哈勃(bo)空間望遠(yuan)鏡(jing)(英語(yu):Hubble Space Telescope,縮寫:HST)是以美國天文學家愛(ai)德溫·哈勃(bo)為名,于1990年(nian)4月24日成功發(fa)射,位于地球的大氣層之上(shang)的光學望遠(yuan)鏡(jing)。
2019年(nian)5月(yue),哈(ha)勃太(tai)空望(wang)遠鏡科學家公布(bu)了最(zui)新(xin)的(de)(de)宇宙(zhou)照(zhao)片——“哈(ha)勃遺產(chan)場”(HLF),這是迄(qi)今最(zui)完(wan)整最(zui)全(quan)面的(de)(de)宇宙(zhou)圖譜(pu),由哈(ha)勃在16年(nian)間拍攝的(de)(de)7500張星空照(zhao)片拼接而成(cheng),包(bao)含約265000個星系,其中有(you)些(xie)已至少(shao)133億歲(sui)“高(gao)齡”,對(dui)其進行研究有(you)助于(yu)科學家深入(ru)了解更(geng)早的(de)(de)宇宙(zhou)歷史。
2021年6月19日(ri)(ri),據法新社報道,美國宇航局NASA表(biao)示,已經觀測(ce)宇宙(zhou)30多年的(de)哈勃太空望(wang)遠鏡過去幾(ji)天(tian)處于(yu)停機狀態,原(yuan)因是一個有(you)效(xiao)載荷計算機從13日(ri)(ri)起停止了工作。
哈(ha)勃空間望遠鏡(jing)(英語:Hubble Space Telescope,HST),是以天(tian)(tian)文(wen)學(xue)(xue)家(jia)愛德溫·哈(ha)勃為(wei)名,在地球軌道(dao)的(de)(de)(de)望遠鏡(jing)。哈(ha)勃望遠鏡(jing)接收(shou)地面控制(zhi)中心(美(mei)國馬里蘭(lan)州的(de)(de)(de)霍普金斯大(da)(da)(da)學(xue)(xue)內(nei))的(de)(de)(de)指(zhi)令并將各種觀測數據通過無線電傳輸回地球。由于(yu)它位于(yu)地球大(da)(da)(da)氣層(ceng)之上,因此獲得了地基(ji)望遠鏡(jing)所沒有(you)的(de)(de)(de)好處:影(ying)像不受大(da)(da)(da)氣湍流的(de)(de)(de)擾動、視相度絕佳(jia),且無大(da)(da)(da)氣散射造成的(de)(de)(de)背景光,還能(neng)(neng)觀測會(hui)被臭氧層(ceng)吸(xi)收(shou)的(de)(de)(de)紫(zi)外線。于(yu)1990年(nian)發射之后,已經成為(wei)天(tian)(tian)文(wen)史上最重(zhong)要的(de)(de)(de)儀器。它成功彌補了地面觀測的(de)(de)(de)不足,幫助天(tian)(tian)文(wen)學(xue)(xue)家(jia)解決了許多天(tian)(tian)文(wen)學(xue)(xue)上的(de)(de)(de)基(ji)本問題,使得人類對天(tian)(tian)文(wen)物理有(you)更(geng)多的(de)(de)(de)認識(shi)。此外,哈(ha)勃的(de)(de)(de)超(chao)深空視場(chang)則是天(tian)(tian)文(wen)學(xue)(xue)家(jia)目前能(neng)(neng)獲得的(de)(de)(de)最深入、也是最敏(min)銳的(de)(de)(de)太空光學(xue)(xue)影(ying)像。
哈(ha)勃(bo)空間望(wang)遠鏡和(he)康普頓(dun)γ射線天文臺、錢德(de)拉X光天文臺、斯(si)皮策空間望(wang)遠鏡都是美國國家航空航天局大型軌道天文臺計劃的一(yi)部分。哈(ha)勃(bo)空間望(wang)遠鏡由(you)NASA和(he)ESA合(he)作(zuo)共同(tong)管理。
哈(ha)勃空間望遠鏡(jing)(jing)的歷史(shi)可(ke)以(yi)追溯至1946年(nian)天(tian)文(wen)(wen)學(xue)家萊曼·斯皮(pi)策(Lyman Spitzer, Jr.)所提出(chu)的論文(wen)(wen):《在(zai)地(di)(di)球(qiu)之外(wai)(wai)的天(tian)文(wen)(wen)觀測優勢》。在(zai)文(wen)(wen)中(zhong),他指出(chu)在(zai)太(tai)空中(zhong)的天(tian)文(wen)(wen)臺(tai)(tai)有兩(liang)項優于地(di)(di)面天(tian)文(wen)(wen)臺(tai)(tai)的性能(neng)。首(shou)先,角(jiao)分(fen)(fen)辨率(lv)(物體(ti)能(neng)被清楚分(fen)(fen)辨的最小分(fen)(fen)離角(jiao)度)的極(ji)限(xian)將只受限(xian)于衍射,而不是由造(zao)成(cheng)(cheng)星(xing)光閃爍(shuo)、動蕩不安的大(da)氣(qi)所造(zao)成(cheng)(cheng)的視(shi)象(xiang)度。在(zai)當時(shi),以(yi)地(di)(di)面為基地(di)(di)的望遠鏡(jing)(jing)解析力只有0.5-1.0弧秒(miao),相較下,只要口徑2.5米(mi)的望遠鏡(jing)(jing)就能(neng)達到理(li)論上衍射的極(ji)限(xian)值0.1弧秒(miao)。其(qi)次,在(zai)太(tai)空中(zhong)的望遠鏡(jing)(jing)可(ke)以(yi)觀測被大(da)氣(qi)層吸收(shou)殆盡的紅外(wai)(wai)線(xian)和紫外(wai)(wai)線(xian)。
斯皮(pi)策以(yi)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)為(wei)事業(ye),致力于空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)推展。在1962年,美國國家科學院在一(yi)份報(bao)告中(zhong)推薦空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)做為(wei)發展太空(kong)(kong)(kong)(kong)計劃的(de)(de)(de)一(yi)部分,在1965年,斯皮(pi)策被(bei)任命為(wei)一(yi)個(ge)科學委(wei)(wei)員會的(de)(de)(de)主(zhu)任委(wei)(wei)員,該委(wei)(wei)員會的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)就是建造一(yi)架空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)。
在(zai)(zai)(zai)第(di)二次世界(jie)大戰時,科(ke)學(xue)家(jia)利用(yong)發展火箭技術(shu)的同時,曾經小規模的嘗試過以太(tai)空為基地的天文(wen)學(xue)。在(zai)(zai)(zai)1946年,首度觀察(cha)到了(le)(le)太(tai)陽的紫(zi)外(wai)線(xian)光(guang)譜。英(ying)國在(zai)(zai)(zai)1962年發射了(le)(le)太(tai)陽望遠鏡放置在(zai)(zai)(zai)軌道(dao)上,做為亞利安太(tai)空計劃的一部分。1966年NASA進行了(le)(le)第(di)一個軌道(dao)天文(wen)臺(OAO)任(ren)務,但第(di)一個OAO的電(dian)池在(zai)(zai)(zai)三天后就失效,中止了(le)(le)這項任(ren)務了(le)(le)。第(di)二個OAO在(zai)(zai)(zai)1968至1972年對恒星和(he)星系進行了(le)(le)紫(zi)外(wai)線(xian)的觀測,比(bi)原先的計劃多工(gong)作(zuo)了(le)(le)一年的時間。
