哈(ha)勃空間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)(de)歷史(shi)可以追溯至1946年天文學(xue)家(jia)萊曼·斯(si)必澤(Lyman Spitzer, Jr.)所提(ti)出的(de)(de)(de)(de)(de)論文:《在(zai)(zai)(zai)地球之外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)天文觀(guan)測(ce)優勢》。在(zai)(zai)(zai)文中(zhong),他指出在(zai)(zai)(zai)太空中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)天文臺有兩項優于地面天文臺的(de)(de)(de)(de)(de)性能。首先(xian),角分辨率(物體能被清楚分辨的(de)(de)(de)(de)(de)最小(xiao)分離角度)的(de)(de)(de)(de)(de)極限(xian)將只受限(xian)于衍射(she),而不是(shi)由造(zao)成星(xing)光(guang)閃爍、動蕩不安(an)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣所造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)視象度。在(zai)(zai)(zai)當(dang)時,以地面為基(ji)地的(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡解析(xi)力只有0.5-1.0弧秒,相較下,只要口徑2.5米的(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡就能達到(dao)理(li)論上衍射(she)的(de)(de)(de)(de)(de)極限(xian)值(zhi)0.1弧秒。其次,在(zai)(zai)(zai)太空中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡可以觀(guan)測(ce)被大(da)氣層吸(xi)收殆盡的(de)(de)(de)(de)(de)紅外(wai)線(xian)和紫外(wai)線(xian)。
斯必澤以空(kong)(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)為事業,致力于空(kong)(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)推展(zhan)。在(zai)1962年(nian),美國國家科(ke)學院在(zai)一(yi)(yi)份報告中推薦空(kong)(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)作為發展(zhan)太空(kong)(kong)(kong)計劃的(de)一(yi)(yi)部分,在(zai)1965年(nian),斯必澤被任(ren)(ren)命為一(yi)(yi)個(ge)科(ke)學委(wei)員會(hui)的(de)主任(ren)(ren)委(wei)員,該委(wei)員會(hui)的(de)目的(de)就是(shi)建造一(yi)(yi)架空(kong)(kong)(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)。
在(zai)(zai)第二(er)次世(shi)界大(da)戰時(shi),科學家利(li)用發展火(huo)箭(jian)技(ji)術的(de)(de)(de)同時(shi),曾經小規模的(de)(de)(de)嘗試(shi)過(guo)以太(tai)空為基地的(de)(de)(de)天(tian)文學。在(zai)(zai)1946年,首度觀察到了(le)(le)太(tai)陽(yang)的(de)(de)(de)紫外(wai)線光譜。英(ying)國在(zai)(zai)1962年發射了(le)(le)太(tai)陽(yang)望遠鏡放置(zhi)在(zai)(zai)軌道(dao)上,做(zuo)為亞利(li)安(an)太(tai)空計(ji)劃(hua)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)部(bu)分。1966年NASA進行了(le)(le)第一(yi)(yi)個(ge)軌道(dao)天(tian)文臺(OAO)任務(wu),但(dan)第一(yi)(yi)個(ge)OAO的(de)(de)(de)電池在(zai)(zai)三(san)天(tian)后就失效(xiao),中止(zhi)了(le)(le)這項任務(wu)了(le)(le)。第二(er)個(ge)OAO在(zai)(zai)1968至1972年對(dui)恒(heng)星和星系進行了(le)(le)紫外(wai)線的(de)(de)(de)觀測,比原先的(de)(de)(de)計(ji)劃(hua)多(duo)工(gong)作(zuo)了(le)(le)一(yi)(yi)年的(de)(de)(de)時(shi)間。
軌道天文臺任(ren)務(wu)展示(shi)了以太空(kong)為(wei)(wei)基地的(de)(de)(de)天文臺在天文學上扮(ban)演的(de)(de)(de)重要角色,因此在1968年NASA確定了在太空(kong)中建造直徑3米反射(she)望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)劃(hua),當時暫時的(de)(de)(de)名稱是大(da)型軌道望遠鏡(jing)或(huo)大(da)型空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)(LST),預計(ji)(ji)(ji)在1979年發射(she)。這個計(ji)(ji)(ji)劃(hua)強調須(xu)要有人(ren)進(jin)(jin)入太空(kong)進(jin)(jin)行維護,才(cai)能確保這個所費不(bu)貸的(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)能夠(gou)延(yan)續夠(gou)長的(de)(de)(de)工作(zuo)時間(jian);并且同步發展可以重復使用的(de)(de)(de)航天飛機技術,才(cai)能使前項計(ji)(ji)(ji)劃(hua)成為(wei)(wei)可行的(de)(de)(de)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)。
軌道天(tian)文(wen)(wen)臺計劃的(de)(de)(de)(de)成功,鼓(gu)舞了(le)(le)(le)越來越強(qiang)的(de)(de)(de)(de)公(gong)眾輿論支持,大(da)型空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)應該是(shi)天(tian)文(wen)(wen)學領域內重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)目標(biao)。在(zai)1970年NASA設立了(le)(le)(le)兩個(ge)委員會(hui),一個(ge)規劃空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)工程(cheng),另一個(ge)研究空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)任務(wu)的(de)(de)(de)(de)科學目標(biao)。在(zai)這之后,NASA下一個(ge)需要(yao)排(pai)除的(de)(de)(de)(de)障礙(ai)就是(shi)資(zi)金的(de)(de)(de)(de)問(wen)題,因為這比任何一個(ge)地面上的(de)(de)(de)(de)天(tian)文(wen)(wen)臺所(suo)(suo)耗費的(de)(de)(de)(de)資(zi)金都要(yao)龐大(da)許(xu)(xu)多(duo)倍。美(mei)國的(de)(de)(de)(de)國會(hui)對空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)預(yu)(yu)算(suan)需求(qiu)提(ti)出了(le)(le)(le)許(xu)(xu)多(duo)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)疑,為了(le)(le)(le)與(yu)裁軍所(suo)(suo)需要(yao)的(de)(de)(de)(de)預(yu)(yu)算(suan)對抗,當時就詳細的(de)(de)(de)(de)列出了(le)(le)(le)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)硬件需求(qiu)以(yi)及后續發展所(suo)(suo)需要(yao)的(de)(de)(de)(de)儀器(qi)。在(zai)1974年,在(zai)裁減政府開支的(de)(de)(de)(de)鼓(gu)動下,杰拉爾德·福(fu)特剔除了(le)(le)(le)所(suo)(suo)有進行空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)預(yu)(yu)算(suan)。
