哈勃(bo)空間(jian)望遠(yuan)鏡(英語:Hubble Space Telescope,縮寫:HST)是(shi)以美國(guo)天文(wen)學(xue)(xue)家(jia)愛德溫(wen)·哈勃(bo)為名,于(yu)1990年4月24日成(cheng)功發射,位于(yu)地(di)球的大(da)氣層(ceng)之上的光學(xue)(xue)望遠(yuan)鏡。
2019年(nian)5月(yue),哈(ha)(ha)勃(bo)太(tai)空望遠(yuan)鏡(jing)科學家公布了(le)最新的宇宙(zhou)照片——“哈(ha)(ha)勃(bo)遺產場”(HLF),這是迄今最完(wan)整最全面(mian)的宇宙(zhou)圖譜(pu),由哈(ha)(ha)勃(bo)在16年(nian)間拍(pai)攝(she)的7500張星(xing)空照片拼接(jie)而成,包(bao)含約(yue)265000個星(xing)系,其(qi)中有(you)些已(yi)至少133億歲“高齡”,對(dui)其(qi)進行研究有(you)助(zhu)于科學家深(shen)入(ru)了(le)解更早的宇宙(zhou)歷史(shi)。
2021年6月19日,據法新社報(bao)道,美(mei)國宇航局NASA表示,已經觀測宇宙30多(duo)年的哈(ha)勃太(tai)空望遠鏡過去(qu)幾天(tian)處于(yu)停(ting)機(ji)狀態,原因是一個有效載荷計算機(ji)從13日起停(ting)止了工作。
哈勃(bo)(bo)空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(英語:Hubble Space Telescope,HST),是以(yi)天文(wen)學(xue)家(jia)愛德溫·哈勃(bo)(bo)為名,在地(di)(di)(di)球(qiu)軌道的(de)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)。哈勃(bo)(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)接收地(di)(di)(di)面控制中心(美國馬里蘭州的(de)霍普金(jin)斯大學(xue)內(nei))的(de)指(zhi)令(ling)并將各種觀測數據通過無線(xian)電(dian)傳輸回地(di)(di)(di)球(qiu)。由(you)于它位于地(di)(di)(di)球(qiu)大氣(qi)層(ceng)之上(shang),因此獲得了地(di)(di)(di)基(ji)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)所(suo)沒有的(de)好處:影像(xiang)不受大氣(qi)湍(tuan)流的(de)擾動、視相度絕佳,且無大氣(qi)散射造成(cheng)的(de)背景光(guang),還能觀測會被臭氧層(ceng)吸(xi)收的(de)紫外線(xian)。于1990年發射之后(hou),已經(jing)成(cheng)為天文(wen)史上(shang)最(zui)重(zhong)要的(de)儀(yi)器。它成(cheng)功(gong)彌補了地(di)(di)(di)面觀測的(de)不足,幫助天文(wen)學(xue)家(jia)解決了許(xu)多天文(wen)學(xue)上(shang)的(de)基(ji)本問題(ti),使得人類對天文(wen)物(wu)理有更多的(de)認識。此外,哈勃(bo)(bo)的(de)超深(shen)空(kong)視場則是天文(wen)學(xue)家(jia)目(mu)前能獲得的(de)最(zui)深(shen)入、也是最(zui)敏銳的(de)太(tai)空(kong)光(guang)學(xue)影像(xiang)。
哈勃空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)(jing)和康普頓(dun)γ射(she)線天(tian)文臺(tai)、錢德拉(la)X光天(tian)文臺(tai)、斯皮策空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)(jing)都(dou)是美(mei)國國家航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)局(ju)大型軌道天(tian)文臺(tai)計劃的一部分(fen)。哈勃空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)(jing)由NASA和ESA合作共(gong)同管(guan)理(li)。
哈勃空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)歷史可以(yi)追溯至1946年天文(wen)(wen)學(xue)家萊曼(man)·斯皮策(Lyman Spitzer, Jr.)所(suo)提出的(de)(de)論文(wen)(wen):《在(zai)(zai)地(di)球之外(wai)的(de)(de)天文(wen)(wen)觀(guan)測優勢》。在(zai)(zai)文(wen)(wen)中,他指出在(zai)(zai)太空(kong)中的(de)(de)天文(wen)(wen)臺有(you)兩項優于地(di)面(mian)天文(wen)(wen)臺的(de)(de)性能(neng)。首先,角分辨率(物體能(neng)被(bei)清楚分辨的(de)(de)最小(xiao)分離角度)的(de)(de)極(ji)限(xian)將只受限(xian)于衍射(she),而不是由造成星光閃(shan)爍、動蕩不安的(de)(de)大氣(qi)所(suo)造成的(de)(de)視(shi)象度。在(zai)(zai)當(dang)時(shi),以(yi)地(di)面(mian)為基地(di)的(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)解(jie)析力只有(you)0.5-1.0弧秒,相較下,只要(yao)口徑(jing)2.5米的(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)就(jiu)能(neng)達到理論上衍射(she)的(de)(de)極(ji)限(xian)值(zhi)0.1弧秒。其(qi)次,在(zai)(zai)太空(kong)中的(de)(de)望遠(yuan)鏡(jing)可以(yi)觀(guan)測被(bei)大氣(qi)層(ceng)吸收殆盡的(de)(de)紅外(wai)線和紫外(wai)線。
斯(si)皮策(ce)以(yi)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡為事(shi)業,致力于(yu)空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡的(de)推(tui)展。在(zai)1962年,美國國家科(ke)學院在(zai)一(yi)份報告(gao)中推(tui)薦空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡做為發(fa)展太空(kong)(kong)計劃的(de)一(yi)部分,在(zai)1965年,斯(si)皮策(ce)被任命為一(yi)個科(ke)學委員會(hui)的(de)主任委員,該委員會(hui)的(de)目的(de)就(jiu)是建造一(yi)架空(kong)(kong)間(jian)(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡。
在(zai)第(di)二(er)次世界大戰時(shi)(shi),科學家利用發展火(huo)箭技術(shu)的(de)同時(shi)(shi),曾經(jing)小規模的(de)嘗試過以太(tai)空(kong)為基(ji)地的(de)天文學。在(zai)1946年(nian)(nian),首度觀(guan)察到了(le)(le)太(tai)陽(yang)的(de)紫(zi)(zi)外線光(guang)譜(pu)。英國在(zai)1962年(nian)(nian)發射了(le)(le)太(tai)陽(yang)望(wang)遠鏡放(fang)置(zhi)在(zai)軌道上,做(zuo)為亞利安太(tai)空(kong)計劃(hua)的(de)一(yi)(yi)(yi)部分(fen)。1966年(nian)(nian)NASA進行(xing)了(le)(le)第(di)一(yi)(yi)(yi)個軌道天文臺(OAO)任(ren)務(wu),但第(di)一(yi)(yi)(yi)個OAO的(de)電池在(zai)三天后就失效,中止了(le)(le)這項(xiang)任(ren)務(wu)了(le)(le)。第(di)二(er)個OAO在(zai)1968至1972年(nian)(nian)對(dui)恒星(xing)和星(xing)系進行(xing)了(le)(le)紫(zi)(zi)外線的(de)觀(guan)測,比(bi)原先的(de)計劃(hua)多工作了(le)(le)一(yi)(yi)(yi)年(nian)(nian)的(de)時(shi)(shi)間。