軌(gui)道天(tian)(tian)文(wen)臺任務展示了(le)以(yi)太(tai)空為基地的(de)天(tian)(tian)文(wen)臺在天(tian)(tian)文(wen)學上扮演的(de)重要(yao)角色,因此在1968年NASA確定了(le)在太(tai)空中建造(zao)直徑3米(mi)反射望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)計(ji)劃(hua)(hua)(hua),當時(shi)暫時(shi)的(de)名(ming)稱是大型軌(gui)道望(wang)遠(yuan)鏡(jing)或大型空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(LST),預計(ji)在1979年發(fa)射。這個計(ji)劃(hua)(hua)(hua)強(qiang)調須要(yao)有人進入(ru)太(tai)空進行(xing)維護,才能確保(bao)這個所費(fei)不貲的(de)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)能夠(gou)延(yan)續夠(gou)長的(de)工作時(shi)間(jian);并且(qie)同步發(fa)展可以(yi)重復(fu)使用的(de)航天(tian)(tian)飛機(ji)技(ji)術,才能使前(qian)項計(ji)劃(hua)(hua)(hua)成為可行(xing)的(de)計(ji)劃(hua)(hua)(hua)。
軌道天(tian)文(wen)臺(tai)(tai)計劃(hua)的(de)(de)(de)(de)成功(gong),鼓舞了(le)(le)越來(lai)越強的(de)(de)(de)(de)公眾輿(yu)論支持大型空(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)應(ying)該是天(tian)文(wen)學(xue)領(ling)域內(nei)重要的(de)(de)(de)(de)目(mu)標。在1970年(nian)NASA設立了(le)(le)兩個委員會(hui)(hui),一(yi)個規劃(hua)空(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)工程,另一(yi)個研究空(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)任務(wu)的(de)(de)(de)(de)科學(xue)目(mu)標。在這之后,NASA下一(yi)個需(xu)(xu)要排除(chu)的(de)(de)(de)(de)障礙就是資金(jin)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題,因為(wei)這比任何一(yi)個地面(mian)上的(de)(de)(de)(de)天(tian)文(wen)臺(tai)(tai)所耗費(fei)的(de)(de)(de)(de)資金(jin)都(dou)要龐(pang)大許(xu)多倍。美國的(de)(de)(de)(de)國會(hui)(hui)對空(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)預(yu)算需(xu)(xu)求(qiu)提出(chu)了(le)(le)許(xu)多的(de)(de)(de)(de)質疑,為(wei)了(le)(le)與裁(cai)軍所需(xu)(xu)要的(de)(de)(de)(de)預(yu)算對抗,當時就詳細的(de)(de)(de)(de)列(lie)出(chu)了(le)(le)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)件需(xu)(xu)求(qiu)以及后續發展所需(xu)(xu)要的(de)(de)(de)(de)儀器。在1974年(nian),在裁(cai)減政府開支的(de)(de)(de)(de)鼓動(dong)下,杰拉爾德·福特剔除(chu)了(le)(le)所有進行空(kong)間望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)預(yu)算。
為(wei)回應此,天(tian)文學(xue)家協調了(le)全國性(xing)的(de)游說努力。許多天(tian)文學(xue)家親自前往拜會眾議(yi)員和(he)參議(yi)員,并(bing)且進行了(le)大規模(mo)的(de)信件和(he)文字(zi)宣(xuan)傳。國家科(ke)學(xue)院(yuan)出版(ban)的(de)報(bao)告也強調空間望遠鏡(jing)的(de)重(zhong)要性(xing),最后(hou)參議(yi)院(yuan)決議(yi)恢復原先被(bei)國會刪除的(de)一半預(yu)算。
資金的(de)(de)縮減(jian)導(dao)致(zhi)目(mu)標項目(mu)的(de)(de)減(jian)少,鏡(jing)(jing)片(pian)的(de)(de)口徑(jing)也(ye)由3米縮為(wei)2.4米,以(yi)降低(di)成本和更有效與緊密的(de)(de)配(pei)置望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)硬件。原先計劃(hua)做(zuo)為(wei)先期(qi)測(ce)試(shi),放置在(zai)衛(wei)星上(shang)的(de)(de)1.5米空(kong)間(jian)望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)也(ye)被取消了(le),對預算表示(shi)關切的(de)(de)歐(ou)洲(zhou)空(kong)間(jian)局(ju)也(ye)成為(wei)共(gong)同(tong)合作的(de)(de)伙伴(ban)。歐(ou)洲(zhou)空(kong)間(jian)局(ju)同(tong)意提(ti)供經費和一些望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)上(shang)需要的(de)(de)儀器(qi),像是做(zuo)為(wei)動(dong)力來源的(de)(de)太陽能電(dian)池,回饋的(de)(de)是歐(ou)洲(zhou)的(de)(de)天(tian)文學家可(ke)以(yi)使用不少于15%的(de)(de)望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)觀測(ce)時間(jian)。在(zai)1978年,美(mei)國(guo)國(guo)會撥付了(le)36,000,000元美(mei)金,讓大(da)型空(kong)間(jian)望(wang)(wang)(wang)遠鏡(jing)(jing)開始設計,并計劃(hua)在(zai)1983年發射升空(kong)。
在1980年(nian)初,望(wang)遠鏡被命(ming)為哈勃(bo),以紀念在20世紀初期發現宇宙膨脹的天文學家(jia)艾德溫·哈勃(bo)。
1979年(nian)5月(yue),在康涅狄格州(zhou)丹柏立的(de)(de)珀金埃爾默公司拋(pao)光中(zhong)的(de)(de)哈勃(bo)主鏡。出現在圖中(zhong)的(de)(de)是服務于該公司的(de)(de)工程師馬丁椰林(lin)博士(shi)。
空間望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)一經(jing)批準(zhun),計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)就被(bei)分(fen)割成許(xu)多(duo)子(zi)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)分(fen)送各機關執行(xing)。馬歇爾太(tai)空飛(fei)(fei)行(xing)中(zhong)心(xin)(MSFC)負責(ze)設(she)計(ji)(ji)(ji)、發展和(he)建造望遠(yuan)(yuan)鏡(jing),金(jin)石太(tai)空飛(fei)(fei)行(xing)中(zhong)心(xin)(GSFC)負責(ze)科學儀器的整體控(kong)(kong)制(zhi)和(he)地面的任務控(kong)(kong)制(zhi)中(zhong)心(xin)。馬歇爾太(tai)空飛(fei)(fei)行(xing)中(zhong)心(xin)委(wei)托珀金(jin)埃(ai)爾默(Perkin-Elmer)設(she)計(ji)(ji)(ji)和(he)制(zhi)造空間望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的光學組件(jian),還有精密定位感(gan)測器(FGS),洛克(ke)希德被(bei)委(wei)托建造安裝望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的太(tai)空船。
