​你真的了解“哈勃”吗？

你真的了解“哈勃”吗？

“哈勃”望远镜自1990年发射上天以来，已在太空飞行近16亿公里，为20多个国家的2000余名科学家进行了多达11万次的天文观测。“哈勃”功绩卓著，却千疮百孔，需要检修。

1997年2月11日凌晨，美国7名宇航员搭乘“发现”号航天飞机升空，对在太空飞行了7年的“哈勃”太空望远镜进行改造。

2月13日凌晨，美国宇航员从太空“摘”下“哈勃”望远镜，将其放置在航天飞机载货舱的平台上。

13日深夜至18日凌晨，宇航员进行了5次太空行走，为“哈勃”望远镜更换了包括近红外照相机、多目标分光仪和太空望远镜图像摄谱仪在内的11种新设备，并修补了望远镜上部分剥落的绝缘层。

美国宇航员马克·李(左)和斯帝文·史密斯在更换“哈勃”望远镜上的设备

2月19日凌晨，宇航员将改造一新的“哈勃”望远镜重新释放到太空，这只“视力”更佳的“太空眼”将帮助人类了解更多的宇宙奥秘。

2月21日凌晨，圆满完成“哈勃”望远镜检修工作的美国宇航员顺利返回地面。

浓密的大气层对于地球上一切生物来说，是必不可少的，但对于天文观测来说却是很难对付的“天敌”。来自宇宙的紫外线、大部分红外线、X射线、γ射线等各种电磁辐射，不是被它吸收得一干二净，就是被反射得无影无踪。独有可见光、射电波和一部分红外线，可以透过大气层而到达地面。此外，大气抖动的存在、城市烟雾和灯光的影响以及气候条件的限制，也使得地面上的天文观测的效果很不理想。一位美国科学家说得好：“在地面上观测恒星，就像从湖底去看飞鸟一样困难。”

因此，天文学家早就想从地球大气层之外去观测宇宙了。1976年，美国国家航空航天局制定了一项研制空间望远镜的宏大计划，并确定由马歇尔航天中心负责该望远镜的研制和发射。1981年，专门成立了空间望远镜研究所，该所有40名科学家，当空间望远镜进入太空后，他们将从那里指挥它的运转。

这台全长12.8米，镜筒直径4.27米，重达11吨，以美国天文学家哈勃的名字命名的望远镜，由光学部分、科学仪器、辅助系统等几部分组成。光学部分采用卡式反射系统，主镜口径为2.4米，能接收波长为115纳米～1毫米的电磁辐射。主要科学仪器有：一台广角照相机，可把大片星空摄入镜头；一台暗弱天体照相机，能够探测到28～29等的暗星；两台高分辨率摄谱仪，用于测量辐射源的能量波长；高速光度计，用于高速测光。

这些设备都是插入式的，更换仪器非常方便，抽出来插进去就行了。辅助系统包括电源、通信、数据处理和环境控制、遥测等部件。两块长达11.8米、宽2.3米的太阳能电池帆板，向空间望远镜提供能源，总功率为2.4千瓦。

哈勃空间望远镜运行在数百千米以上的地球轨道，摆脱了地球大气对天文观测的一切干扰，因此它的威力将远远超过地面上所有的光学望远镜。在目前正在运转的地面光学望远镜中，美国帕洛马山天文台的口径5米海尔望远镜是最好的，可观测到数十亿光年之远的天体。

空间望远镜口径虽只有2.4米，却能观测到140亿光年之遥的天体。海尔望远镜只能观测到暗至23等的星，相当于看到3千米之外一支蜡烛的亮度。而空间望远镜能够观测到暗至29等的暗弱天体，相当于看到500千米之外一支蜡烛的光。重要的是空间望远镜所提供的图像清晰度是地面观测的10倍。

“哈勃”探测到的宇宙星系形成过程

天文学家正希望从哈勃空间望远镜“身”上，为许多“不解”之谜找到答案，如宇宙有多大？年岁有多老？有没有起始和终结？对黑洞和类星体的观测会不会揭示出物理学上的新定律？在外层空间是否还有其他未知的天体？星球是怎样形成的？是否有像太阳系一样的其他行星系？

哈勃眼中的奇幻星空

正像哥伦布当年曾想寻找通往远东的新航线，却意外地发现美洲新大陆一样，今天的哈勃空间望远镜也可能会意外发现许多人类还未曾想象过的天文现象。

如果说17世纪初伽利略望远镜的问世是天文发展史上的一个里程碑，那么今天空间望远镜的诞生无疑将是天文史上又一个重要里程碑，它必将给人类认识宇宙带来新的飞跃。

▋来源：科普中国
▋编辑：江程杰、吴 军
▋邮箱：ourspace0424@163.com