為回應此,天文學家協調了全國(guo)(guo)性(xing)的(de)游說努(nu)力。許多天文學家親自前往拜會(hui)眾議員和參議員,并且(qie)進行(xing)了大規模(mo)的(de)信件和文字宣(xuan)傳。國(guo)(guo)家科學院(yuan)出(chu)版的(de)報(bao)告(gao)也(ye)強調空間望遠(yuan)鏡的(de)重要性(xing),最后(hou)參議院(yuan)決議恢復(fu)原先被國(guo)(guo)會(hui)刪除的(de)一半(ban)預算(suan)。
資金的(de)(de)(de)(de)縮(suo)減導致目標項(xiang)目的(de)(de)(de)(de)減少,鏡片的(de)(de)(de)(de)口(kou)徑(jing)也由3米(mi)縮(suo)為(wei)2.4米(mi),以降低成本和(he)更有效(xiao)與(yu)緊密的(de)(de)(de)(de)配置(zhi)望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)(de)硬件。原先(xian)(xian)計(ji)劃(hua)做(zuo)為(wei)先(xian)(xian)期測試,放置(zhi)在(zai)(zai)(zai)衛星上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)1.5米(mi)空間望(wang)遠鏡也被(bei)取消了,對(dui)預算(suan)表(biao)示關切的(de)(de)(de)(de)歐洲航天局也成為(wei)共(gong)同合作(zuo)的(de)(de)(de)(de)伙伴。歐洲航天局同意(yi)提供經費和(he)一(yi)些望(wang)遠鏡上(shang)(shang)需要的(de)(de)(de)(de)儀器(qi),像是做(zuo)為(wei)動(dong)力來源的(de)(de)(de)(de)太陽能電池,回饋的(de)(de)(de)(de)是歐洲的(de)(de)(de)(de)天文(wen)學家可(ke)以使(shi)用(yong)不(bu)少于15%的(de)(de)(de)(de)望(wang)遠鏡觀測時間。在(zai)(zai)(zai)1978年,美國國會(hui)撥付了36,000,000元(yuan)美金,讓大(da)型(xing)空間望(wang)遠鏡開始(shi)設計(ji),并計(ji)劃(hua)在(zai)(zai)(zai)1983年發(fa)射升空。在(zai)(zai)(zai)1980年初,望(wang)遠鏡被(bei)命為(wei)哈(ha)(ha)勃(bo),以紀(ji)念在(zai)(zai)(zai)20世紀(ji)初期發(fa)現宇宙膨脹的(de)(de)(de)(de)天文(wen)學家艾德溫·哈(ha)(ha)勃(bo)。
空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡的計劃(hua)(hua)一經批(pi)準,計劃(hua)(hua)就被(bei)分(fen)割成許多子計劃(hua)(hua)分(fen)送(song)各機關執行(xing)(xing)。馬歇爾太空(kong)(kong)(kong)(kong)飛(fei)行(xing)(xing)中(zhong)心(MSFC)負(fu)責設(she)計、發展和建(jian)造(zao)(zao)望遠(yuan)鏡,金石太空(kong)(kong)(kong)(kong)飛(fei)行(xing)(xing)中(zhong)心(GSFC)負(fu)責科學儀(yi)器(qi)(qi)的整體控制和地面的任務控制中(zhong)心。馬歇爾太空(kong)(kong)(kong)(kong)飛(fei)行(xing)(xing)中(zhong)心委托珀金埃爾默設(she)計和制造(zao)(zao)空(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)望遠(yuan)鏡的光(guang)學組件,還有精密定位傳感(gan)器(qi)(qi)(FGS),洛克希(xi)德被(bei)委托建(jian)造(zao)(zao)安裝望遠(yuan)鏡的太空(kong)(kong)(kong)(kong)船。
望遠鏡(jing)的(de)鏡(jing)子和光(guang)(guang)學(xue)系統是(shi)最關鍵的(de)部(bu)分,因此在(zai)設計上有(you)很(hen)嚴格(ge)的(de)規(gui)范(fan)(fan)。一(yi)般的(de)望遠鏡(jing),鏡(jing)子在(zai)拋光(guang)(guang)之(zhi)后的(de)準(zhun)確(que)性大約(yue)(yue)是(shi)可見光(guang)(guang)波長的(de)十分之(zhi)一(yi),但是(shi)因為空間望遠鏡(jing)觀測的(de)范(fan)(fan)圍是(shi)從紫外線到近紅外線,所以需要比以前(qian)的(de)望遠鏡(jing)更高十倍的(de)解析力,它的(de)鏡(jing)子在(zai)拋光(guang)(guang)后的(de)準(zhun)確(que)性達(da)到可見光(guang)(guang)波長的(de)二(er)十分之(zhi)一(yi),也就是(shi)大約(yue)(yue)30納(na)米。
珀金埃(ai)爾(er)默刻意使(shi)用(yong)(yong)極端(duan)復雜的(de)電腦控制拋光(guang)機研磨(mo)鏡子,但(dan)卻在最尖端(duan)的(de)技術上出了(le)問題(ti);柯達被委托使(shi)用(yong)(yong)傳統的(de)拋光(guang)技術制作一(yi)(yi)個備用(yong)(yong)的(de)鏡子(柯達的(de)這面鏡子永久保存(cun)在史密松寧學(xue)會(hui))。1979年,珀金埃(ai)爾(er)默開始磨(mo)制鏡片,使(shi)用(yong)(yong)的(de)是(shi)(shi)超低膨脹玻璃(li),為(wei)了(le)將(jiang)鏡子的(de)重量降至最低,采用(yong)(yong)蜂窩格子,只(zhi)有表面和底面各一(yi)(yi)吋是(shi)(shi)厚實的(de)玻璃(li)。
鏡子的拋(pao)光從1979年(nian)開始(shi)持(chi)續(xu)到1981年(nian)5月,拋(pao)光的進度(du)已(yi)經落(luo)后并(bing)(bing)且(qie)超(chao)過(guo)了預算,這(zhe)時NASA的報告才開始(shi)對珀金埃爾默的管理結構質疑。為了節約經費,NASA停止支援鏡片的制作,并(bing)(bing)且(qie)將發射日期(qi)延后至1984年(nian)10月。鏡片在(zai)1981年(nian)底全部完成(cheng),并(bing)(bing)且(qie)鍍上了75納米(mi)(mi)厚的鋁增(zeng)強反射,和25納米(mi)(mi)厚的鎂氟保護層。