軌道天文臺(tai)任(ren)務展(zhan)示了(le)以太空(kong)為基地的(de)(de)天文臺(tai)在(zai)天文學上(shang)扮演(yan)的(de)(de)重(zhong)要角色(se),因此在(zai)1968年NASA確定了(le)在(zai)太空(kong)中(zhong)建造直徑3米反(fan)射望(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)計(ji)劃,當時(shi)(shi)暫時(shi)(shi)的(de)(de)名稱(cheng)是大型軌道望(wang)遠鏡(jing)或大型空(kong)間(jian)望(wang)遠鏡(jing)(LST),預計(ji)在(zai)1979年發射。這個計(ji)劃強調須(xu)要有(you)人進(jin)入太空(kong)進(jin)行維護,才能(neng)確保這個所費(fei)不貲的(de)(de)計(ji)劃能(neng)夠延續夠長的(de)(de)工作時(shi)(shi)間(jian);并且(qie)同步發展(zhan)可以重(zhong)復使(shi)用的(de)(de)航天飛機(ji)技術(shu),才能(neng)使(shi)前項(xiang)計(ji)劃成為可行的(de)(de)計(ji)劃。
軌道天(tian)文臺(tai)計劃的(de)(de)(de)(de)成功(gong),鼓舞了(le)(le)越(yue)來越(yue)強的(de)(de)(de)(de)公眾輿論支(zhi)持大型(xing)空(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)應該(gai)是天(tian)文學(xue)領域(yu)內重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)目(mu)標。在(zai)(zai)1970年NASA設立了(le)(le)兩個委員會,一(yi)個規劃空(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)工程,另一(yi)個研究空(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)任務的(de)(de)(de)(de)科學(xue)目(mu)標。在(zai)(zai)這之后,NASA下一(yi)個需要(yao)排除的(de)(de)(de)(de)障(zhang)礙就是資金(jin)的(de)(de)(de)(de)問題(ti),因為這比(bi)任何一(yi)個地面(mian)上的(de)(de)(de)(de)天(tian)文臺(tai)所(suo)耗費(fei)的(de)(de)(de)(de)資金(jin)都要(yao)龐大許多倍(bei)。美國(guo)的(de)(de)(de)(de)國(guo)會對空(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)預算(suan)需求(qiu)提出(chu)了(le)(le)許多的(de)(de)(de)(de)質(zhi)疑,為了(le)(le)與裁軍所(suo)需要(yao)的(de)(de)(de)(de)預算(suan)對抗(kang),當時就詳細的(de)(de)(de)(de)列出(chu)了(le)(le)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)硬件需求(qiu)以及后續發展所(suo)需要(yao)的(de)(de)(de)(de)儀器。在(zai)(zai)1974年,在(zai)(zai)裁減(jian)政(zheng)府開支(zhi)的(de)(de)(de)(de)鼓動下,杰拉爾(er)德·福特剔除了(le)(le)所(suo)有進行空(kong)間(jian)(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)預算(suan)。
為回(hui)應此,天文學家(jia)協(xie)調(diao)了全(quan)國(guo)性的(de)(de)游說(shuo)努力。許多天文學家(jia)親自前往拜會(hui)眾議員和(he)參(can)議員,并(bing)且進(jin)行了大規模的(de)(de)信件(jian)和(he)文字宣傳(chuan)。國(guo)家(jia)科學院出版(ban)的(de)(de)報告也強調(diao)空間望遠鏡的(de)(de)重(zhong)要性,最(zui)后參(can)議院決議恢復原先被國(guo)會(hui)刪除的(de)(de)一半預算。
資金(jin)的(de)(de)(de)(de)縮減導致目標項目的(de)(de)(de)(de)減少(shao),鏡(jing)(jing)片的(de)(de)(de)(de)口徑也由3米縮為2.4米,以降低成本和(he)更(geng)有效與緊密的(de)(de)(de)(de)配(pei)置望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)硬件。原先(xian)計劃做(zuo)為先(xian)期測(ce)試,放置在(zai)衛星上的(de)(de)(de)(de)1.5米空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)也被(bei)取消了,對預算表(biao)示關(guan)切的(de)(de)(de)(de)歐(ou)(ou)洲(zhou)空(kong)(kong)間局(ju)(ju)也成為共同合作的(de)(de)(de)(de)伙伴。歐(ou)(ou)洲(zhou)空(kong)(kong)間局(ju)(ju)同意提供經費和(he)一些(xie)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)上需要的(de)(de)(de)(de)儀器,像是做(zuo)為動力來源(yuan)的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能電池,回饋的(de)(de)(de)(de)是歐(ou)(ou)洲(zhou)的(de)(de)(de)(de)天文學家可以使用不少(shao)于15%的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)觀測(ce)時間。在(zai)1978年,美國國會撥付了36,000,000元(yuan)美金(jin),讓大(da)型空(kong)(kong)間望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)開始設計,并計劃在(zai)1983年發射升(sheng)空(kong)(kong)。
在1980年(nian)初,望遠鏡被命為哈(ha)勃(bo),以紀(ji)(ji)念在20世紀(ji)(ji)初期發現宇宙膨脹(zhang)的天文學家艾(ai)德溫·哈(ha)勃(bo)。
1979年(nian)5月,在康(kang)涅狄(di)格州丹柏立(li)的(de)珀金埃爾默(mo)公司拋光(guang)中的(de)哈勃(bo)主鏡(jing)。出現在圖中的(de)是服務于該公司的(de)工程師馬(ma)丁椰(ye)林(lin)博士。