望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)的鏡(jing)子和(he)光學(xue)系統是最關(guan)鍵的部(bu)分,因此在(zai)設計上有(you)很嚴格的規范(fan)(fan)。一般的望遠(yuan)(yuan)鏡(jing),鏡(jing)子在(zai)拋(pao)光之(zhi)后(hou)的準確性大(da)約是可(ke)見光波(bo)長的十分之(zhi)一,但是因為空間望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)觀(guan)測的范(fan)(fan)圍是從紫(zi)外線(xian)到近紅外線(xian),所以(yi)需要(yao)比以(yi)前(qian)的望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)更高十倍的解析力,它的鏡(jing)子在(zai)拋(pao)光后(hou)的準確性達到可(ke)見光波(bo)長的廿分之(zhi)一,也就是大(da)約30納米(mi)。
珀金(jin)埃爾默(mo)刻意使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)極端復雜(za)的電腦控(kong)制(zhi)拋光機(ji)研磨(mo)鏡子(zi),但卻(que)在(zai)最(zui)尖(jian)端的技術(shu)上出了問題;柯(ke)(ke)達被(bei)委托使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)傳統的拋光技術(shu)制(zhi)做一個備(bei)用(yong)(yong)(yong)(yong)的鏡子(zi)(柯(ke)(ke)達的這(zhe)面鏡子(zi)現(xian)在(zai)永久保存(cun)在(zai)史密松寧學會)。1979年,珀金(jin)埃爾默(mo)開始磨(mo)制(zhi)鏡片,使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的是(shi)超低(di)膨脹玻璃(li),為了將鏡子(zi)的重量降至最(zui)低(di),采用(yong)(yong)(yong)(yong)蜂窩格子(zi),只有表面和(he)底面各一吋是(shi)厚實的玻璃(li)。
鏡子的(de)拋光(guang)從1979年(nian)開始(shi)持續到1981年(nian)5月(yue),拋光(guang)的(de)進度(du)已經落后(hou)并(bing)且超過了預(yu)算,這時NASA的(de)報告才開始(shi)對珀(po)金埃(ai)爾默的(de)管理結構質疑。為了節(jie)約經費,NASA停止支援鏡片(pian)的(de)制作,并(bing)且將發(fa)射日期延(yan)后(hou)至1984年(nian)10月(yue)。鏡片(pian)在1981年(nian)底全(quan)部完成,并(bing)且鍍上了75nm厚的(de)鋁增強反射,和25nm厚的(de)鎂(mei)氟保護層。
因為(wei)(wei)在光學望遠鏡組合上的(de)(de)(de)預(yu)算持續(xu)(xu)(xu)膨脹,進(jin)度(du)也落后(hou)的(de)(de)(de)情況下,對珀金埃爾默能(neng)否勝任后(hou)續(xu)(xu)(xu)工(gong)作的(de)(de)(de)質疑繼續(xu)(xu)(xu)存在。為(wei)(wei)了回(hui)應被(bei)描述成"未定(ding)案和善變的(de)(de)(de)日(ri)(ri)報(bao)表(biao)",NASA將發(fa)射的(de)(de)(de)日(ri)(ri)期再延(yan)(yan)至1985年(nian)的(de)(de)(de)4月(yue)。但是,珀金埃爾默的(de)(de)(de)進(jin)度(du)持續(xu)(xu)(xu)的(de)(de)(de)每(mei)季(ji)增加一(yi)個(ge)月(yue)的(de)(de)(de)速率惡化中(zhong),時間上的(de)(de)(de)延(yan)(yan)遲也達(da)到每(mei)個(ge)工(gong)作天都在持續(xu)(xu)(xu)落后(hou)中(zhong)。NASA被(bei)迫延(yan)(yan)后(hou)發(fa)射日(ri)(ri)期,先延(yan)(yan)至1986年(nian)3月(yue),然后(hou)又延(yan)(yan)至1986年(nian)9月(yue)。這時整個(ge)計劃的(de)(de)(de)總(zong)花費已經高(gao)達(da)美金11億(yi)7500萬。
安置望(wang)(wang)遠鏡和儀(yi)(yi)器的(de)(de)(de)(de)(de)太空(kong)船是主要工(gong)程上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)另一個挑戰。它必(bi)須能勝(sheng)任與抵(di)擋在(zai)陽光與地球的(de)(de)(de)(de)(de)陰(yin)影之間頻繁進(jin)出所造成的(de)(de)(de)(de)(de)溫度變化,還要極端地穩定(ding)并能長時間的(de)(de)(de)(de)(de)將望(wang)(wang)遠鏡精(jing)確地對準(zhun)目標。以多層(ceng)絕緣材(cai)料制成的(de)(de)(de)(de)(de)遮蔽物能使望(wang)(wang)遠鏡內部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度保持穩定(ding),并且以輕質的(de)(de)(de)(de)(de)鋁殼包圍住望(wang)(wang)遠鏡和儀(yi)(yi)器的(de)(de)(de)(de)(de)支架。在(zai)外殼之內,石墨環氧的(de)(de)(de)(de)(de)框架將校準(zhun)好的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作儀(yi)(yi)器牢(lao)固的(de)(de)(de)(de)(de)固定(ding)住。
有一段時間用于安置儀器和望遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)太空(kong)船在建造上比(bi)光學望遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)組合(he)來(lai)得順利(li),但(dan)洛(luo)克希德(de)仍然經歷了(le)預算不足和進(jin)度的(de)(de)落后(hou),在1985年的(de)(de)夏天(tian)之前,太空(kong)船的(de)(de)進(jin)度落后(hou)了(le)個(ge)月,而預算超(chao)出了(le)30%。馬歇爾太空(kong)飛行(xing)中心的(de)(de)報告認為洛(luo)克希德(de)在太空(kong)船的(de)(de)建造上沒有采取主動,而且(qie)過度依賴NASA的(de)(de)指導(dao)。
在1983年,空間望遠鏡科(ke)學協(xie)會(hui)(STScI)在經歷NASA與科(ke)學界之間的權力爭奪后成立。空間望遠鏡科(ke)學協(xie)會(hui)隸屬于(yu)美國大(da)(da)學天(tian)文研究聯盟(AURA),這是由32個美國大(da)(da)學和7個國際會(hui)員組(zu)成的單(dan)位,總部坐落在馬里蘭州巴爾(er)地摩(mo)的約翰·霍普金斯大(da)(da)學校園內。
