 

赫歇爾空間天文臺

2009年5月14日發送的歐洲航(hang)天(tian)局赫歇(xie)爾空間天(tian)文臺,有一面鏡子赫歇(xie)爾大大超(chao)過哈(ha)勃(bo),但只有在遠紅(hong)外(wai)線觀察。

大口徑太空望遠鏡

先進的技術大口徑太空(kong)望(wang)遠(yuan)鏡 也已提(ti)上(shang)日(ri)程(cheng)。如果該項(xiang)目批準的話,它將有(you)8至(zhi)(zhi)16米(320至(zhi)(zhi)640英(ying)寸)的光學空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡。它是真(zhen)正(zheng)的哈勃望(wang)遠(yuan)鏡繼承人: 有(you)能力觀察和(he)拍攝的光學,天體紫外(wai)線和(he)紅外(wai)線的波長,但更高的分辨(bian)率大大高于哈勃。

拍攝內容

哈勃太空望遠鏡廣(guang)域(yu)行星相(xiang)機(ji)2號拍攝(she)到NGC 6052星系,該星系距離地(di)球(qiu)2.3億光年,位于武仙星座中。

人們(men)最初(chu)可能認(ren)為這是一個(ge)(ge)反(fan)常的星(xing)(xing)系(xi),但事實上它(ta)是處(chu)于形成(cheng)階段的“新(xin)星(xing)(xing)系(xi)”,兩(liang)個(ge)(ge)單獨(du)星(xing)(xing)系(xi)通(tong)過引(yin)力(li)吸引(yin),逐漸聚集(ji)在一起(qi),最終發生碰(peng)(peng)撞,目(mu)前我們(men)看到的是兩(liang)個(ge)(ge)星(xing)(xing)系(xi)碰(peng)(peng)撞合(he)并的一個(ge)(ge)星(xing)(xing)系(xi)結構(gou)。

伴隨著星系(xi)逐漸(jian)合并,一(yi)些恒星將(jiang)脫離原始(shi)軌道進入新的軌道位置,目(mu)前這(zhe)個(ge)(ge)新星系(xi)處(chu)于較(jiao)高的混(hun)沌狀態,最終新星系(xi)將(jiang)形成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)穩定外(wai)形,它與(yu)這(zhe)兩個(ge)(ge)原始(shi)星系(xi)都不相同。

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