空(kong)(kong)間望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)的計劃(hua)(hua)一經(jing)批準(zhun),計劃(hua)(hua)就被(bei)分(fen)割(ge)成許多子計劃(hua)(hua)分(fen)送各機關執行(xing)(xing)。馬(ma)歇爾太(tai)空(kong)(kong)飛行(xing)(xing)中(zhong)心(xin)(xin)(MSFC)負責(ze)設計、發展和建(jian)造望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing),金(jin)石(shi)太(tai)空(kong)(kong)飛行(xing)(xing)中(zhong)心(xin)(xin)(GSFC)負責(ze)科學儀器(qi)的整體控制和地面的任務控制中(zhong)心(xin)(xin)。馬(ma)歇爾太(tai)空(kong)(kong)飛行(xing)(xing)中(zhong)心(xin)(xin)委托珀(po)金(jin)埃爾默(Perkin-Elmer)設計和制造空(kong)(kong)間望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)的光學組件,還有精密(mi)定(ding)位感測器(qi)(FGS),洛克(ke)希德被(bei)委托建(jian)造安裝望(wang)(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)的太(tai)空(kong)(kong)船。
望(wang)遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)子和光(guang)(guang)學(xue)系(xi)統是(shi)最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)部分,因此在設計上有很嚴格的(de)(de)(de)(de)規范。一(yi)般(ban)的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠鏡(jing)(jing),鏡(jing)(jing)子在拋(pao)光(guang)(guang)之(zhi)(zhi)后的(de)(de)(de)(de)準確性大(da)約是(shi)可見光(guang)(guang)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)十分之(zhi)(zhi)一(yi),但(dan)是(shi)因為空(kong)間望(wang)遠鏡(jing)(jing)觀測(ce)的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)是(shi)從紫外(wai)線到(dao)近(jin)紅外(wai)線,所以(yi)需要比以(yi)前的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠鏡(jing)(jing)更高十倍的(de)(de)(de)(de)解析(xi)力,它的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)子在拋(pao)光(guang)(guang)后的(de)(de)(de)(de)準確性達到(dao)可見光(guang)(guang)波(bo)長的(de)(de)(de)(de)廿分之(zhi)(zhi)一(yi),也就是(shi)大(da)約30納米。
珀金(jin)埃(ai)爾(er)默刻(ke)意(yi)使用(yong)(yong)極端復雜的(de)(de)(de)電腦控制(zhi)拋(pao)光機研(yan)磨(mo)鏡子(zi)(zi)(zi),但卻在(zai)(zai)最尖(jian)端的(de)(de)(de)技術上出了問題;柯達被委托使用(yong)(yong)傳統的(de)(de)(de)拋(pao)光技術制(zhi)做一個(ge)備(bei)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)鏡子(zi)(zi)(zi)(柯達的(de)(de)(de)這面(mian)鏡子(zi)(zi)(zi)現在(zai)(zai)永久保存在(zai)(zai)史密松寧(ning)學(xue)會)。1979年,珀金(jin)埃(ai)爾(er)默開始磨(mo)制(zhi)鏡片,使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)是(shi)超低(di)膨脹玻(bo)璃,為了將鏡子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)重量降至最低(di),采(cai)用(yong)(yong)蜂窩格子(zi)(zi)(zi),只有表面(mian)和底面(mian)各一吋(cun)是(shi)厚(hou)實的(de)(de)(de)玻(bo)璃。
鏡(jing)子的拋光(guang)從1979年開始持續到1981年5月(yue),拋光(guang)的進(jin)度已經落(luo)后(hou)并且(qie)超(chao)過了(le)(le)預算,這時NASA的報告(gao)才開始對(dui)珀金埃爾默的管理(li)結構質疑。為了(le)(le)節約經費(fei),NASA停止支援鏡(jing)片(pian)的制(zhi)作,并且(qie)將發射日期延后(hou)至1984年10月(yue)。鏡(jing)片(pian)在1981年底全部完成,并且(qie)鍍上了(le)(le)75nm厚(hou)的鋁(lv)增強反射,和25nm厚(hou)的鎂氟(fu)保護層。
因(yin)為(wei)在(zai)光學望遠鏡組合(he)上的(de)預算(suan)持(chi)(chi)續(xu)(xu)膨脹(zhang),進(jin)度(du)也落(luo)后(hou)(hou)的(de)情況下,對珀(po)金埃爾默能(neng)否(fou)勝任后(hou)(hou)續(xu)(xu)工(gong)作的(de)質疑繼續(xu)(xu)存在(zai)。為(wei)了回應被描(miao)述成(cheng)"未定案和善變的(de)日報表",NASA將(jiang)發射(she)的(de)日期再(zai)延至1985年的(de)4月(yue)。但是,珀(po)金埃爾默的(de)進(jin)度(du)持(chi)(chi)續(xu)(xu)的(de)每季增加一個(ge)月(yue)的(de)速率(lv)惡化中,時間上的(de)延遲也達(da)到每個(ge)工(gong)作天(tian)都在(zai)持(chi)(chi)續(xu)(xu)落(luo)后(hou)(hou)中。NASA被迫延后(hou)(hou)發射(she)日期,先延至1986年3月(yue),然后(hou)(hou)又延至1986年9月(yue)。這時整個(ge)計劃的(de)總花費已經高達(da)美金11億(yi)7500萬(wan)。
安(an)置(zhi)望遠(yuan)鏡(jing)和儀器(qi)的(de)太空船是主要(yao)工程(cheng)上(shang)的(de)另一個挑戰。它必(bi)須能勝(sheng)任與(yu)(yu)抵(di)擋在(zai)陽光與(yu)(yu)地球的(de)陰影(ying)之間(jian)頻繁進出所造成(cheng)的(de)溫度(du)變化(hua),還要(yao)極端(duan)地穩(wen)定(ding)并能長時間(jian)的(de)將(jiang)望遠(yuan)鏡(jing)精(jing)確(que)地對(dui)準目標。以多層絕緣(yuan)材料制成(cheng)的(de)遮(zhe)蔽物(wu)能使望遠(yuan)鏡(jing)內部的(de)溫度(du)保持穩(wen)定(ding),并且以輕(qing)質的(de)鋁殼包圍住望遠(yuan)鏡(jing)和儀器(qi)的(de)支架(jia)。在(zai)外殼之內,石(shi)墨環氧的(de)框架(jia)將(jiang)校準好的(de)工作儀器(qi)牢固(gu)的(de)固(gu)定(ding)住。
有一段時間用于安置儀器和(he)望遠(yuan)鏡(jing)的(de)太空船(chuan)在(zai)建(jian)造上比光學望遠(yuan)鏡(jing)的(de)組合(he)來得順(shun)利,但洛(luo)克希德仍然經(jing)歷了(le)預算(suan)不(bu)足和(he)進度(du)(du)的(de)落后,在(zai)1985年的(de)夏天之(zhi)前,太空船(chuan)的(de)進度(du)(du)落后了(le)個(ge)月(yue),而(er)預算(suan)超出了(le)30%。馬歇爾太空飛行(xing)中心的(de)報(bao)告認為洛(luo)克希德在(zai)太空船(chuan)的(de)建(jian)造上沒有采取主動,而(er)且(qie)過度(du)(du)依賴NASA的(de)指導。
在(zai)(zai)1983年,空(kong)間望遠鏡科(ke)(ke)學(xue)(xue)協會(STScI)在(zai)(zai)經歷NASA與(yu)科(ke)(ke)學(xue)(xue)界之(zhi)間的(de)權力爭奪(duo)后(hou)成(cheng)立(li)。空(kong)間望遠鏡科(ke)(ke)學(xue)(xue)協會隸屬(shu)于美國大學(xue)(xue)天文研(yan)究聯盟(meng)(AURA),這是(shi)由32個(ge)美國大學(xue)(xue)和7個(ge)國際會員組成(cheng)的(de)單(dan)位,總部坐落在(zai)(zai)馬里蘭州巴爾(er)地摩(mo)的(de)約翰·霍普金斯大學(xue)(xue)校園內。