空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)(jing)科(ke)學(xue)協(xie)會(hui)負責空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)操作(zuo)和將數據交付(fu)給天(tian)文學(xue)家。美國(guo)國(guo)家航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)局(NASA)想將之做(zuo)為內部的(de)(de)(de)組織,但是(shi)科(ke)學(xue)家依據科(ke)學(xue)界的(de)(de)(de)做(zuo)法將之規劃創立(li)成研究單位,由NASA位在馬(ma)里蘭州(zhou)綠(lv)堤,空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)(jing)科(ke)學(xue)協(xie)會(hui)南方48千米的(de)(de)(de)哥達德太空(kong)飛(fei)行中心和承包廠商提供工程上的(de)(de)(de)支援(yuan)。哈勃望遠(yuan)鏡(jing)(jing)每天(tian)24小(xiao)時不間斷的(de)(de)(de)運作(zuo),由四個工作(zuo)團(tuan)隊輪流負責操作(zuo)。
空(kong)間望遠(yuan)鏡歐洲(zhou)協調(diao)機(ji)構于1984年設立在(zai)德(de)國鄰近慕尼(ni)黑(hei)的Garching bei München,為歐洲(zhou)的天文(wen)學家提(ti)供相似(si)的支援(yuan)。
2022年(nian)6月,據科技日(ri)報,美(mei)國《福布(bu)斯(si)》雙周刊網站(zhan)近日(ri)報道,來自美(mei)國太空(kong)(kong)望(wang)遠(yuan)鏡科學研究所和(he)加州大學伯(bo)克利(li)分校(xiao)的(de)(de)研究團隊分別(bie)獨立(li)發表論文(wen)稱,他(ta)們(men)利(li)用(yong)美(mei)國國家航空(kong)(kong)航天局(NASA)的(de)(de)哈勃太空(kong)(kong)望(wang)遠(yuan)鏡,借助引力透鏡效應,首(shou)次探測到(dao)一個完(wan)全獨立(li)于恒星伴星的(de)(de)自由漂浮黑(hei)洞(dong),這顆5000光年(nian)外的(de)(de)“流浪(lang)黑(hei)洞(dong)”位于銀河系人馬座旋臂內。
1990年(nian)4月24日,在美國(guo)肯尼迪航(hang)天中(zhong)心由“發現者”號航(hang)天飛機(ji)成功發射(she),哈勃太(tai)空望遠(yuan)鏡(jing)的(de)主要(yao)任(ren)務是:探測宇(yu)宙深空,解開宇(yu)宙起源之(zhi)謎,了解太(tai)陽系、銀河系和其他(ta)星系的(de)演變(bian)過程。
早在(zai)1986年(nian)(nian),就已(yi)經計劃在(zai)當年(nian)(nian)10月份(fen)發(fa)射(she)哈勃空(kong)間(jian)望遠鏡。但(dan)是(shi)挑戰者號的(de)(de)事故使(shi)美國的(de)(de)太(tai)空(kong)計劃停滯不前,航天飛機的(de)(de)暫停升空(kong),迫使(shi)哈勃空(kong)間(jian)望遠鏡的(de)(de)發(fa)射(she)延遲了數年(nian)(nian)。望遠鏡和所有的(de)(de)附件都(dou)必(bi)須分門別類的(de)(de)儲藏在(zai)無(wu)塵室內,直到(dao)能夠(gou)排出(chu)發(fa)射(she)的(de)(de)日(ri)期(qi),這也使(shi)得已(yi)經超支的(de)(de)總成本更為高(gao)漲。
最(zui)后,隨(sui)著(zhu)航(hang)天飛(fei)機在1988年再(zai)度開始升(sheng)空,望(wang)遠鏡(jing)也預定在1990年發(fa)射(she)。在發(fa)射(she)前的(de)(de)(de)最(zui)后準(zhun)備,用氮氣(qi)噴射(she)鏡(jing)面以(yi)除去可能累積的(de)(de)(de)灰塵(chen),并且(qie)對所有的(de)(de)(de)系統(tong)進行廣泛(fan)的(de)(de)(de)測試。終于,在1990年4月24日由(you)發(fa)現(xian)號航(hang)天飛(fei)機,于STS-31航(hang)次將望(wang)遠鏡(jing)成功的(de)(de)(de)送入計劃中的(de)(de)(de)軌(gui)道。
從它原始的(de)總預算,大約4億美(mei)(mei)金(jin)(jin)(jin),到現在的(de)花費超過25億美(mei)(mei)金(jin)(jin)(jin),哈(ha)勃的(de)成本依然在不斷的(de)累積與(yu)增高。美(mei)(mei)國政府估(gu)計的(de)開(kai)銷將(jiang)高達(da)(da)45至60億美(mei)(mei)金(jin)(jin)(jin),歐洲所挹注(zhu)的(de)資金(jin)(jin)(jin)也高達(da)(da)6億歐元(1999年(nian)的(de)估(gu)計)。
在發射時,哈勃空間望遠鏡攜(xie)帶(dai)的儀器如(ru)下:
廣域和行星照相機(WF/PC)
戈達德高(gao)解(jie)析攝譜儀(GHRS)
高速(su)光(guang)度計(ji)(HSP)
暗天體照相機(FOC)
暗天體攝譜儀(FOS)
WF/PC原先計劃是光學觀測(ce)使用(yong)(yong)的(de)高分辨(bian)率(lv)照相(xiang)(xiang)機(ji)。由(you)NASA的(de)噴射推(tui)進(jin)實驗(yan)室制造(zao),附有(you)一(yi)套(tao)由(you)48片光學濾鏡組成,可(ke)以(yi)篩選特殊的(de)波段進(jin)行天體(ti)物理學的(de)觀察。整(zheng)套(tao)儀器使用(yong)(yong)8片CCD,做出了兩(liang)架(jia)照相(xiang)(xiang)機(ji),每一(yi)架(jia)使用(yong)(yong)4片CCD。"廣(guang)(guang)域照相(xiang)(xiang)機(ji)"(WFC)因為視野較廣(guang)(guang),在解(jie)像力上有(you)所(suo)損失,而"行星照相(xiang)(xiang)機(ji)"(PC)以(yi)比WFC長的(de)焦距成像,所(suo)以(yi)有(you)較高的(de)放大率(lv)。
GHRS是被(bei)設計(ji)(ji)在(zai)紫外線波段使用的攝譜儀(yi),由(you)哥達德太(tai)空(kong)中心制造,可以(yi)達到90,000的光譜分(fen)辨率,同時也為FOC和(he)FOS選擇適宜觀測的目標。FOC和(he)FOS都(dou)是哈(ha)勃(bo)空(kong)間望遠鏡上分(fen)辨率最高(gao)的儀(yi)器。這(zhe)三個儀(yi)器都(dou)舍棄了(le)CCD,使用數(shu)位光子計(ji)(ji)數(shu)器做為檢測裝置。FOC是由(you)歐洲空(kong)間局制造,FOS則由(you)馬丁·瑪麗埃塔公司制造。
最(zui)后一件儀(yi)器是由(you)威斯康辛(xin)麥迪遜大學設計制(zhi)造的(de)HSP,它(ta)用于在可見光和(he)紫(zi)外光的(de)波段上(shang)觀測變(bian)星(xing),和(he)其他(ta)被篩選出(chu)的(de)天體在亮度(du)上(shang)的(de)變(bian)化(hua)。它(ta)的(de)光度(du)計每秒鐘可以偵(zhen)測100,000次,精確度(du)至(zhi)少(shao)可以達到2%。
哈勃(bo)空(kong)間(jian)望遠鏡的導引系統也可以做為科(ke)學儀器,它的三個精細導星(xing)感測(ce)器(FGS)在觀測(ce)期(qi)間(jian)主要用(yong)于(yu)保持(chi)望遠鏡指(zhi)向的準(zhun)(zhun)確性,但也能用(yong)于(yu)進(jin)行(xing)非常(chang)準(zhun)(zhun)確的天(tian)體測(ce)量,測(ce)量的精確度達到0.0003弧秒。
第一次維(wei)修/維(wei)護
1993年(nian),宇(yu)航(hang)員在哈勃第一次維修任務中移除(chu)了廣(guang)角(jiao)和(he)行星(xing)照相儀,并安裝(zhuang)了功(gong)能更強大的“后(hou)繼(ji)者”——2號(hao)廣(guang)角(jiao)和(he)行星(xing)照相儀。
第二(er)次(ci)維(wei)修/維(wei)護