因為(wei)在(zai)(zai)光(guang)學望遠鏡(jing)組合上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)算持續(xu)(xu)(xu)膨脹,進度也(ye)落(luo)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,對珀(po)(po)金(jin)埃爾默能否勝任后(hou)續(xu)(xu)(xu)工作的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)疑繼續(xu)(xu)(xu)存在(zai)(zai)。為(wei)了回應被(bei)描述成“未定案和善(shan)變的(de)(de)(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)報表(biao)”,NASA將發射的(de)(de)(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)期(qi)再延(yan)至(zhi)1985年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)4月(yue)。但是(shi),珀(po)(po)金(jin)埃爾默的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進度持續(xu)(xu)(xu)地以每季(ji)增(zeng)加一(yi)個(ge)月(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速率惡化中,時間上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)遲也(ye)出現了每個(ge)工作天都在(zai)(zai)持續(xu)(xu)(xu)落(luo)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況。NASA被(bei)迫延(yan)后(hou)發射日(ri)(ri)期(qi),先延(yan)至(zhi)1986年(nian)3月(yue),然后(hou)又延(yan)至(zhi)1986年(nian)9月(yue)。這(zhe)時整個(ge)計劃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)總花費(fei)已經高達美(mei)金(jin)11億7500萬(wan)。
安置望(wang)遠(yuan)鏡和儀器的(de)(de)(de)(de)(de)太空船是主要(yao)工程上的(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一個(ge)挑戰。它必須(xu)能(neng)(neng)(neng)勝(sheng)任與抵擋(dang)在陽光與地球的(de)(de)(de)(de)(de)陰(yin)影之(zhi)間頻繁進出(chu)所造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)變化,還要(yao)極端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)并能(neng)(neng)(neng)長間的(de)(de)(de)(de)(de)將望(wang)遠(yuan)鏡精確的(de)(de)(de)(de)(de)對準(zhun)目(mu)標(biao)。以多層(ceng)絕緣材料制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)遮蔽(bi)物(wu)能(neng)(neng)(neng)使望(wang)遠(yuan)鏡內部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)保持穩定(ding),并且以輕質的(de)(de)(de)(de)(de)鋁殼包圍(wei)住望(wang)遠(yuan)鏡和儀器的(de)(de)(de)(de)(de)支架(jia)(jia)。在外殼之(zhi)內,石墨環(huan)氧的(de)(de)(de)(de)(de)框架(jia)(jia)將校準(zhun)好的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)儀器牢固的(de)(de)(de)(de)(de)固定(ding)住。
有一段時間用于安置儀器和望(wang)遠鏡的太(tai)空(kong)船在(zai)建造上比光(guang)學望(wang)遠鏡的組合來得順利(li),但洛克(ke)希德(de)仍(reng)然經歷(li)了預算不(bu)足和進度(du)的落(luo)后,在(zai)1985年的夏天(tian)之(zhi)前(qian),太(tai)空(kong)船的進度(du)落(luo)后了5個月(yue),而預算超出了30%。馬(ma)歇爾太(tai)空(kong)飛行(xing)中(zhong)心的報告認(ren)為(wei)洛克(ke)希德(de)在(zai)太(tai)空(kong)船的建造上沒(mei)有采取主動,而且過度(du)依賴NASA的指導。
在1983年,空間(jian)望遠鏡科(ke)學(xue)協(xie)會(STScI)在經歷NASA與科(ke)學(xue)界之(zhi)間(jian)的(de)權力爭奪后成立。空間(jian)望遠鏡科(ke)學(xue)協(xie)會隸(li)屬于(yu)美(mei)國(guo)大(da)(da)學(xue)天文(wen)研究聯盟(meng) (AURA),這是由32個美(mei)國(guo)大(da)(da)學(xue)和7個國(guo)際會員組(zu)成的(de)單位,總部(bu)坐落在馬里蘭州巴爾地摩的(de)約(yue)翰·霍普金斯大(da)(da)學(xue)校園內(nei)。
空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡科學協(xie)(xie)會負責(ze)空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡的(de)(de)(de)(de)操作和將(jiang)數據(ju)交付給天文學家。美國國家航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天局(NASA)想將(jiang)之做為內(nei)部的(de)(de)(de)(de)組織,但(dan)是科學家依據(ju)科學界的(de)(de)(de)(de)做法將(jiang)之規劃創立(li)成研究(jiu)單位,由NASA位在馬里蘭(lan)州綠堤(di),空(kong)(kong)間望(wang)遠鏡科學協(xie)(xie)會南方48公里,的(de)(de)(de)(de)哥(ge)達德太空(kong)(kong)飛(fei)行中(zhong)心(xin)和承包廠(chang)商提(ti)供工(gong)程上的(de)(de)(de)(de)支援。哈勃望(wang)遠鏡每天24小時不(bu)間斷的(de)(de)(de)(de)運作,由四個工(gong)作團隊輪(lun)流負責(ze)操作。
空間望遠鏡歐洲(zhou)協調機構于1984年設立在德國鄰近慕尼黑的Garching bei München,為(wei)歐洲(zhou)的天文學家提供相似的支援。
在1990年4月哈勃空(kong)(kong)間望遠鏡(jing)發射升空(kong)(kong)的數(shu)星(xing)期(qi)后,研究人員(yuan)發現從哈勃空(kong)(kong)間望遠鏡(jing)傳回來(lai)的圖(tu)片有嚴重的問(wen)題,獲得的最佳圖(tu)像品質(zhi)也遠低于(yu)當初的期(qi)望:點源(yuan)的影像被擴散成(cheng)超過一弧(hu)秒半(ban)徑(jing)的圓。
通(tong)過(guo)對圖(tu)樣(yang)缺陷的(de)分析顯示,問題來源于(yu)主(zhu)鏡(jing)(jing)的(de)形狀被磨錯了。雖然這個差(cha)異(yi)小于(yu)光的(de)1/20波長, 鏡(jing)(jing)面(mian)(mian)與(yu)需要的(de)位置只差(cha)了微不足道的(de)2微米,但這個差(cha)別造成了災(zai)難性的(de)球面(mian)(mian)像差(cha)。這樣(yang)來自鏡(jing)(jing)面(mian)(mian)邊緣的(de)反射光不能聚(ju)集在與(yu)中央的(de)反射光相同的(de)焦點上。