空(kong)間望遠鏡(jing)科學(xue)(xue)協(xie)會負責空(kong)間望遠鏡(jing)的(de)(de)操(cao)作和將(jiang)數據(ju)交付給天(tian)文學(xue)(xue)家。美國國家航空(kong)航天(tian)局(NASA)想(xiang)將(jiang)之(zhi)做(zuo)為(wei)內(nei)部的(de)(de)組織,但是科學(xue)(xue)家依據(ju)科學(xue)(xue)界(jie)的(de)(de)做(zuo)法(fa)將(jiang)之(zhi)規劃創立成研究(jiu)單(dan)位(wei),由NASA位(wei)在馬里蘭州綠堤,空(kong)間望遠鏡(jing)科學(xue)(xue)協(xie)會南方48千米(mi)的(de)(de)哥(ge)達德太空(kong)飛(fei)行中心和承包廠商提供工程上的(de)(de)支(zhi)援。哈勃望遠鏡(jing)每天(tian)24小時不間斷的(de)(de)運(yun)作,由四個工作團隊輪流負責操(cao)作。
空間望遠(yuan)鏡歐洲協調(diao)機構于1984年設立在德國鄰近慕尼(ni)黑的(de)(de)Garching bei München,為歐洲的(de)(de)天文學(xue)家提供相似的(de)(de)支援。
2022年(nian)6月,據科技日(ri)報,美(mei)國(guo)(guo)《福布斯》雙周刊網站近日(ri)報道,來自(zi)美(mei)國(guo)(guo)太(tai)空(kong)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡科學(xue)研究所和加州大學(xue)伯克利分校(xiao)的(de)(de)研究團(tuan)隊分別獨立發表論文稱(cheng),他(ta)們利用美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家(jia)航空(kong)航天(tian)局(NASA)的(de)(de)哈勃(bo)太(tai)空(kong)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡,借助引(yin)力透鏡效應,首次(ci)探測到一個完全獨立于(yu)恒星伴星的(de)(de)自(zi)由(you)漂浮黑洞(dong),這顆5000光年(nian)外的(de)(de)“流浪(lang)黑洞(dong)”位于(yu)銀河系(xi)人馬座旋臂(bei)內。
1990年4月(yue)24日,在美(mei)國肯尼迪航天中(zhong)心由“發(fa)現者”號(hao)航天飛機成功發(fa)射,哈勃太空望遠鏡的主要任務(wu)是:探測宇宙深空,解開宇宙起(qi)源(yuan)之謎(mi),了解太陽(yang)系、銀河系和其他星系的演變(bian)過程。
早在(zai)1986年,就已經(jing)計劃在(zai)當年10月份(fen)發射(she)哈勃(bo)空(kong)間(jian)(jian)望遠鏡(jing)。但(dan)是挑戰(zhan)者號的事故使美國(guo)的太空(kong)計劃停(ting)滯不前,航天(tian)飛機的暫停(ting)升空(kong),迫使哈勃(bo)空(kong)間(jian)(jian)望遠鏡(jing)的發射(she)延(yan)遲了數年。望遠鏡(jing)和所(suo)有的附(fu)件都必須分門別類的儲藏在(zai)無塵(chen)室(shi)內,直(zhi)到能夠(gou)排出發射(she)的日期,這也使得已經(jing)超支(zhi)的總成本更為高漲。
最(zui)后,隨著(zhu)航天(tian)飛機在1988年再度開始(shi)升空,望遠鏡(jing)也預定在1990年發(fa)射。在發(fa)射前的(de)最(zui)后準(zhun)備,用(yong)氮(dan)氣噴射鏡(jing)面以除去可能累(lei)積的(de)灰塵,并且(qie)對所有(you)的(de)系統進行廣(guang)泛的(de)測試。終于,在1990年4月(yue)24日由發(fa)現號航天(tian)飛機,于STS-31航次(ci)將望遠鏡(jing)成(cheng)功的(de)送入計劃中的(de)軌道(dao)。
從它(ta)原始的(de)總(zong)預算(suan),大約(yue)4億美(mei)金,到現(xian)在的(de)花費超過25億美(mei)金,哈勃的(de)成本依然在不斷的(de)累積(ji)與(yu)增高(gao)。美(mei)國政府估計(ji)的(de)開銷(xiao)將高(gao)達(da)45至60億美(mei)金,歐洲所(suo)挹注的(de)資金也高(gao)達(da)6億歐元(1999年的(de)估計(ji))。
在(zai)發射時(shi),哈勃空間望遠(yuan)鏡攜(xie)帶的儀(yi)器如下(xia):
廣(guang)域和行星照相機(WF/PC)
戈達德高解析攝譜(pu)儀(GHRS)
高速光度計(HSP)
暗(an)天(tian)體(ti)照(zhao)相(xiang)機(FOC)
暗天體攝譜儀(yi)(FOS)
WF/PC原先計劃是光學觀(guan)測使(shi)用(yong)的高(gao)分辨(bian)率照相機(ji)(ji)(ji)。由NASA的噴射推進(jin)(jin)實驗(yan)室制(zhi)造,附有(you)(you)一套(tao)由48片光學濾鏡組(zu)成(cheng),可(ke)以篩選特殊的波段進(jin)(jin)行天體物(wu)理學的觀(guan)察。整套(tao)儀器使(shi)用(yong)8片CCD,做出了(le)兩架照相機(ji)(ji)(ji),每(mei)一架使(shi)用(yong)4片CCD。"廣(guang)(guang)域照相機(ji)(ji)(ji)"(WFC)因為視野較廣(guang)(guang),在(zai)解(jie)像力上有(you)(you)所(suo)損失,而(er)"行星照相機(ji)(ji)(ji)"(PC)以比WFC長的焦(jiao)距成(cheng)像,所(suo)以有(you)(you)較高(gao)的放大率。
GHRS是被設(she)計(ji)在(zai)紫外線波段使用的攝譜(pu)儀,由哥達(da)德太空(kong)中心(xin)制(zhi)造,可以達(da)到(dao)90,000的光(guang)譜(pu)分辨率(lv),同時也為FOC和(he)(he)FOS選擇適宜觀測(ce)的目標。FOC和(he)(he)FOS都是哈勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡上分辨率(lv)最高的儀器。這三個儀器都舍(she)棄了(le)CCD,使用數位光(guang)子計(ji)數器做為檢(jian)測(ce)裝置。FOC是由歐洲(zhou)空(kong)間局制(zhi)造,FOS則由馬丁·瑪麗埃(ai)塔公司制(zhi)造。
最后一件儀(yi)器(qi)是由威(wei)斯康辛麥迪遜大學(xue)設計制造的(de)(de)HSP,它用于在可(ke)見光(guang)(guang)和(he)紫外光(guang)(guang)的(de)(de)波(bo)段上觀(guan)測變星,和(he)其(qi)他被篩選出的(de)(de)天體在亮度上的(de)(de)變化。它的(de)(de)光(guang)(guang)度計每(mei)秒鐘可(ke)以偵測100,000次,精(jing)確度至少(shao)可(ke)以達到2%。
哈勃空間望遠鏡的導引系統也可以做為科(ke)學儀(yi)器(qi),它的三(san)個精(jing)細(xi)導星(xing)感測(ce)(ce)器(qi)(FGS)在觀測(ce)(ce)期間主要用于(yu)保持望遠鏡指向的準(zhun)確性,但也能用于(yu)進行非常準(zhun)確的天體測(ce)(ce)量,測(ce)(ce)量的精(jing)確度(du)達到0.0003弧秒。
第一(yi)次維(wei)修/維(wei)護
1993年,宇航員(yuan)在哈勃第一次維修任務中移除(chu)了(le)(le)廣(guang)角和行星照(zhao)相儀,并安(an)裝了(le)(le)功能更強大(da)的“后繼者”——2號廣(guang)角和行星照(zhao)相儀。
第二次維(wei)修(xiu)/維(wei)護