1997年2月11日凌晨(chen),美國7名宇航員(yuan)搭乘“發現”號航天飛機(ji)(ji)升空(kong)(kong),對在太(tai)(tai)空(kong)(kong)飛行(xing)了(le)(le)(le)7年的(de)“哈勃”太(tai)(tai)空(kong)(kong)望遠鏡進(jin)行(xing)改造。從2月13日深夜到18日凌晨(chen),宇航員(yuan)為“哈勃”更換(huan)了(le)(le)(le)包括近紅外照相(xiang)機(ji)(ji)、多目標分(fen)光儀(yi)和太(tai)(tai)空(kong)(kong)望遠鏡圖像攝譜儀(yi)在內的(de)11種新設備,并修補了(le)(le)(le)望遠鏡上部分(fen)剝落的(de)絕緣層。
第三次維修(xiu)/維護
第三次維護任(ren)務仍然由發現號在(zai)1999年12月的STS-103航次中執(zhi)行。在(zai)這次維護中更換(huan)了全部的六臺陀螺儀,也更換(huan)了一(yi)個(ge)精細導星傳(chuan)感器(qi)和計(ji)算器(qi),安裝一(yi)套組裝好的電(dian)壓(ya)/溫(wen)度改善(shan)工具(VIK)以(yi)防止電(dian)池(chi)的過熱,并且更換(huan)絕熱的毯(tan)子。
第四次維修/維護
2001年(nian),科學家(jia)利用(yong)美國(guo)“哥(ge)倫比亞”號航(hang)天飛機(ji)對哈勃(bo)望遠(yuan)鏡進(jin)行的(de)第四(si)次維(wei)修,安裝測繪照相(xiang)機(ji),更換太(tai)陽能電池板以及已工作11年(nian)的(de)電力控制裝置,并激活了休眠狀態(tai)的(de)近紅外照相(xiang)機(ji)和(he)多目標(biao)分光計(ji)。
第五次維修/維護(hu)
2009年,美國利(li)用(yong)(yong)(yong)航(hang)天飛機對(dui)哈(ha)勃(bo)望遠(yuan)鏡(jing)進行(xing)了(le)(le)維護。宇(yu)航(hang)員為哈(ha)勃(bo)安裝了(le)(le)兩套全新(xin)的(de)(de)儀(yi)器:宇(yu)宙起源光(guang)譜儀(yi)(COS)和寬(kuan)視場相機3,對(dui)望遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)另外(wai)兩臺儀(yi)器——高(gao)級巡(xun)天相機(ACS)和太空望遠(yuan)鏡(jing)成像光(guang)譜儀(yi)(STIS)進行(xing)了(le)(le)現場維修,此(ci)外(wai),還用(yong)(yong)(yong)新(xin)電池替換了(le)(le)哈(ha)勃(bo)用(yong)(yong)(yong)了(le)(le)18年的(de)(de)舊電池,安裝了(le)(le)6個負責(ze)望遠(yuan)鏡(jing)指向(xiang)的(de)(de)新(xin)陀(tuo)螺儀(yi),并添加了(le)(le)一(yi)套全新(xin)的(de)(de)精(jing)細(xi)制導系統來幫助望遠(yuan)鏡(jing)指向(xiang)正確的(de)(de)方(fang)向(xiang)。
哈勃(bo)望(wang)遠鏡口徑(jing)為2.4米,長度約(yue)16米,帶(dai)有多種觀測暗弱天體的(de)儀器,在地(di)面之上約(yue)640公里的(de)軌道上環(huan)繞地(di)球,巡(xun)視(shi)宇宙(zhou)。由于它位于大(da)(da)氣層之上,不像地(di)面望(wang)遠鏡飽(bao)受大(da)(da)氣湍流(liu)擾動的(de)影響,極(ji)大(da)(da)地(di)拓展了(le)人們對宇宙(zhou)的(de)了(le)解。
哈勃(bo)太(tai)空望遠鏡在(zai)前7年服(fu)役期間取得(de)的主要成就
1.增進(jin)了(le)(le)(le)(le)人類(lei)對(dui)(dui)宇宙(zhou)大小和年(nian)齡的(de)(de)(de)(de)(de)了(le)(le)(le)(le)解。2.證(zheng)明某(mou)些宇宙(zhou)星(xing)(xing)系中(zhong)(zhong)央(yang)存(cun)(cun)(cun)在超高(gao)質(zhi)量的(de)(de)(de)(de)(de)黑洞(dong)以及(ji)多數星(xing)(xing)系的(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)心(xin)都可能(neng)存(cun)(cun)(cun)在黑洞(dong)。3.在可見光譜(pu)范圍內(nei),對(dui)(dui)宇宙(zhou)進(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)(le)(le)(le)最深入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu),觀(guan)察了(le)(le)(le)(le)數千個(ge)星(xing)(xing)系,探測到(dao)了(le)(le)(le)(le)宇宙(zhou)誕生(sheng)早(zao)(zao)期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)“原始星(xing)(xing)系”,使天文學家有(you)可能(neng)跟蹤研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)宇宙(zhou)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)歷史。4.清楚展(zhan)現了(le)(le)(le)(le)銀河系中(zhong)(zhong)類(lei)星(xing)(xing)體這(zhe)種最明亮(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)天體存(cun)(cun)(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)環境。5.更清晰(xi)地闡述了(le)(le)(le)(le)恒(heng)星(xing)(xing)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)不同過(guo)(guo)程(cheng)。6.對(dui)(dui)宇宙(zhou)誕生(sheng)早(zao)(zao)期(qi)恒(heng)星(xing)(xing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)重元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)(cheng)進(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)(le)(le)(le)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu),這(zhe)些元素(su)是行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)和生(sheng)命存(cun)(cun)(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)必要條件。7.展(zhan)示(shi)了(le)(le)(le)(le)死亡恒(heng)星(xing)(xing)周圍氣(qi)(qi)體殼的(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)雜組(zu)成(cheng)(cheng)。8.對(dui)(dui)獵戶星(xing)(xing)云中(zhong)(zhong)年(nian)輕恒(heng)星(xing)(xing)周圍的(de)(de)(de)(de)(de)許多塵埃碟進(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)(le)(le)(le)探測,說明地球所在的(de)(de)(de)(de)(de)銀河系還有(you)可能(neng)形成(cheng)(cheng)其他(ta)行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)系統。