1993年,奮進號執(zhi)行了(le)對哈勃空間望遠(yuan)鏡(jing)的第一次維修,研究(jiu)人員設計一個有相(xiang)(xiang)同的球面(mian)像差(cha),但功效相(xiang)(xiang)反(fan)的光(guang)(guang)學(xue)系統來(lai)抵(di)消錯誤,相(xiang)(xiang)當于配上一副能改(gai)正(zheng)(zheng)球面(mian)像差(cha)的眼鏡(jing)。用來(lai)改(gai)正(zheng)(zheng)球面(mian)像差(cha)的儀(yi)器(qi)稱為空間望遠(yuan)鏡(jing)光(guang)(guang)軸補償校正(zheng)(zheng)光(guang)(guang)學(xue)(COSTAR)。為了(le)給COSTAR在望遠(yuan)鏡(jing)內(nei)提供位(wei)置,必須(xu)移除其中一件儀(yi)器(qi),天文學(xue)家的選(xuan)擇是犧(xi)牲(sheng)高速光(guang)(guang)度(du)計。
除此之外(wai),廣(guang)域和(he)行星(xing)(xing)照(zhao)相機被第二代廣(guang)域和(he)行星(xing)(xing)照(zhao)相機以及內部(bu)的(de)光(guang)學更新系統取代。另外(wai),太陽(yang)能板和(he)驅動的(de)電(dian)子(zi)設備、四個(ge)用于望遠鏡定(ding)位的(de)陀螺儀(yi)、二個(ge)控(kong)制(zhi)盤(pan)、二個(ge)磁力計和(he)其他的(de)電(dian)子(zi)組件也被更換。
1997年(nian)2月,發(fa)現號在STS-82航次中(zhong)執行了第二次維修任務。用 空間望遠鏡攝譜(pu)(pu)儀(STIS)和近紅外線照(zhao)相機和多目標分(fen)光儀(NICMOS)替(ti)換掉(diao)戈拉德高解析(xi)攝譜(pu)(pu)儀(GHRS)和暗(an)天體攝譜(pu)(pu)儀(FOS)。修護絕熱(re)毯(tan),再提升哈勃的(de)軌(gui)道(dao)。
在維修中出現的(de)(de)(de)意(yi)外(wai)縮短了儀器的(de)(de)(de)使用年(nian)限(xian)。安裝后吸熱器的(de)(de)(de)部分熱擴散意(yi)料之外(wai)地(di)進入光(guang)學擋板,這額(e)外(wai)增加的(de)(de)(de)熱量(liang)導致儀器的(de)(de)(de)壽命由原先期望的(de)(de)(de)4.5年(nian)縮短為(wei)2年(nian)。
第(di)三次(ci)維護任務仍然(ran)由發(fa)現(xian)號在1999年(nian)12月的STS-103航次(ci)中(zhong)執行。在這(zhe)次(ci)維護中(zhong)更換了(le)全部的六臺陀螺儀,也更換了(le)一個精細導星傳(chuan)感器和計算(suan)機,安裝一套(tao)組裝好的電壓/溫度(du)改善工(gong)具(VIK)以防止電池的過(guo)熱(re),更換絕熱(re)的毯子。新(xin)的計算(suan)器是能在低溫輻(fu)射下運(yun)作的英(ying)特(te)爾(er)486,可(ke)以執行一些過(guo)去必(bi)須在地面處理(li)的與太(tai)空船有關(guan)的計算(suan)工(gong)作。
第四次維護任務由哥倫比亞號(hao)在2002年(nian)3月的(de)STS-109航次執行(xing),用(yong)先進巡天(tian)照相機(ACS)替換(huan)(huan)了暗(an)天(tian)體照相機(FOC),更(geng)換(huan)(huan)了新的(de)冷卻系統和(he)太陽能板。哈勃(bo)的(de)配電系統也被更(geng)新了,這是哈勃(bo)空(kong)間(jian)望遠鏡(jing)升空(kong)之后,首度能完(wan)全的(de)應用(yong)所獲得的(de)電力。
在原本安(an)排在2008年8月維修(xiu)任務(wu)中,航天(tian)(tian)員(yuan)將更換新的電池和(he)陀螺(luo)儀(yi)(yi),更換精細導星傳感器(FGS)并(bing)修(xiu)理空(kong)(kong)間望遠鏡影像(xiang)攝譜(pu)儀(yi)(yi)(STIS)。并(bing)在保留先進巡天(tian)(tian)照相機(ji)的同時(shi),安(an)裝二臺新的儀(yi)(yi)器:宇宙起源頻譜(pu)儀(yi)(yi)和(he)第三代廣域照相機(ji)。然(ran)而NASA于2008年9月宣布哈勃(bo)空(kong)(kong)間望遠鏡上的數據處(chu)理系統出(chu)現嚴重故障,無法正常(chang)存儲觀測數據并(bing)傳回地(di)球,而且由于哈勃(bo)太(tai)空(kong)(kong)任務(wu)高度(du)與國際太(tai)空(kong)(kong)站距離十(shi)分遠,太(tai)空(kong)(kong)人在緊急(ji)情況下未能找(zhao)到有效安(an)全避難處(chu),這使得維護(hu)哈勃(bo)望遠鏡變為(wei)一項(xiang)極度(du)危險的任務(wu)。
美國東(dong)部時間(jian)(jian)2009年(nian)5月11日14點01分,美國“阿特(te)蘭蒂斯”號航天(tian)飛機從佛(fo)羅里達州(zhou)肯尼(ni)迪航天(tian)中心(xin)發射升空(kong)。在此次太(tai)空(kong)之旅中,機上的(de)(de)(de)(de)(de)7名宇(yu)航員通(tong)過5次太(tai)空(kong)行走對哈(ha)(ha)勃(bo)太(tai)空(kong)望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)進行了(le)最后一次維護,為其更(geng)換(huan)(huan)(huan)(huan)了(le)大(da)量設備和(he)輔助儀(yi)器(qi),這些(xie)更(geng)新(xin)主要包括:用第三代(dai)廣域照相機(WFC3)取代(dai)WFPC2;安裝新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)宇(yu)宙起(qi)源頻譜儀(yi)(COS)、取回該(gai)處的(de)(de)(de)(de)(de)COSTAR光學矯正系統(tong);修(xiu)復(fu)損(sun)壞的(de)(de)(de)(de)(de)先(xian)進巡天(tian)照相機(ACS);修(xiu)復(fu)損(sun)壞的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)攝譜儀(yi)(STIS);替換(huan)(huan)(huan)(huan)損(sun)壞的(de)(de)(de)(de)(de)精細導星傳(chuan)感(gan)器(qi)(FGS);更(geng)換(huan)(huan)(huan)(huan)科學儀(yi)器(qi)指令和(he)數據處理系統(tong)(SIC&DH);更(geng)換(huan)(huan)(huan)(huan)全部的(de)(de)(de)(de)(de)電池模(mo)組(zu);更(geng)換(huan)(huan)(huan)(huan)所有的(de)(de)(de)(de)(de)6個陀螺(luo)儀(yi)和(he)3組(zu)定位傳(chuan)感(gan)器(qi)(RSU);更(geng)換(huan)(huan)(huan)(huan)對接環、安裝全新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)絕熱毯(NBOL)、補充制冷劑等(deng)(deng)等(deng)(deng)。而這將(jiang)會是哈(ha)(ha)勃(bo)空(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)最后一次的(de)(de)(de)(de)(de)維護任務,會將(jiang)哈(ha)(ha)勃(bo)空(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)壽命(ming)延長至2013年(nian)后。屆時發射的(de)(de)(de)(de)(de)詹姆斯·韋(wei)伯(bo)空(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)能接續(xu)哈(ha)(ha)勃(bo)空(kong)間(jian)(jian)望遠(yuan)(yuan)(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)文(wen)任務。