1997年2月11日(ri)凌晨,美國7名宇航(hang)員(yuan)搭乘“發現(xian)”號航(hang)天飛(fei)機(ji)升空,對在太空飛(fei)行(xing)了7年的“哈勃”太空望遠鏡(jing)進行(xing)改造。從2月13日(ri)深夜到18日(ri)凌晨,宇航(hang)員(yuan)為(wei)“哈勃”更換了包括近紅外照相機(ji)、多目標分(fen)光儀(yi)和太空望遠鏡(jing)圖(tu)像攝譜儀(yi)在內的11種新設備(bei),并(bing)修(xiu)補(bu)了望遠鏡(jing)上部分(fen)剝落的絕緣層。
第三次維(wei)修/維(wei)護
第三次(ci)維護任務仍然(ran)由發現(xian)號在1999年(nian)12月的STS-103航次(ci)中執(zhi)行。在這次(ci)維護中更換了全部(bu)的六臺陀螺(luo)儀,也(ye)更換了一(yi)個精細導(dao)星傳感器和計算器,安裝一(yi)套組裝好的電壓(ya)/溫(wen)度改(gai)善工(gong)具(VIK)以防止電池的過熱,并且更換絕熱的毯子。
第(di)四次維修/維護(hu)
2001年(nian),科學家利用美國“哥倫比亞”號航天(tian)飛機(ji)對(dui)哈勃望遠鏡(jing)進(jin)行的第四(si)次(ci)維修,安裝測繪照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji),更換太陽能電(dian)池板以及已工作11年(nian)的電(dian)力控制裝置(zhi),并激活了休(xiu)眠(mian)狀(zhuang)態的近紅外照(zhao)相(xiang)(xiang)機(ji)和多目標(biao)分光(guang)計。
第五(wu)次維(wei)(wei)修/維(wei)(wei)護
2009年,美國利用(yong)航(hang)(hang)天飛機對(dui)哈(ha)(ha)勃望(wang)遠鏡(jing)(jing)進(jin)(jin)行(xing)了(le)維護。宇(yu)航(hang)(hang)員為哈(ha)(ha)勃安(an)裝(zhuang)了(le)兩(liang)套(tao)全新(xin)的(de)儀(yi)(yi)器:宇(yu)宙(zhou)起源(yuan)光譜儀(yi)(yi)(COS)和寬(kuan)視場相機3,對(dui)望(wang)遠鏡(jing)(jing)的(de)另外兩(liang)臺儀(yi)(yi)器——高級巡(xun)天相機(ACS)和太空望(wang)遠鏡(jing)(jing)成(cheng)像光譜儀(yi)(yi)(STIS)進(jin)(jin)行(xing)了(le)現場維修,此(ci)外,還用(yong)新(xin)電池替換了(le)哈(ha)(ha)勃用(yong)了(le)18年的(de)舊電池,安(an)裝(zhuang)了(le)6個負責望(wang)遠鏡(jing)(jing)指(zhi)向的(de)新(xin)陀螺儀(yi)(yi),并(bing)添(tian)加了(le)一套(tao)全新(xin)的(de)精(jing)細制導系(xi)統來幫助望(wang)遠鏡(jing)(jing)指(zhi)向正確的(de)方(fang)向。
哈勃望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)口徑為2.4米,長度約16米,帶有多種(zhong)觀測暗弱天體的(de)儀器,在地(di)面(mian)之上(shang)約640公里(li)的(de)軌(gui)道上(shang)環繞(rao)地(di)球,巡視宇(yu)宙(zhou)。由于它(ta)位于大(da)氣層之上(shang),不(bu)像地(di)面(mian)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)飽受大(da)氣湍流擾動(dong)的(de)影(ying)響,極大(da)地(di)拓展了人們(men)對宇(yu)宙(zhou)的(de)了解。
哈勃太空(kong)望遠鏡在(zai)前7年服役期間(jian)取(qu)得的主要成(cheng)就(jiu)
1.增(zeng)進(jin)(jin)了(le)(le)(le)人類(lei)對(dui)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙大小和(he)年齡的(de)(de)了(le)(le)(le)解。2.證明某些宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙星(xing)(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)中(zhong)央存(cun)在(zai)(zai)(zai)超高(gao)質量的(de)(de)黑洞以及多數星(xing)(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)中(zhong)心都可(ke)能存(cun)在(zai)(zai)(zai)黑洞。3.在(zai)(zai)(zai)可(ke)見光譜范(fan)圍(wei)內,對(dui)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙進(jin)(jin)行了(le)(le)(le)最(zui)深入的(de)(de)研(yan)究,觀察(cha)了(le)(le)(le)數千個星(xing)(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi),探測到了(le)(le)(le)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙誕(dan)生早(zao)期的(de)(de)“原始星(xing)(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)”,使天文學家有(you)可(ke)能跟蹤研(yan)究宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙發(fa)展的(de)(de)歷史。4.清(qing)楚展現(xian)了(le)(le)(le)銀河(he)系(xi)(xi)(xi)中(zhong)類(lei)星(xing)(xing)(xing)(xing)體這種最(zui)明亮的(de)(de)天體存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)環(huan)境。5.更(geng)清(qing)晰地(di)闡述了(le)(le)(le)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)形成(cheng)的(de)(de)不同(tong)過(guo)程(cheng)(cheng)。6.對(dui)宇(yu)(yu)(yu)(yu)宙誕(dan)生早(zao)期恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)形成(cheng)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)重元素(su)的(de)(de)組(zu)成(cheng)進(jin)(jin)行了(le)(le)(le)研(yan)究,這些元素(su)是行星(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)生命存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)必要(yao)條件。7.展示了(le)(le)(le)死亡(wang)恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)周(zhou)圍(wei)氣(qi)體殼(ke)的(de)(de)復(fu)雜組(zu)成(cheng)。8.對(dui)獵(lie)戶(hu)星(xing)(xing)(xing)(xing)云中(zhong)年輕恒(heng)(heng)星(xing)(xing)(xing)(xing)周(zhou)圍(wei)的(de)(de)許多塵(chen)埃(ai)碟進(jin)(jin)行了(le)(le)(le)探測,說明地(di)球所(suo)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)銀河(he)系(xi)(xi)(xi)還有(you)可(ke)能形成(cheng)其他行星(xing)(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)(xi)統。9.對(dui)千載難逢的(de)(de)慧木(mu)相撞(zhuang)進(jin)(jin)行了(le)(le)(le)詳細觀測。10.對(dui)火星(xing)(xing)(xing)(xing)等太陽系(xi)(xi)(xi)行星(xing)(xing)(xing)(xing)上的(de)(de)氣(qi)候民政部進(jin)(jin)行了(le)(le)(le)研(yan)究。11.發(fa)現(xian)木(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)木(mu)衛(wei)(wei)二和(he)木(mu)衛(wei)(wei)三的(de)(de)大氣(qi)層中(zhong)存(cun)在(zai)(zai)(zai)氧(yang)氣(qi)。