9.對(dui)(dui)千載難逢的(de)(de)(de)(de)(de)慧木(mu)(mu)相撞進(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)(le)(le)(le)詳細(xi)觀(guan)測。10.對(dui)(dui)火星(xing)(xing)等太陽系行(xing)(xing)(xing)星(xing)(xing)上的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)候(hou)民政部進(jin)行(xing)(xing)(xing)了(le)(le)(le)(le)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)。11.發現木(mu)(mu)星(xing)(xing)衛(wei)星(xing)(xing)木(mu)(mu)衛(wei)二和木(mu)(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)層中(zhong)(zhong)存(cun)(cun)(cun)在氧(yang)氣(qi)(qi)。
哈勃(bo)太空(kong)望遠(yuan)鏡發現了一顆滾燙的“橄欖(lan)球(qiu)(qiu)”狀系外行星(xing)。這(zhe)顆行星(xing)因(yin)為(wei)距(ju)離恒星(xing)太近(jin)而(er)被撕扯、加熱(re),大(da)(da)氣(qi)也正(zheng)在加速(su)逃逸(yi),整顆行星(xing)處于被吞噬(shi)的邊緣(yuan)。這(zhe)顆行星(xing)與恒星(xing)的距(ju)離過于近(jin),處在被潮汐力(li)撕裂的邊緣(yuan)。這(zhe)種(zhong)“死亡擁抱”已經讓它扭曲變形為(wei)橄欖(lan)球(qiu)(qiu)狀,高空(kong)大(da)(da)氣(qi)溫度超過2500攝(she)氏度。
2020年(nian)(nian)1月,一個國際天文學(xue)家團(tuan)隊利用美國哈(ha)勃太空望遠鏡發現(xian)(xian)了迄今已知的最遙遠、最古(gu)老的星(xing)系群。這個三重星(xing)系群被(bei)稱為EGS77。更重要(yao)的是,觀(guan)測表明這個三重星(xing)系群參與了宇(yu)宙(zhou)初期(qi)被(bei)稱為“再電(dian)離”的改造過(guo)程。EGS77大約誕(dan)生于宇(yu)宙(zhou)大爆炸(zha)后6.8億年(nian)(nian)時,當時宇(yu)宙(zhou)年(nian)(nian)齡(ling)還(huan)不足現(xian)(xian)今138億歲的5%。
觀測(ce)到(dao)的最遙遠單顆恒星
2022年3月30日,美國(guo)國(guo)家航(hang)空航(hang)天(tian)局表示,哈(ha)勃空間望(wang)遠鏡(jing)(jing)借助“引力透鏡(jing)(jing)”效應發(fa)現(xian)了人類迄今觀測到(dao)的最遙遠單顆(ke)恒星。
哈勃望遠鏡(jing)捕(bu)捉到遙遠宇宙漂(piao)流的(de)“對(dui)蝦星云”
2022年5月30日消息,據國外媒體報道,目前,哈(ha)勃(bo)太(tai)空望(wang)遠鏡最新觀測圖像呈(cheng)現了對蝦星云的局部(bu)特征,該區域色彩(cai)斑(ban)駁(bo),令人眼花繚(liao)亂,其(qi)中包括明亮發(fa)光(guang)氣(qi)體部(bu)分(fen)。
從(cong)它(ta)于1946年的(de)(de)(de)原始構想(xiang)開始,直到(dao)發(fa)射為止,建造(zao)空間望遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)計劃(hua)不(bu)斷的(de)(de)(de)被延(yan)遲和受到(dao)預算問題的(de)(de)(de)困擾。在它(ta)發(fa)射之后(hou),立即(ji)發(fa)現主(zhu)鏡(jing)(jing)有球面像差(cha),嚴(yan)重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)降低了(le)望遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)觀測能力。幸好在1993年的(de)(de)(de)維修(xiu)任(ren)務之后(hou),望遠鏡(jing)(jing)恢(hui)復了(le)計劃(hua)中的(de)(de)(de)品(pin)質,并且(qie)成為天文學研(yan)究(jiu)和推(tui)展公共關(guan)系最(zui)重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)工(gong)具。
哈(ha)勃(bo)的(de)(de)未來依靠后續(xu)的(de)(de)維(wei)(wei)修(xiu)任(ren)(ren)(ren)務是否(fou)成(cheng)功(gong)(gong),維(wei)(wei)持(chi)穩定(ding)的(de)(de)幾(ji)個(ge)陀螺(luo)儀(yi)已(yi)經損壞,至2007年(nian),連(lian)備用(yong)的(de)(de)也已(yi)經耗盡,而且另一(yi)架用(yong)于(yu)指向的(de)(de)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)功(gong)(gong)能(neng)也在(zai)(zai)(zai)(zai)衰減中(zhong)。陀螺(luo)儀(yi)必須(xu)要以(yi)人工(gong)進(jin)行(xing)維(wei)(wei)修(xiu),在(zai)(zai)(zai)(zai)2007年(nian)1月30日,主要的(de)(de)先進(jin)巡天照(zhao)相機(ji)(ACS)也停止(zhi)工(gong)作(zuo),在(zai)(zai)(zai)(zai)執行(xing)人工(gong)維(wei)(wei)修(xiu)之前,只有超(chao)紫外(wai)(wai)線(xian)的(de)(de)頻道(dao)能(neng)夠使用(yong)。另一(yi)方面,如(ru)果沒(mei)有再提(ti)(ti)升來增加軌(gui)道(dao)高度(du),阻力(li)會(hui)迫(po)使望(wang)遠(yuan)鏡(jing)在(zai)(zai)(zai)(zai)2010年(nian)重返大氣(qi)層。自(zi)從2003年(nian)航(hang)天飛機(ji)哥倫(lun)比(bi)亞不幸事件之后,由于(yu)國際太空(kong)(kong)站和(he)(he)哈(ha)勃(bo)不在(zai)(zai)(zai)(zai)相同的(de)(de)高度(du)上,使得(de)太空(kong)(kong)人在(zai)(zai)(zai)(zai)緊急狀況(kuang)下缺乏安(an)全的(de)(de)避難場所,因(yin)而NASA認為(wei)以(yi)載人太空(kong)(kong)任(ren)(ren)(ren)務去維(wei)(wei)修(xiu)哈(ha)勃(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)是不合情理的(de)(de)危(wei)險任(ren)(ren)(ren)務。NASA在(zai)(zai)(zai)(zai)重新檢(jian)討之后,執行(xing)長麥克格里芬在(zai)(zai)(zai)(zai)2006年(nian)10月31日決定(ding)以(yi)亞特蘭大進(jin)行(xing)最后一(yi)次的(de)(de)哈(ha)勃(bo)維(wei)(wei)修(xiu)任(ren)(ren)(ren)務,任(ren)(ren)(ren)務的(de)(de)時間安(an)排在(zai)(zai)(zai)(zai)2008年(nian)9月11日,基(ji)于(yu)安(an)全上的(de)(de)考(kao)量(liang),屆時將會(hui)讓(rang)發(fa)現號(hao)在(zai)(zai)(zai)(zai)LC-39B發(fa)射(she)臺上待(dai)命(ming),以(yi)便在(zai)(zai)(zai)(zai)緊急情況(kuang)時能(neng)提(ti)(ti)供救援。