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(yin)素(su)都限(xian)定了(le)地面上望遠鏡做進一步的觀測(ce)。太空望遠鏡的出現使天(tian)文學家成功(gong)地擺脫地面條件的限(xian)制,并獲得更(geng)加清晰與更(geng)廣(guang)泛波段的觀測(ce)圖像(xiang)。
空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡的概(gai)念(nian)最(zui)早出現上(shang)個世紀40年代,但一直到(dao)上(shang)個世紀90年代,哈(ha)勃空間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡才正(zheng)式發射升空,并觀測迄今(jin)。
哈(ha)勃空(kong)間望遠鏡(jing)屬于美(mei)國航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)(tian)局(NASA)與歐(ou)洲(zhou)航(hang)天(tian)(tian)局(ESA)的合作項(xiang)目,其(qi)主要目標是(shi)建立一個能長(chang)期在太空(kong)中(zhong)進(jin)行(xing)觀(guan)測的軌道天(tian)(tian)文(wen)臺(tai)。它的名字來(lai)源于美(mei)國著(zhu)名天(tian)(tian)文(wen)學家埃德溫(wen)·哈(ha)勃。
1990年4月25日,由美國(guo)航(hang)天(tian)飛機送上(shang)(shang)太(tai)空軌道(dao)的(de) “哈勃”望遠鏡(jing)長13.3米(mi)(mi),直徑4.3米(mi)(mi),重11.6噸,造價近30億美元。它以(yi)2.8萬公(gong)里的(de)時速沿太(tai)空軌道(dao)運行,清晰(xi)度是地面(mian)天(tian)文望遠鏡(jing)的(de)10倍(bei)以(yi)上(shang)(shang)。同時,由于沒有大(da)氣湍流的(de)干擾,它所獲得的(de)圖像和光譜(pu)具有極高的(de)穩(wen)定性和可重復性。
哈勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)(jing)得到(dao)的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據首(shou)先被(bei)儲(chu)(chu)存(cun)在(zai)(zai)航天(tian)器中。在(zai)(zai)哈勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)(jing)最開始發射時,儲(chu)(chu)存(cun)數(shu)(shu)(shu)據設施是老式的(de)(de)卷(juan)帶式錄音機。但這些設備在(zai)(zai)之后(hou)的(de)(de)維修任(ren)務中得到(dao)了(le)替(ti)換。每天(tian)哈勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)(jing)大約分兩次將數(shu)(shu)(shu)據傳送至地(di)球同步軌道跟蹤與(yu)數(shu)(shu)(shu)據中繼衛星系統,然后(hou)數(shu)(shu)(shu)據再(zai)被(bei)繼續發送至位(wei)于(yu)新(xin)墨西哥的(de)(de)白沙(sha)測試(shi)設備,通過位(wei)于(yu)白沙(sha)測試(shi)設備的(de)(de)60英(ying)尺(18米(mi))直徑的(de)(de)高增益(yi)微波電(dian)線之一(yi),信(xin)息最后(hou)被(bei)傳送到(dao)戈(ge)達德(de)太空(kong)飛行中心和太空(kong)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)科學研究(jiu)所處存(cun)檔。
傳送來的數(shu)據必須(xu)要經過一系列(lie)處理才能為(wei)天(tian)文學家所(suo)用(yong)。空間(jian)望遠鏡研(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)開發了一套軟件,能夠自動地對(dui)數(shu)據進(jin)行校正。然(ran)后空間(jian)望遠鏡研(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)將利用(yong)STSDAS (Space Telescope Science Data Analysis System) 軟件來選取所(suo)需(xu)要的數(shu)據。
哈(ha)勃(bo)(bo)望(wang)遠鏡幫(bang)助科學家對宇(yu)宙的(de)研究有了更深的(de)了解。然而,由于美國(guo)航空航天局將哈(ha)勃(bo)(bo)SM4確(que)定為最后一次維修任務,因此,哈(ha)勃(bo)(bo)的(de)退役在(zai)即,而它新(xin)的(de)繼任者詹姆(mu)斯·韋伯太空望(wang)遠鏡(JWST)將發射升空,并逐步(bu)接替哈(ha)勃(bo)(bo)太空望(wang)遠鏡的(de)工作。
詹姆斯(si)·韋伯太空望遠鏡(jing)(James Webb Space Telescope,縮(suo)寫JWST)是(shi)計(ji)劃(hua)中的(de)(de)(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)線(xian)觀測用太空望遠鏡(jing)。作為(wei)將(jiang)于2010年(nian)結束觀測活動的(de)(de)(de)(de)(de)哈勃(bo)太空望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)后續(xu)機(ji),計(ji)劃(hua)于2011年(nian)發(fa)射升(sheng)空。但(dan)因為(wei)制造方面的(de)(de)(de)(de)(de)問題,不得不延遲到(dao)(dao)2013年(nian)升(sheng)空,因此,哈勃(bo)望遠鏡(jing)也不得不冒險進行修(xiu)補以繼續(xu)服役。因為(wei)費用已(yi)經升(sheng)到(dao)(dao)了80億美(mei)元,鏡(jing)片也已(yi)經從原計(ji)劃(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)8米縮(suo)水為(wei)6.5米。這視(shi)為(wei)觀察宇宙最(zui)(zui)遙(yao)遠的(de)(de)(de)(de)(de)地方,也就是(shi)宇宙大(da)爆炸的(de)(de)(de)(de)(de)第一縷光線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)低要(yao)求(qiu)了。系歐洲(zhou)空間局(ESA)和美(mei)國宇航局(NASA)的(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)同運用計(ji)劃(hua),放置于太陽(yang)-地球的(de)(de)(de)(de)(de)第二拉(la)格朗日(ri)點。
2015年4月(yue)21日,哈勃(bo)望(wang)遠鏡距(ju)離地面約340英里(約合547公里),繞(rao)地球公轉一周耗時(shi)97分鐘。
光學系統