哈(ha)勃太空(kong)望遠鏡(jing)發(fa)現(xian)了(le)一顆(ke)滾燙(tang)的(de)(de)“橄欖球”狀(zhuang)(zhuang)系外行星(xing)(xing)。這顆(ke)行星(xing)(xing)因為距(ju)離(li)恒星(xing)(xing)太近而(er)被(bei)撕扯、加(jia)熱,大(da)氣也正在加(jia)速逃(tao)逸,整顆(ke)行星(xing)(xing)處(chu)于被(bei)吞噬的(de)(de)邊緣(yuan)。這顆(ke)行星(xing)(xing)與(yu)恒星(xing)(xing)的(de)(de)距(ju)離(li)過(guo)(guo)于近,處(chu)在被(bei)潮(chao)汐力(li)撕裂的(de)(de)邊緣(yuan)。這種“死亡擁(yong)抱”已經讓它扭曲(qu)變形為橄欖球狀(zhuang)(zhuang),高空(kong)大(da)氣溫度(du)超過(guo)(guo)2500攝氏度(du)。
2020年1月(yue),一個(ge)(ge)國際天(tian)文(wen)學家團隊利用(yong)美國哈勃太空望遠鏡(jing)發(fa)現(xian)了迄今(jin)(jin)已知的(de)最(zui)遙遠、最(zui)古老的(de)星(xing)系(xi)群。這個(ge)(ge)三(san)重(zhong)星(xing)系(xi)群被稱(cheng)為EGS77。更重(zhong)要的(de)是,觀測(ce)表明這個(ge)(ge)三(san)重(zhong)星(xing)系(xi)群參(can)與了宇(yu)宙(zhou)初期被稱(cheng)為“再電離”的(de)改(gai)造(zao)過程(cheng)。EGS77大約誕(dan)生于宇(yu)宙(zhou)大爆(bao)炸后6.8億年時(shi)(shi),當時(shi)(shi)宇(yu)宙(zhou)年齡還(huan)不足現(xian)今(jin)(jin)138億歲的(de)5%。
觀測(ce)到的最遙遠單顆(ke)恒星
2022年3月(yue)30日(ri),美國(guo)國(guo)家航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天局表示(shi),哈勃(bo)空間望遠鏡借助“引力透(tou)鏡”效應發現(xian)了(le)人類迄今觀(guan)測到的最(zui)遙遠單顆(ke)恒星。
哈勃(bo)望遠鏡(jing)捕捉到遙遠宇(yu)宙漂流的“對蝦星(xing)云”
2022年5月30日消息(xi),據國外媒(mei)體報道(dao),目前(qian),哈勃太空望遠(yuan)鏡(jing)最(zui)新觀(guan)測圖像呈現(xian)了對蝦星(xing)云的(de)局部特征,該區域色彩斑駁,令人眼花繚亂,其中(zhong)包括明亮發光(guang)氣(qi)體部分。
從它于(yu)1946年(nian)的原(yuan)始構想開始,直到發射為止,建造空間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)的計劃不斷的被延遲和(he)受到預算問題的困擾。在它發射之后,立(li)即發現(xian)主鏡(jing)(jing)有(you)球(qiu)面像差,嚴重的降低了望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)的觀測(ce)能(neng)力。幸好在1993年(nian)的維修任務之后,望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)恢復了計劃中的品質,并且成為天文學(xue)研(yan)究和(he)推展公共關系最(zui)重要的工具。
哈(ha)勃(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)未來(lai)依(yi)靠后(hou)(hou)續的(de)維(wei)修(xiu)任(ren)務(wu)(wu)(wu)是(shi)否成功(gong),維(wei)持(chi)穩(wen)定的(de)幾個(ge)陀螺(luo)(luo)儀已(yi)經(jing)損壞,至2007年(nian)(nian),連備用(yong)的(de)也已(yi)經(jing)耗盡,而(er)且另一架用(yong)于(yu)指(zhi)向(xiang)的(de)望遠鏡(jing)(jing)功(gong)能(neng)(neng)也在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)衰減中。陀螺(luo)(luo)儀必須要(yao)以人(ren)工進(jin)行(xing)(xing)維(wei)修(xiu),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)2007年(nian)(nian)1月30日,主(zhu)要(yao)的(de)先(xian)進(jin)巡天照相機(ACS)也停止(zhi)工作(zuo),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)執行(xing)(xing)人(ren)工維(wei)修(xiu)之(zhi)前,只(zhi)有(you)超(chao)紫外線(xian)的(de)頻道能(neng)(neng)夠使(shi)用(yong)。另一方面,如(ru)果沒有(you)再提升來(lai)增加軌道高度(du),阻力(li)會迫使(shi)望遠鏡(jing)(jing)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)2010年(nian)(nian)重返(fan)大(da)氣層。自從2003年(nian)(nian)航天飛機哥(ge)倫比(bi)亞(ya)不(bu)幸事件(jian)之(zhi)后(hou)(hou),由于(yu)國際太(tai)空(kong)站和(he)哈(ha)勃(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)不(bu)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)相同的(de)高度(du)上,使(shi)得太(tai)空(kong)人(ren)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)緊急(ji)狀況下缺乏安全的(de)避難場所,因(yin)而(er)NASA認為以載人(ren)太(tai)空(kong)任(ren)務(wu)(wu)(wu)去維(wei)修(xiu)哈(ha)勃(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)望遠鏡(jing)(jing)是(shi)不(bu)合情理的(de)危險任(ren)務(wu)(wu)(wu)。NASA在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)重新檢討之(zhi)后(hou)(hou),執行(xing)(xing)長麥(mai)克格里芬在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)2006年(nian)(nian)10月31日決定以亞(ya)特(te)蘭大(da)進(jin)行(xing)(xing)最后(hou)(hou)一次的(de)哈(ha)勃(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)維(wei)修(xiu)任(ren)務(wu)(wu)(wu),任(ren)務(wu)(wu)(wu)的(de)時(shi)間(jian)安排在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)2008年(nian)(nian)9月11日,基于(yu)安全上的(de)考量,屆時(shi)將會讓發現(xian)號在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)LC-39B發射臺上待命,以便在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)緊急(ji)情況時(shi)能(neng)(neng)提供救援。