計劃中(zhong)的(de)(de)維(wei)(wei)修(xiu)將能(neng)讓(rang)哈(ha)勃(bo)空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)持(chi)續(xu)工(gong)作(zuo)至2013年(nian)。如(ru)果成(cheng)功(gong)(gong)了(le),后繼的(de)(de)詹姆斯·韋(wei)伯(bo)空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(JWST)應(ying)該(gai)已(yi)經發(fa)射(she)升空(kong)(kong),可(ke)以(yi)銜(xian)接得(de)上任(ren)(ren)(ren)務了(le)。韋(wei)伯(bo)空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)在(zai)(zai)(zai)(zai)許多研究計劃上的(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)都(dou)遠(yuan)超(chao)過哈(ha)勃(bo),但(dan)將只觀測紅(hong)外(wai)(wai)線(xian),因(yin)此在(zai)(zai)(zai)(zai)光譜的(de)(de)可(ke)見(jian)光和(he)(he)紫外(wai)(wai)線(xian)領域內無法(fa)取代哈(ha)勃(bo)的(de)(de)功(gong)(gong)能(neng)。
在望遠鏡(jing)發(fa)射數星期之后(hou),傳回來(lai)(lai)的(de)(de)(de)圖(tu)片(pian)顯示(shi)在光學(xue)系統上(shang)有嚴(yan)重的(de)(de)(de)問題。雖然,第一(yi)張圖(tu)像(xiang)看起來(lai)(lai)比(bi)地(di)基(ji)望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)明(ming)銳,但望遠鏡(jing)顯然沒有達到最(zui)(zui)佳(jia)的(de)(de)(de)聚焦狀(zhuang)態,獲得的(de)(de)(de)最(zui)(zui)佳(jia)圖(tu)像(xiang)品質也(ye)遠低于當初的(de)(de)(de)期望。點源的(de)(de)(de)影(ying)像(xiang)被擴散成超過一(yi)弧(hu)秒半徑的(de)(de)(de)圓,而不是在設計準(zhun)則中的(de)(de)(de)標準(zhun):集中在直徑0.1弧(hu)秒之內,有同心(xin)圓的(de)(de)(de)點彌漫函(han)數圖(tu)像(xiang)。
對圖樣缺陷的(de)(de)(de)分析顯示,問題的(de)(de)(de)根源在主鏡(jing)的(de)(de)(de)形狀(zhuang)被(bei)磨錯了。鏡(jing)面(mian)邊緣太平了一些,與需(xu)要的(de)(de)(de)位置(zhi)差(cha)了約2.2微米,但這個差(cha)別造成(cheng)的(de)(de)(de)是災難性的(de)(de)(de)、嚴(yan)重的(de)(de)(de)球面(mian)像差(cha)。來自鏡(jing)面(mian)邊緣的(de)(de)(de)反(fan)射光,不能聚集在與中央的(de)(de)(de)反(fan)射光相同(tong)的(de)(de)(de)焦點上。
鏡(jing)子(zi)的(de)(de)(de)(de)瑕疵造成的(de)(de)(de)(de)作用(yong)是在科學觀察的(de)(de)(de)(de)核(he)心(xin)觀測(ce)上,核(he)心(xin)像(xiang)差(cha)的(de)(de)(de)(de)PSF要(yao)足夠的(de)(de)(de)(de)明(ming)銳到足以進行(xing)高(gao)(gao)解析的(de)(de)(de)(de)分辨,但對(dui)明(ming)亮的(de)(de)(de)(de)天體和(he)光譜分析是不受影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)。雖然,在外圍損失(shi)大(da)片的(de)(de)(de)(de)光因為(wei)不能(neng)匯聚在焦點上而造成暈像(xiang),嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)減(jian)損了(le)望遠鏡(jing)觀察暗天體或高(gao)(gao)反差(cha)影像(xiang)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。這意味著幾乎所有(you)對(dui)宇宙學的(de)(de)(de)(de)研究計劃都不能(neng)執(zhi)行(xing),因為(wei)它們都是非常暗弱(ruo)的(de)(de)(de)(de)觀測(ce)對(dui)象。美國國家航空(kong)航天局(ju)和(he)哈勃空(kong)間望遠鏡(jing)成為(wei)許多笑話的(de)(de)(de)(de)箭靶(ba),并且被認為(wei)是大(da)白象(花費大(da)而無用(yong)的(de)(de)(de)(de)東西)。
從點(dian)源的圖像往(wang)回追溯,天(tian)文學家確定鏡面的圓錐常(chang)數(shu)是?1.01324,而(er)不是原先期望的?1.00230。通過分析珀金(jin)埃爾(er)默的零(ling)校正器(qi)(精(jing)確測量拋光曲面的儀(yi)器(qi))和分析在(zai)地面測試鏡子的干(gan)涉圖影(ying)像,也獲得了(le)相同的數(shu)值。
由噴射推進實驗室(shi)主任,亞倫領(ling)導(dao)的(de)(de)委員會(hui),確定了錯(cuo)誤是如(ru)何發生的(de)(de)。亞倫委員會(hui)發現(xian)珀金(jin)埃爾默使用的(de)(de)零校(xiao)正(zheng)器在裝配上(shang)發生了錯(cuo)誤,它的(de)(de)向(xiang)場透鏡(jing)位置偏差了1.3毫米。
在拋光鏡子(zi)的(de)(de)期間,珀金(jin)埃(ai)爾默使用另外二(er)架零校正器,兩者都(正確的(de)(de))顯示鏡子(zi)有球面(mian)像差(cha)(cha)。這(zhe)些測試(shi)(shi)都是為確實消除(chu)球面(mian)像差(cha)(cha)而設(she)(she)計(ji)的(de)(de),不顧品(pin)管文件的(de)(de)指導,公(gong)司認為這(zhe)二(er)架零校正器的(de)(de)精(jing)確度不如主要的(de)(de)設(she)(she)備(bei),而忽略了測試(shi)(shi)的(de)(de)結果。
委員(yuan)會(hui)指(zhi)出失敗(bai)的(de)(de)主因是珀金埃爾默。由于進度表(biao)頻繁(fan)更動(dong)造成的(de)(de)損耗和望遠鏡(jing)制造費用的(de)(de)超支,造成了在(zai)美(mei)國(guo)航空(kong)(kong)(kong)(kong)暨太(tai)空(kong)(kong)(kong)(kong)總(zong)(zong)(zong)署(shu)和光(guang)學(xue)公司(si)之間(jian)的(de)(de)關系(xi)極度的(de)(de)緊張(zhang)。美(mei)國(guo)航空(kong)(kong)(kong)(kong)暨太(tai)空(kong)(kong)(kong)(kong)總(zong)(zong)(zong)署(shu)發(fa)現(xian)珀金埃爾默并不認為鏡(jing)子的(de)(de)制做在(zai)他(ta)們的(de)(de)業務中(zhong)是關鍵(jian)性(xing)的(de)(de)困難工作(zuo),而美(mei)國(guo)航空(kong)(kong)(kong)(kong)暨太(tai)空(kong)(kong)(kong)(kong)總(zong)(zong)(zong)署(shu)也未能在(zai)拋光(guang)之前善(shan)(shan)盡(jin)本(ben)身的(de)(de)職責。在(zai)委員(yuan)會(hui)沉痛的(de)(de)批(pi)評珀金埃爾默在(zai)管理(li)上的(de)(de)不當與缺失的(de)(de)同時,美(mei)國(guo)航空(kong)(kong)(kong)(kong)暨太(tai)空(kong)(kong)(kong)(kong)總(zong)(zong)(zong)署(shu)也被非議未善(shan)(shan)盡(jin)品管的(de)(de)責任(ren),與不該(gai)只依賴(lai)唯(wei)一一架儀器的(de)(de)測(ce)試結果。