望遠鏡的(de)(de)(de)光(guang)學部分是整個儀(yi)(yi)器(qi)的(de)(de)(de)心(xin)臟。它采用卡塞格林(lin)式反射(she)系統,由(you)兩個雙曲面(mian)反射(she)鏡組成,一個是口(kou)(kou)徑2.4米的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)鏡、另一個是裝在主(zhu)(zhu)鏡前約4.5米處的(de)(de)(de)副(fu)鏡,口(kou)(kou)徑0.3米。投射(she)到主(zhu)(zhu)鏡上(shang)(shang)的(de)(de)(de)光(guang)線(xian)首先反射(she)到副(fu)鏡上(shang)(shang),然(ran)后再由(you)副(fu)鏡射(she)向主(zhu)(zhu)鏡的(de)(de)(de)中心(xin)孔(kong),穿過(guo)中心(xin)孔(kong)到達(da)主(zhu)(zhu)鏡的(de)(de)(de)焦(jiao)面(mian)上(shang)(shang)形成高質(zhi)量的(de)(de)(de)圖像,供各種科學儀(yi)(yi)器(qi)進行精密處理,得(de)出來的(de)(de)(de)數據通(tong)過(guo)中繼衛(wei)星系統發回地面(mian)。
廣域和行星照相機
廣域和行(xing)星照(zhao)(zhao)相(xiang)機(WF/PC)原先計劃(hua)是光學(xue)觀(guan)(guan)測使(shi)(shi)用(yong)(yong)的高(gao)分辨率照(zhao)(zhao)相(xiang)機。由NASA的噴射推(tui)進實驗(yan)室制造,附有(you)(you)(you)一套(tao)由48片光學(xue)濾鏡組成(cheng),可(ke)以篩選特殊的波(bo)段進行(xing)天體物理學(xue)的觀(guan)(guan)察。整套(tao)儀器使(shi)(shi)用(yong)(yong)8片CCD,做(zuo)出了兩(liang)架照(zhao)(zhao)相(xiang)機,每一架使(shi)(shi)用(yong)(yong)4片CCD。廣域照(zhao)(zhao)相(xiang)機(WFC)因(yin)為視(shi)野較廣,在解像力上(shang)有(you)(you)(you)所損(sun)失,但可(ke)對光度(du)微(wei)弱(ruo)的天體進行(xing)全景觀(guan)(guan)測。而行(xing)星照(zhao)(zhao)相(xiang)機(PC)行(xing)星照(zhao)(zhao)相(xiang)機每個畫素的解析力為0.043弧秒,擁(yong)有(you)(you)(you)比WFC長的焦距(ju)成(cheng)像,所以有(you)(you)(you)較高(gao)的放大率,可(ke)以與(yu)廣域照(zhao)(zhao)相(xiang)機互(hu)補,用(yong)(yong)于高(gao)分辨率的觀(guan)(guan)測。
在1993年(nian)12月(yue)STS-61的(de)維(wei)修任(ren)務中,廣(guang)域(yu)和行(xing)(xing)星照相(xiang)機(ji)(ji)被新(xin)的(de)第二代(dai)替換,為(wei)(wei)了避免混淆,通常WFPC就是(shi)第一(yi)代(dai)的(de)廣(guang)域(yu)和行(xing)(xing)星照相(xiang)機(ji)(ji),新(xin)機(ji)(ji)稱為(wei)(wei)WFPC-2。
1995年4月(yue)1日哈勃空間望遠鏡上的(de)大視場和(he)行星照(zhao)相(xiang)機(ji)2(WFPC2)拍攝(she)了鷹狀星云的(de)照(zhao)片。就(jiu)像(xiang)(xiang)普通的(de)數碼相(xiang)機(ji)一(yi)樣,WFPC2也(ye)使(shi)用電(dian)荷(he)耦(ou)合器件(CCD)而不是膠(jiao)卷(juan)來記錄影(ying)像(xiang)(xiang)。CCD是一(yi)個由光(guang)敏器件組成(cheng)的(de)陣列,其中(zhong)(zhong)最小的(de)單元被稱為“像(xiang)(xiang)素(su)”。而它的(de)作用則是把(ba)接收到(dao)的(de)光(guang)信(xin)(xin)號(hao)(hao)轉化成(cheng)電(dian)信(xin)(xin)號(hao)(hao)。如下面會看到(dao)的(de),在得到(dao)最終絢麗圖(tu)像(xiang)(xiang)的(de)過程中(zhong)(zhong)最艱巨的(de)工作就(jiu)是從相(xiang)機(ji)本身產(chan)生的(de)干(gan)擾(rao)信(xin)(xin)號(hao)(hao)中(zhong)(zhong)分離(li)出那些有用的(de)信(xin)(xin)號(hao)(hao),并且將這些信(xin)(xin)號(hao)(hao)轉化成(cheng)對天空中(zhong)(zhong)某一(yi)點(dian)的(de)位置和(he)亮度測量。
WFPC2事(shi)實(shi)上(shang)是由4架相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)組成的(de)——3架大(da)視場照(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(WF)和(he)1架行星(xing)照(zhao)相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(PC1)。除了(le)(le)(le)PC1之(zhi)外,其(qi)余每架相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)所拍攝(she)(she)的(de)圖像(xiang)(xiang)都占據了(le)(le)(le)照(zhao)片的(de)四分(fen)之(zhi)一。而(er)PC1所拍攝(she)(she)的(de)是局域的(de)放大(da)影像(xiang)(xiang),這(zhe)使(shi)得天文學家可以在右上(shang)角看到(dao)(dao)局部更微小的(de)細節(jie)。但是最終的(de)圖像(xiang)(xiang)會先按比(bi)例(li)把PC1所拍攝(she)(she)的(de)圖像(xiang)(xiang)縮小到(dao)(dao)和(he)其(qi)他3架相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)同的(de)程度,這(zhe)就導致了(le)(le)(le)“哈勃”WFPC2所拍攝(she)(she)的(de)照(zhao)片總會缺個角。WFPC2的(de)視場大(da)約包含了(le)(le)(le)1600×1600個像(xiang)(xiang)素(su),這(zhe)使(shi)得它(ta)大(da)致相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang)于一臺250萬像(xiang)(xiang)素(su)的(de)數碼相(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)。而(er)且WFPC2所拍攝(she)(she)的(de)圖像(xiang)(xiang)也不是真(zhen)彩色(se)的(de),不過它(ta)所能看到(dao)(dao)的(de)景(jing)象(xiang)比(bi)起彩色(se)膠卷來更接(jie)近于肉眼。
WFPC-2本身也將(jiang)在第(di)四次維修任務中被在1997年開始研(yan)發的WFC-3替換。
戈達德高解析攝譜儀
戈(ge)達(da)(da)德(de)高解析(xi)攝(she)譜(pu)(pu)儀(GHRS)是被用于紫外線波(bo)段的攝(she)譜(pu)(pu)儀,由(you)戈(ge)達(da)(da)德(de)太(tai)空中心制造,可(ke)以達(da)(da)到90,000的光譜(pu)(pu)分(fen)辨率,同時(shi)也為(wei)FOC和(he)FOS選擇適宜觀(guan)測的目標。它(ta)舍(she)棄了CCD,使(shi)用數位光子計數器作(zuo)為(wei)檢測裝置。在(zai)1997年2月的哈勃維護任務中被太(tai)空望遠鏡影像攝(she)譜(pu)(pu)儀(STIS)取(qu)代。
高速光度計