計(ji)劃(hua)中的(de)維(wei)修(xiu)將能(neng)(neng)讓哈(ha)勃(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)(jing)持(chi)續工作(zuo)至2013年(nian)(nian)。如(ru)果成功(gong)了,后(hou)(hou)繼(ji)的(de)詹姆斯·韋伯空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)(jing)(JWST)應該已(yi)經(jing)發射升空(kong),可以銜(xian)接得上任(ren)務(wu)(wu)(wu)了。韋伯空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)(jing)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)許(xu)多研究計(ji)劃(hua)上的(de)功(gong)能(neng)(neng)都遠超(chao)過哈(ha)勃(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo),但將只(zhi)觀(guan)測紅外線(xian),因(yin)此在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)光譜(pu)的(de)可見光和(he)紫外線(xian)領域(yu)內(nei)無法取代哈(ha)勃(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)的(de)功(gong)能(neng)(neng)。
在(zai)望(wang)遠鏡發射數星(xing)期之后,傳回(hui)來的圖(tu)(tu)片顯示(shi)在(zai)光學系統上有(you)嚴重的問題。雖然,第一(yi)張(zhang)圖(tu)(tu)像看起來比地(di)基望(wang)遠鏡的明銳,但望(wang)遠鏡顯然沒有(you)達(da)到(dao)最佳的聚焦狀態,獲得的最佳圖(tu)(tu)像品質也遠低(di)于當(dang)初的期望(wang)。點源的影像被擴(kuo)散成(cheng)超(chao)過一(yi)弧秒半徑的圓,而不是在(zai)設(she)計(ji)準(zhun)則中的標準(zhun):集(ji)中在(zai)直徑0.1弧秒之內,有(you)同心圓的點彌漫函數圖(tu)(tu)像。
對圖樣缺陷(xian)的(de)分析顯(xian)示(shi),問題(ti)的(de)根(gen)源在主(zhu)鏡的(de)形狀被磨錯了。鏡面邊緣(yuan)太平了一些,與需(xu)要的(de)位置差了約2.2微米,但這個差別造成的(de)是災(zai)難性的(de)、嚴重的(de)球面像差。來自鏡面邊緣(yuan)的(de)反射光(guang)(guang),不能聚(ju)集在與中央的(de)反射光(guang)(guang)相同(tong)的(de)焦(jiao)點上。
鏡(jing)子(zi)的(de)瑕疵造成的(de)作用是(shi)(shi)在(zai)科(ke)學(xue)觀察的(de)核心觀測(ce)上,核心像(xiang)差的(de)PSF要足(zu)夠的(de)明銳到(dao)足(zu)以進行高解析的(de)分辨,但對(dui)明亮的(de)天體和光譜分析是(shi)(shi)不(bu)受影(ying)響(xiang)的(de)。雖然,在(zai)外圍損(sun)失大(da)片(pian)的(de)光因為(wei)(wei)不(bu)能(neng)(neng)匯(hui)聚在(zai)焦(jiao)點上而造成暈(yun)像(xiang),嚴重(zhong)的(de)減損(sun)了(le)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)觀察暗(an)天體或高反差影(ying)像(xiang)的(de)能(neng)(neng)力。這意味著幾乎所有對(dui)宇宙(zhou)學(xue)的(de)研究計劃都(dou)不(bu)能(neng)(neng)執(zhi)行,因為(wei)(wei)它們都(dou)是(shi)(shi)非常暗(an)弱的(de)觀測(ce)對(dui)象(xiang)(xiang)。美國(guo)國(guo)家航空(kong)航天局(ju)和哈勃空(kong)間望(wang)遠(yuan)鏡(jing)成為(wei)(wei)許(xu)多笑話的(de)箭靶(ba),并且被認為(wei)(wei)是(shi)(shi)大(da)白象(xiang)(xiang)(花費(fei)大(da)而無用的(de)東西)。
從點源(yuan)的圖像往回追溯,天文學家確定鏡面的圓錐常數是(shi)?1.01324,而不是(shi)原先(xian)期望的?1.00230。通過分(fen)析(xi)珀金埃爾默(mo)的零校正器(精確測量拋光曲面的儀器)和分(fen)析(xi)在地面測試(shi)鏡子的干涉(she)圖影像,也獲(huo)得(de)了相同的數值。
由噴射推進實驗室主任,亞倫領導的(de)(de)委(wei)(wei)員會(hui),確定了(le)錯(cuo)誤是(shi)如何(he)發(fa)生的(de)(de)。亞倫委(wei)(wei)員會(hui)發(fa)現珀金埃爾默使用的(de)(de)零(ling)校正(zheng)器在(zai)裝配上發(fa)生了(le)錯(cuo)誤,它的(de)(de)向場透鏡位置偏(pian)差了(le)1.3毫米。
在拋光鏡子的(de)期間,珀金埃爾默(mo)使用(yong)另外二(er)架(jia)零校(xiao)正(zheng)器,兩者都(dou)(正(zheng)確(que)的(de))顯(xian)示(shi)鏡子有球面像差(cha)。這(zhe)些測試都(dou)是為確(que)實消除球面像差(cha)而設計的(de),不顧品管文件(jian)的(de)指導,公司認為這(zhe)二(er)架(jia)零校(xiao)正(zheng)器的(de)精確(que)度不如主要的(de)設備(bei),而忽略(lve)了(le)測試的(de)結果。
委(wei)(wei)員會(hui)(hui)指出失敗的(de)(de)主因是(shi)珀(po)(po)金(jin)(jin)埃(ai)爾(er)默。由于進度(du)表(biao)頻繁(fan)更動造成(cheng)的(de)(de)損耗和望遠鏡(jing)制(zhi)(zhi)造費(fei)用的(de)(de)超(chao)支,造成(cheng)了(le)在(zai)美國(guo)(guo)(guo)航空(kong)(kong)暨太空(kong)(kong)總署(shu)和光學公司之間(jian)的(de)(de)關(guan)系極度(du)的(de)(de)緊(jin)張。美國(guo)(guo)(guo)航空(kong)(kong)暨太空(kong)(kong)總署(shu)發現(xian)珀(po)(po)金(jin)(jin)埃(ai)爾(er)默并不(bu)認為鏡(jing)子的(de)(de)制(zhi)(zhi)做在(zai)他們的(de)(de)業務中(zhong)是(shi)關(guan)鍵性的(de)(de)困難工作,而美國(guo)(guo)(guo)航空(kong)(kong)暨太空(kong)(kong)總署(shu)也未(wei)能在(zai)拋光之前善盡本身的(de)(de)職責。在(zai)委(wei)(wei)員會(hui)(hui)沉痛的(de)(de)批評(ping)珀(po)(po)金(jin)(jin)埃(ai)爾(er)默在(zai)管理(li)上的(de)(de)不(bu)當與缺失的(de)(de)同時,美國(guo)(guo)(guo)航空(kong)(kong)暨太空(kong)(kong)總署(shu)也被非議未(wei)善盡品管的(de)(de)責任,與不(bu)該只依賴唯一一架儀器的(de)(de)測試結果(guo)。