在(zai)望(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)設計(ji)中原本就(jiu)規劃了維修的(de)(de)任(ren)務(wu)(wu)(wu),所以(yi)(yi)天文學家立刻就(jiu)開始尋找可以(yi)(yi)在(zai)1993年,預定進行第一次維修任(ren)務(wu)(wu)(wu)時解決問(wen)題的(de)(de)方案。讓柯達再(zai)為哈勃(bo)制作(zuo)備用鏡(jing)在(zai)軌道上進行更換(huan)太昂貴且耗費時間,臨時將望(wang)遠鏡(jing)帶回地(di)面上修理(li)也不可能(neng)。相反(fan)(fan),鏡(jing)片(pian)錯(cuo)誤(wu)的(de)(de)形(xing)狀已經被精(jing)確(que)的(de)(de)測量出來,因(yin)此可以(yi)(yi)設計(ji)一個有相同的(de)(de)球面像差,但功效相反(fan)(fan)的(de)(de)光學系統來抵消錯(cuo)誤(wu)。也就(jiu)是在(zai)第一次的(de)(de)維修任(ren)務(wu)(wu)(wu)中為哈勃(bo)配上一副(fu)能(neng)改正球面像差的(de)(de)眼鏡(jing)。
由(you)于原本儀(yi)器(qi)(qi)的設(she)(she)計方(fang)式,必須要兩(liang)套不(bu)同的校正儀(yi)器(qi)(qi)。廣域和(he)(he)行星(xing)照(zhao)相(xiang)機的設(she)(she)計包括轉動的鏡(jing)片和(he)(he)直接進入兩(liang)架照(zhao)相(xiang)機的8片獨(du)立CCD芯片的光線,可以用一個反球面(mian)像差的鏡(jing)片完全的消除(chu)掉(diao)它們表(biao)面(mian)上的主要變(bian)形(xing)。修正鏡(jing)被(bei)固定(ding)在替換的第二代廣域和(he)(he)行星(xing)照(zhao)相(xiang)機內(由(you)于進度(du)和(he)(he)預算的壓力,只修正4片CCD而不(bu)是(shi)8片)。但是(shi),其他(ta)的儀(yi)器(qi)(qi)就缺(que)乏任(ren)何可以安置(zhi)的中間表(biao)面(mian),因此必須要一個外(wai)加的修正裝置(zhi)。
設計用(yong)來改正(zheng)球面像(xiang)差的(de)(de)儀(yi)器稱(cheng)為“空(kong)間望遠鏡光軸(zhou)補償校(xiao)(xiao)正(zheng)光學”(COSTAR),基(ji)本上包(bao)含兩(liang)個在(zai)光路上的(de)(de)鏡子(zi),其中(zhong)一個將球面像(xiang)差校(xiao)(xiao)正(zheng)過來,光線(xian)被(bei)聚焦(jiao)給暗天體照相機、暗天體光譜儀(yi)和高達德高解(jie)析攝(she)譜儀(yi)。為了提(ti)供COSTAR在(zai)望遠鏡內所需要的(de)(de)位置,必須移除(chu)其中(zhong)一件儀(yi)器,天文學家的(de)(de)選(xuan)擇(ze)是犧牲高速光度計。
在(zai)哈勃任務的(de)前三年期間,在(zai)光學(xue)系統被(bei)修正(zheng)到(dao)合適(shi)之前,望遠鏡(jing)依然(ran)執行了大量的(de)觀(guan)測。光譜的(de)觀(guan)測未(wei)受到(dao)球面(mian)像(xiang)差的(de)影(ying)響,但是(shi)許(xu)多暗弱(ruo)天(tian)體的(de)觀(guan)測因為(wei)望遠鏡(jing)的(de)表現(xian)不佳(jia)而(er)被(bei)取消(xiao)或延后。盡管受到(dao)了挫(cuo)折,樂觀(guan)的(de)天(tian)文學(xue)家(jia)在(zai)這(zhe)三年內熟練的(de)運用影(ying)像(xiang)處理技術(shu),例如(ru)反折績(ji)(影(ying)像(xiang)重(zhong)疊)得到(dao)許(xu)多科學(xue)上的(de)進展(zhan)。
2021年3月7日(ri)。哈(ha)勃太空望(wang)遠鏡由于一個軟件故(gu)障(zhang)(zhang)導致(zhi)暫停運行;3月12日(ri),望(wang)遠鏡已經部分恢復工作,但仍有故(gu)障(zhang)(zhang)沒有排(pai)除。
NASA表(biao)示,哈勃(bo)太(tai)空望遠鏡已(yi)經完成了恢(hui)復運行(xing)以(yi)來的首次科學觀(guan)測,使用宇(yu)宙光(guang)譜儀(yi)繪(hui)制了一(yi)個活動(dong)(dong)(dong)星系內核的氣體流動(dong)(dong)(dong)圖。但是第三號廣(guang)視場相(xiang)機(ji)(ji)(WFC3)仍舊處于(yu)暫停狀態,研究人員發現了一(yi)個低電壓問題,這導致該相(xiang)機(ji)(ji)無法啟動(dong)(dong)(dong)。
2021年(nian)6月19日(ri),美國宇航局NASA表(biao)示(shi),已(yi)經觀測宇宙30多(duo)年(nian)的(de)(de)哈勃(bo)太空(kong)望(wang)遠鏡過去幾天處于停機(ji)(ji)狀態,原因是一(yi)個有效(xiao)載荷計(ji)算機(ji)(ji)從13日(ri)起(qi)停止了工(gong)作。NASA表(biao)示(shi),有效(xiao)載荷計(ji)算機(ji)(ji)是用于控制(zhi)和協調科學(xue)儀器(qi),并出于健康和安全目(mu)的(de)(de)對其進行監控;此外NASA還表(biao)示(shi)哈勃(bo)望(wang)遠鏡本(ben)身和伴隨它的(de)(de)科學(xue)儀器(qi)都“處于良(liang)好(hao)狀態”。本(ben)周一(yi)NASA曾試(shi)圖(tu)恢復計(ji)算機(ji)(ji),但未能(neng)成(cheng)功。初步(bu)證據顯示(shi)問(wen)題的(de)(de)根源是計(ji)算機(ji)(ji)內存(cun)模(mo)塊退化,不過嘗試(shi)切(qie)換備(bei)用內存(cun)模(mo)塊的(de)(de)方法(fa)也失敗了。
哈勃望遠(yuan)鏡于1990年發射(she),20多年來,一直在源(yuan)源(yuan)不斷地(di)將美麗的(de)宇宙圖像(xiang)傳回地(di)球(qiu)。(央廣網(wang))
哈(ha)勃(bo)太空望(wang)遠(yuan)鏡升(sheng)空27年以來,取(qu)得了(le)許多突破性發現,不斷帶給(gei)我們驚喜,讓(rang)我們有(you)幸能觸碰億萬光(guang)年外的神秘(mi)。(中國青年網評)
截至2015年3月(yue),哈勃太空望遠鏡已(yi)經環(huan)繞(rao)地球飛行25年,它(ta)捕捉到(dao)的(de)照片正(zheng)從根本(ben)上(shang)改變著我們對(dui)宇宙(zhou)的(de)認識(shi)。(新(xin)華(hua)網)
截(jie)至2009年(nian),自美國“哈(ha)勃”太空望(wang)遠鏡(jing)1990年(nian)發射升空以來,共有20多個國家(jia)的2000多名科學家(jia)利用這只“太空眼(yan)”進行(xing)了11萬多次天文(wen)觀測,并(bing)在(zai)分析觀測數據的基礎(chu)上撰寫1346篇論文(wen)。(中國網)
哈勃太空望(wang)遠鏡耗(hao)資達(da)21億美(mei)元,從初步構想的提出(chu)、設計到建造完成(cheng),時間跨度(du)達(da)40多年。(科普中國(guo))