高速光(guang)(guang)(guang)度(du)計(HSP)能夠快(kuai)速的(de)測量天(tian)體的(de)光(guang)(guang)(guang)度(du)變(bian)化和偏(pian)極性。它可以每(mei)10微秒在紫(zi)外(wai)(wai)線、可見光(guang)(guang)(guang)和近(jin)紅外(wai)(wai)線的(de)波段(duan)上測量一次光(guang)(guang)(guang)度(du),因(yin)此用于在可見光(guang)(guang)(guang)和紫(zi)外(wai)(wai)線波段(duan)上觀測變(bian)星(xing),精(jing)確度(du)至少可以達到2%。 高速光(guang)(guang)(guang)度(du)計因(yin)為(wei)主(zhu)鏡的(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)問題,自升空以來(lai)一直未能成功使用。1993年12月(yue),在第一次的(de)哈勃(bo)維護任(ren)務中(zhong),它被(bei)用于矯正(zheng)其他(ta)儀(yi)器的(de)光(guang)(guang)(guang)學(xue)問題的(de)太空望遠鏡光(guang)(guang)(guang)軸補償校正(zheng)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(COSTAR)替換掉。
暗天體照相機
暗(an)天體照相機的觀(guan)測波段在115至650納米,它在2002年被先進巡天照相機(ACS)取代。
暗天體攝譜儀
暗天體攝譜(pu)儀(yi)是(shi)(shi)觀測波長(chang)在(zai)(zai)1150至8500埃的(de)攝譜(pu)儀(yi)。在(zai)(zai)1997年(nian)第二次哈勃維護(hu)任務中被太空望遠鏡(jing)影像攝譜(pu)儀(yi)(STIS)取代。FOC和FOS都(dou)是(shi)(shi)哈勃空間望遠鏡(jing)上分辨率(lv)最(zui)高(gao)的(de)儀(yi)器(qi)。這三(san)個(ge)儀(yi)器(qi)都(dou)舍棄了(le)CCD,使用數位光(guang)子計數器(qi)做為(wei)檢測裝置。FOC是(shi)(shi)由(you)歐洲(zhou)航(hang)天局制造, FOS則(ze)由(you)Martin Marietta公(gong)司制造。
其他儀器
最(zui)后一件儀器是(shi)由威斯康辛麥迪遜大學設計制造的HSP,它用于在可見光(guang)和紫(zi)外光(guang)的波段上(shang)觀測變(bian)星,和其(qi)他(ta)被篩(shai)選出的天體在亮度(du)上(shang)的變(bian)化。它的光(guang)度(du)計每秒鐘可以(yi)偵(zhen)測100,000次,精確度(du)至(zhi)少可以(yi)達到2%。
哈勃空間(jian)望(wang)遠鏡(jing)的導引(yin)系(xi)統也(ye)可以(yi)做為科學儀(yi)器(qi),它的三個精細(xi)導星傳感器(qi)(FGS)在觀測期間(jian)主(zhu)要用(yong)(yong)于保持(chi)望(wang)遠鏡(jing)指向的準確性, 但也(ye)能用(yong)(yong)于進行非(fei)常準確的天體測量(liang),測量(liang)的精確度(du)達到 0.0003弧秒。
哈(ha)勃空間(jian)望遠鏡的一(yi)些基本數據,由為NASA運營(ying)哈(ha)勃的空間(jian)望遠鏡研究所(STScI)提供。
望遠鏡尺寸
長(chang):43.5英尺(13.2米)
重:24500磅(11110千克(ke))
最大直徑:14英尺(4.2米)
任務數據
發(fa)射:1990年4月24日從發(fa)現號(hao)航天飛機發(fa)射(第31次航天飛機任務STS-31)
進(jin)入預定(ding)位置:1990年4月25日
維護任務1:1993年12月
維護任務2:1997年2月(yue)
維護任務3A:1999年12月
維護任務3B:2002年2月
維護任務(wu)4:2009年(nian)5月
空間飛行數據
軌道:平均(jun)高度307海(hai)里(569千米或353英(ying)里),軌道傾(qing)角28.5度
軌道(dao)周期:97分鐘
速度(du):17500英里(li)每小時(shi)(shi)(28000千米每小時(shi)(shi))
數據數據
哈勃每周傳輸約120千(qian)兆字節(GB)的科學數(shu)據。約合(he)在(zai)一個(ge)書架上(shang)擺放(fang)3600英(ying)尺(chi)(1097米)高的書籍所(suo)包含的數(shu)據量。圖片和(he)數(shu)據儲存在(zai)磁光盤上(shang)。
動力
能量源:太陽
機(ji)制:兩(liang)個(ge)25英(ying)尺太陽能電池板
功率:2800瓦(wa)特
電池(chi):6個鎳(nie)氫電池(chi),約合20個汽車電池(chi)的容(rong)量(liang)
光學部件
主鏡直徑(jing):94.5英寸(2.4米)
主鏡重量:1825磅(828千克(ke))
次鏡直徑(jing):12英(ying)寸(0.3米)
次鏡重量(liang):27.4磅(12.3千克)
從1990年到2015年4月,哈勃望遠鏡在地球軌(gui)道上運行了接近13萬7千(qian)圈,累計54億公(gong)里(li),執行了120多(duo)萬次(ci)觀(guan)測任務,觀(guan)察了超過38,000個天體。
哈勃望(wang)遠鏡觀測(ce)到的(de)目標中最(zui)遠的(de)是距地球130億光(guang)年(nian)的(de)原始(shi)星系(xi),這些(xie)星系(xi)的(de)發(fa)出光(guang)芒來(lai)自大(da)爆炸(zha)后剛(gang)剛(gang)形(xing)成的(de)宇宙早(zao)期。
平均每個(ge)月(yue),哈勃都會產(chan)生(sheng)829G觀測數據(ju),累計(ji)已(yi)超過100T。
在(zai)執行(xing)任務的(de)早期,哈勃望遠鏡(jing)證明了(le)大質量(liang)黑洞在(zai)宇(yu)宙中(zhong)普遍存在(zai)——大多出現在(zai)星系的(de)中(zhong)央位(wei)置。同時(shi),天文學家還(huan)在(zai)它(ta)的(de)幫助(zhu)下,觀測到宇(yu)宙膨脹的(de)精確數據,從(cong)而推算出宇(yu)宙年齡為138億年(誤差不超過3%)。
在這(zhe)一(yi)過(guo)程中,“暗能量”這(zhe)個如今在科學界(jie)頻頻出現的神秘概(gai)念,逐漸為人們(men)所知曉。而且在“大爆炸”之后(hou),另一(yi)個非常關鍵的“暴漲”階段(duan)對(dui)于我們(men)宇(yu)宙的結構(gou)同樣(yang)起著決定性的作用。
截至2015年4月(yue),直接(jie)或間接(jie)通過哈勃望(wang)遠鏡的(de)成(cheng)果(guo)而(er)發表的(de)科(ke)學(xue)論(lun)文數目,達到12800篇,包括幾項問鼎諾貝(bei)爾獎的(de)成(cheng)果(guo)。
2013年10月,哈勃太(tai)空望遠鏡發(fa)現了可(ke)能(neng)是宇(yu)宙(zhou)中測量距(ju)離(li)上最遙(yao)遠的星(xing)系,來自(zi)德克薩(sa)斯大(da)(da)學等(deng)研究人員通過MOSFIRE攝譜儀精(jing)確測量了該星(xing)系的距(ju)離(li),其大(da)(da)約(yue)存在(zai)于宇(yu)宙(zhou)大(da)(da)爆(bao)炸后的7億年左右。
哈勃(bo)空間望(wang)遠鏡(jing)對(dui)造(zao)父(fu)變(bian)星的(de)觀(guan)測(ce)為(wei)哈勃(bo)常數的(de)精確(que)(que)測(ce)量(liang)提供了保證(zheng)。哈勃(bo)的(de)精細導星傳感器對(dui)造(zao)父(fu)變(bian)星進行了直接(jie)的(de)視(shi)差測(ce)量(liang),大大削(xue)減了用造(zao)父(fu)變(bian)星周光關系推算距離的(de)不確(que)(que)定性(xing)。在哈勃(bo)空間望(wang)遠鏡(jing)之(zhi)前,觀(guan)測(ce)得(de)到的(de)哈勃(bo)常數有(you)1-2倍的(de)差異,但(dan)是(shi)在有(you)了新的(de)造(zao)父(fu)變(bian)星觀(guan)測(ce)之(zhi)后宇宙(zhou)距離尺(chi)度的(de)不確(que)(que)定性(xing)猛然下降到了大約只有(you)10%,從而(er)對(dui)宇宙(zhou)的(de)擴張速率和年齡有(you)更正確(que)(que)的(de)認(ren)知。
