哈勃太空望遠鏡

自從1610年伽利略第一次用自制的望遠鏡觀測月球以來，天文學家就發(fā)現(xiàn)地球的大氣層限制了觀測的范圍和清晰度。于是，他們選擇在空氣稀薄又純凈的高山頂建造天文觀測臺。1990年，美國太空總署向太空發(fā)射了天文望遠鏡，天文觀測因此不再受大氣的干擾。

哈勃太空望遠鏡以美國天文學家埃德溫·哈勃（1889～1953年）的名字命名，以紀念哈勃在50多年的天文學研究中的重要貢獻。哈勃太空望遠鏡由美國國會于1977年提出建造，1985年建造完成，并于1990年4月由“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機運載升空。該項目耗資30億美元。哈勃太空望遠鏡沿著一個距地面607千米近乎圓形的軌道在地球上空飛行。在望遠鏡工作期間，可以通過航天飛機上的航天員進行維修或更換部件，必要時也可以用航天飛機將望遠鏡載回地面大修，然后再送回軌道。

在第二次服務任務（1999年）中，哈勃太空望遠鏡從“發(fā)現(xiàn)號”的貨艙中升起，被送回原來的作業(yè)軌道。

哈勃太空望遠鏡為鋁制圓柱形，長13米，直徑為4.3米，兩塊長12米的太陽能板為望遠鏡提供電能。兩支高增益的天線將信號發(fā)送給位于美國戈達德太空飛行中心的地面控制中心。望遠鏡的光學部分是整個儀器的心臟，它采用卡塞格倫式反射系統(tǒng)，由兩個雙曲面反射鏡組成，一個是口徑2.4米的主鏡，另一個是裝在主鏡前約4.5米處的副鏡，口徑0.3米。投射到主鏡上的光線首先反射到副鏡上，然后再由副鏡射向主鏡的中心孔，穿過中心孔到達主鏡的焦面上形成高質量的圖像，供各種科學儀器進行精密處理，得出來的數據通過中繼衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)回地面。這些經“智能折疊”的光通路盡管只有6.4米，但所觀測到的效果和具有57.6米長光通路的望遠鏡觀測到的效果是相等的。另外，望遠鏡上安裝了5臺不同種類的檢測器。

光從圖中左邊的位置進入哈勃望遠鏡，在主鏡與副鏡間被反射后，進入位于右側的各種儀器中，包括用于拍攝行星和恒星的照相機、測量光的亮度的光度計。

1999年“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機的宇航員進行了太空行走，對哈勃太空望遠鏡進行修復。

由于在制造過程中人為原因造成的主鏡光學系統(tǒng)的球差，哈勃望遠鏡所拍攝的第一張照片效果很差，所以不得不在1993年12月進行了規(guī)模浩大的修復工作。“奮進號”航天飛機上的宇航員用空間望遠鏡軸向光學修正輔助設備取代了哈勃望遠鏡上的高速光度計，另外還用新的廣視域行星攝影機-2拍攝替代了原來的行星攝影機。成功的修復使哈勃太空望遠鏡性能達到甚至超過了原先設計的目標，觀測結果顯示，它的分辨率比地面的大型望遠鏡高出50倍。

1994年7月，蘇梅克-列維9號彗星碎片與木星相撞，這被哈勃太空望遠鏡拍攝下來并發(fā)回了十分壯觀的照片。望遠鏡上裝配的光譜儀收集了有關木星大氣組成的新數據。到1995年底，哈勃太空望遠鏡已經可以拍攝（10天可曝光）到宇宙空間中距離地球十分遙遠的天體，比如距離120億光年的昏暗星系。因為地球年齡只有大約45億年，這意味著所拍攝到的這些遙遠的天體是在地球形成之前的樣子。

1997年，“發(fā)現(xiàn)號”航天飛機宇航員為哈勃太空望遠鏡修復了一些“心臟”部位的絕熱系統(tǒng)，并安裝了一些新設備。1999年12月為哈勃望遠鏡更換了陀螺儀和新的計算機——安裝了6個陀螺儀和一臺比原來的處理速度快20倍的計算機，還安裝了第三代儀器——高級普查攝像儀，提高哈勃望遠鏡在紫外-光學-近紅外的靈敏度和成像的性能。1998年，哈勃天文望遠鏡在金牛座星系中直接拍攝到了一顆太陽系外行星沿一顆恒星軌道運行；2000年，它所攜帶的儀器在另外一個與木星大小相仿的太陽系外行星的大氣層里檢測到了鈉元素。

天文學家正在計劃建造價值20億美元的新一代空間望遠鏡，屆時將有口徑8米的設備把可見光與紅外光天文觀測技術聯(lián)合在一起。這臺天文望遠鏡將會在距地球150萬千米的高空軌道上作業(yè)。