在望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)設計中原本就(jiu)規(gui)劃了(le)維修(xiu)的(de)(de)任務,所以天文學家立(li)刻就(jiu)開始尋找可以在1993年(nian),預定進行第一次(ci)維修(xiu)任務時(shi)解決(jue)問題(ti)的(de)(de)方案。讓柯達再(zai)為哈勃制作備用鏡(jing)在軌道上(shang)進行更(geng)換(huan)太昂貴(gui)且耗費時(shi)間,臨(lin)時(shi)將望(wang)遠(yuan)鏡(jing)帶回地(di)面(mian)上(shang)修(xiu)理也(ye)(ye)不可能。相(xiang)反,鏡(jing)片錯誤(wu)的(de)(de)形(xing)狀已經(jing)被精(jing)確的(de)(de)測量出(chu)來,因此(ci)可以設計一個有相(xiang)同的(de)(de)球面(mian)像差(cha),但(dan)功(gong)效相(xiang)反的(de)(de)光學系統來抵(di)消錯誤(wu)。也(ye)(ye)就(jiu)是(shi)在第一次(ci)的(de)(de)維修(xiu)任務中為哈勃配上(shang)一副能改正球面(mian)像差(cha)的(de)(de)眼(yan)鏡(jing)。
由于(yu)原本儀(yi)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)設(she)計方式,必須要(yao)兩套不同的(de)(de)(de)(de)校正儀(yi)器(qi)(qi)。廣(guang)域和(he)行(xing)星照相機(ji)的(de)(de)(de)(de)設(she)計包(bao)括轉動的(de)(de)(de)(de)鏡片(pian)(pian)(pian)和(he)直接進入兩架照相機(ji)的(de)(de)(de)(de)8片(pian)(pian)(pian)獨立CCD芯片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)光(guang)線,可(ke)(ke)以用一個(ge)反球面像(xiang)差的(de)(de)(de)(de)鏡片(pian)(pian)(pian)完全(quan)的(de)(de)(de)(de)消除掉它們表面上的(de)(de)(de)(de)主要(yao)變形。修(xiu)正鏡被固定在替換的(de)(de)(de)(de)第(di)二代廣(guang)域和(he)行(xing)星照相機(ji)內(nei)(由于(yu)進度(du)和(he)預(yu)算的(de)(de)(de)(de)壓力,只修(xiu)正4片(pian)(pian)(pian)CCD而(er)不是8片(pian)(pian)(pian))。但是,其(qi)他的(de)(de)(de)(de)儀(yi)器(qi)(qi)就缺乏任何可(ke)(ke)以安置的(de)(de)(de)(de)中間(jian)表面,因此必須要(yao)一個(ge)外加的(de)(de)(de)(de)修(xiu)正裝置。
設計用來改正球面像差(cha)的(de)儀器(qi)稱(cheng)為(wei)“空間望遠鏡(jing)光(guang)軸補償校正光(guang)學(xue)”(COSTAR),基本上包含兩個在(zai)光(guang)路上的(de)鏡(jing)子,其中一個將球面像差(cha)校正過來,光(guang)線被聚焦給暗天體(ti)照相機(ji)、暗天體(ti)光(guang)譜儀和(he)高達德(de)高解析攝譜儀。為(wei)了提供COSTAR在(zai)望遠鏡(jing)內(nei)所需要的(de)位(wei)置,必須移除(chu)其中一件儀器(qi),天文學(xue)家的(de)選擇是(shi)犧牲高速光(guang)度計。
在(zai)(zai)哈勃任務(wu)的(de)(de)(de)(de)前(qian)三年期間,在(zai)(zai)光學系統(tong)被修(xiu)正到(dao)合適(shi)之前(qian),望(wang)遠鏡(jing)依(yi)然執行了大量的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)(ce)。光譜的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)(ce)未(wei)受(shou)(shou)到(dao)球面(mian)像(xiang)差(cha)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響,但是許多暗弱天(tian)體的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)(ce)因(yin)為望(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)表(biao)現不佳而被取消(xiao)或延后(hou)。盡管受(shou)(shou)到(dao)了挫(cuo)折(zhe)(zhe),樂觀(guan)的(de)(de)(de)(de)天(tian)文學家在(zai)(zai)這三年內熟練的(de)(de)(de)(de)運用影(ying)(ying)像(xiang)處(chu)理技術(shu),例如反折(zhe)(zhe)績(影(ying)(ying)像(xiang)重疊)得到(dao)許多科(ke)學上的(de)(de)(de)(de)進展。
2021年3月(yue)7日(ri)。哈(ha)勃太空望遠鏡由于一個(ge)軟件故(gu)障導致暫(zan)停運行(xing);3月(yue)12日(ri),望遠鏡已經部分恢復工(gong)作,但仍有(you)故(gu)障沒有(you)排(pai)除。
NASA表示,哈勃太(tai)空望(wang)遠鏡已經完成了恢復(fu)運行以來(lai)的(de)首次科學觀(guan)測,使用(yong)宇宙光譜(pu)儀(yi)繪(hui)制了一(yi)(yi)個活動(dong)星系內核的(de)氣體(ti)流動(dong)圖。但是第三號廣視場相(xiang)(xiang)機(ji)(WFC3)仍舊處于(yu)暫停狀(zhuang)態,研究人員(yuan)發現了一(yi)(yi)個低電壓問題,這導致該相(xiang)(xiang)機(ji)無法啟動(dong)。
2021年6月19日,美國宇(yu)航(hang)局NASA表示(shi),已經觀測宇(yu)宙30多年的哈勃太空望(wang)遠(yuan)鏡過去幾天處于(yu)停(ting)機狀態,原因是一個有效載(zai)(zai)荷(he)計(ji)算機從13日起(qi)停(ting)止(zhi)了工作(zuo)。NASA表示(shi),有效載(zai)(zai)荷(he)計(ji)算機是用(yong)于(yu)控(kong)制和協調科學儀(yi)器,并出(chu)于(yu)健(jian)康和安全目的對其進行監控(kong);此(ci)外NASA還表示(shi)哈勃望(wang)遠(yuan)鏡本(ben)(ben)身和伴隨它(ta)的科學儀(yi)器都“處于(yu)良好狀態”。本(ben)(ben)周一NASA曾試(shi)(shi)圖恢(hui)復計(ji)算機,但未能成功(gong)。初步(bu)證據顯示(shi)問題的根(gen)源是計(ji)算機內(nei)存模塊(kuai)退化,不過嘗試(shi)(shi)切換備用(yong)內(nei)存模塊(kuai)的方法(fa)也失(shi)敗了。
哈勃望遠(yuan)鏡于1990年(nian)發射,20多(duo)年(nian)來,一直在源源不斷地將(jiang)美麗(li)的(de)宇宙圖像傳回地球。(央廣網)
哈勃(bo)太空望遠鏡升空27年以(yi)來,取得了許多突破性發現,不(bu)斷帶給(gei)我們驚(jing)喜,讓我們有幸(xing)能觸碰億萬光年外(wai)的神秘。(中國青(qing)年網(wang)評)
截至2015年3月,哈勃太空望(wang)遠鏡已經環繞地球飛行25年,它(ta)捕捉(zhuo)到的照片正從根本上改變著我們對宇宙(zhou)的認(ren)識。(新華網)
截(jie)至2009年,自美國(guo)(guo)“哈勃”太空望遠鏡1990年發射(she)升(sheng)空以來,共有20多(duo)個國(guo)(guo)家的(de)2000多(duo)名科(ke)學家利(li)用這只“太空眼”進行了11萬多(duo)次天文(wen)觀測(ce),并在分析觀測(ce)數據的(de)基礎(chu)上(shang)撰(zhuan)寫1346篇論文(wen)。(中國(guo)(guo)網)
哈(ha)勃太空望遠鏡耗資達21億美元,從(cong)初步(bu)構想的提出、設計(ji)到建造完成(cheng),時間跨度達40多年(nian)。(科普中國)