哈(ha)勃空間望(wang)遠(yuan)鏡還有助于研究諸(zhu)如(ru)獵(lie)戶星云之類的(de)恒(heng)(heng)星形成區。通過哈(ha)勃空間望(wang)遠(yuan)鏡對獵(lie)戶星云的(de)早(zao)期(qi)觀(guan)測(ce)(ce)發現,其(qi)中(zhong)聚集了許多(duo)被濃密(mi)氣體(ti)和(he)塵埃盤包裹的(de)年輕(qing)恒(heng)(heng)星。盡(jin)管已經(jing)從(cong)理論(lun)上和(he)甚(shen)大天線(xian)陣的(de)觀(guan)測(ce)(ce)中(zhong)推測(ce)(ce)出(chu)來了這(zhe)些盤的(de)存(cun)在,但是(shi)直到(dao)哈(ha)勃所拍攝的(de)高(gao)分(fen)辨率(lv)照(zhao)片才第一次直接揭示出(chu)了這(zhe)些盤的(de)結構(gou)和(he)物理性質。
哈(ha)勃的(de)觀(guan)測還在(zai)(zai)超新星(xing)爆(bao)(bao)發和γ射(she)線(xian)暴之間建(jian)立起了聯(lian)系。通過哈(ha)勃對γ射(she)線(xian)暴余輝的(de)觀(guan)測,研究(jiu)人員把這些(xie)暴發鎖定在(zai)(zai)了河外(wai)星(xing)系中(zhong)的(de)大質(zhi)量恒星(xing)形成區。由此哈(ha)勃望遠鏡也令人信(xin)服地證明了這些(xie)劇烈的(de)爆(bao)(bao)發和大質(zhi)量恒星(xing)死亡的(de)直(zhi)接聯(lian)系。
哈勃(bo)空間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡最早(zao)的(de)(de)(de)核心計劃之(zhi)一就是(shi)要建立(li)起(qi)由(you)黑(hei)洞驅動的(de)(de)(de)類(lei)星(xing)(xing)體和(he)星(xing)(xing)系(xi)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)關系(xi)。之(zhi)后,通過它們(men)(men)對(dui)周(zhou)圍恒(heng)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)引力作用,針對(dui)“哈勃(bo)”所獲得的(de)(de)(de)近距(ju)星(xing)(xing)系(xi)光譜的(de)(de)(de)動力學模型證(zheng)實了黑(hei)洞的(de)(de)(de)存(cun)在。這(zhe)些研究也導致了對(dui)十幾(ji)個(ge)星(xing)(xing)系(xi)中(zhong)央黑(hei)洞質(zhi)量(liang)的(de)(de)(de)可(ke)靠測量(liang),揭示出了黑(hei)洞質(zhi)量(liang)和(he)星(xing)(xing)系(xi)核球(qiu)質(zhi)量(liang)之(zhi)間(jian)極為緊密的(de)(de)(de)聯系(xi)。2011年11月8日,借助哈勃(bo)空間(jian)望遠(yuan)(yuan)鏡,天文學家們(men)(men)首次拍(pai)攝到圍繞遙(yao)遠(yuan)(yuan)黑(hei)洞存(cun)在的(de)(de)(de)盤狀(zhuang)(zhuang)構造。這(zhe)個(ge)盤狀(zhuang)(zhuang)結構由(you)氣(qi)體和(he)塵埃(ai)構成,并且正處于不斷(duan)下降進入(ru)黑(hei)洞中(zhong)被消耗(hao)的(de)(de)(de)過程中(zhong)。當這(zhe)些物質(zhi)落入(ru)黑(hei)洞的(de)(de)(de)一瞬間(jian),它們(men)(men)將(jiang)釋放巨大的(de)(de)(de)能量(liang),形成一種(zhong)宇宙射(she)電信號(hao)源,稱為“類(lei)星(xing)(xing)體”。
2012年3月,美國宇航局“哈勃”太(tai)空望遠鏡(jing)在距離地球(qiu)24億光年的“阿貝爾520”星系團中(zhong)再次(ci)發(fa)現(xian)了一個巨大(da)的暗物質塊。這(zhe)一異(yi)常發(fa)現(xian)令天文(wen)學(xue)家百思不得其(qi)解,并懷(huai)疑暗物質塊中(zhong)可能藏有一個神(shen)秘(mi)的“暗物質核心”。
研(yan)究人(ren)員介紹說,在距離地球24億(yi)光年的(de)(de)遙遠星系(xi)(xi)(xi)(xi)團“阿貝(bei)爾520”中,星系(xi)(xi)(xi)(xi)發(fa)生碰撞后,從星系(xi)(xi)(xi)(xi)中分離出來(lai)的(de)(de)暗(an)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)可能在星系(xi)(xi)(xi)(xi)周圍聚(ju)集形成(cheng)一(yi)個“暗(an)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)核心”。由(you)于暗(an)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)被認為(wei)(wei)是(shi)將(jiang)星系(xi)(xi)(xi)(xi)結(jie)合成(cheng)一(yi)體(ti)的(de)(de)神秘(mi)“膠(jiao)水(shui)”,因此這種(zhong)現象本不(bu)應(ying)該存(cun)在。現象的(de)(de)問(wen)題(ti)是(shi),如(ru)果暗(an)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)被認為(wei)(wei)是(shi)將(jiang)星系(xi)(xi)(xi)(xi)結(jie)合成(cheng)一(yi)體(ti)的(de)(de)神秘(mi)“膠(jiao)水(shui)”,那么星系(xi)(xi)(xi)(xi)碰撞后它(ta)們仍然可以(yi)將(jiang)星系(xi)(xi)(xi)(xi)“粘(zhan)合”在一(yi)起。
這(zhe)一(yi)異常現象最早發現于2007年(nian)。由于這(zhe)一(yi)現象過于異常,因此許多天(tian)文學(xue)家都將其作為一(yi)種假象而不(bu)予理(li)會。然而,“哈勃”太空望遠(yuan)鏡最新(xin)的(de)(de)觀測結果證實,“阿貝爾(er)520”星(xing)系團中的(de)(de)暗(an)物(wu)質和星(xing)系是分(fen)開的(de)(de)。“哈勃”太空望遠(yuan)鏡觀測圖(tu)像藍綠色區域顯示,一(yi)個巨大的(de)(de)暗(an)物(wu)質塊(kuai)位于熾熱(re)的(de)(de)氣體(ti)附近,但該區域幾(ji)乎看不(bu)到(dao)星(xing)系。
異(yi)常現(xian)象的(de)再一(yi)(yi)次發現(xian),讓天文(wen)學(xue)(xue)家(jia)(jia)們不得(de)不對(dui)其重視起(qi)來并重新思(si)考它的(de)原(yuan)理。暗物(wu)質(zhi)最(zui)早發現(xian)于大約(yue)80年(nian)前,被認為是將星系結(jie)合(he)成一(yi)(yi)體的(de)“引力膠水”。事(shi)實上(shang),天文(wen)學(xue)(xue)家(jia)(jia)對(dui)暗物(wu)質(zhi)仍然知之甚少。“哈勃”太空望(wang)遠鏡研究項目首席科學(xue)(xue)家(jia)(jia)、加利福尼(ni)亞大學(xue)(xue)天文(wen)學(xue)(xue)家(jia)(jia)詹姆斯-吉表示,“這一(yi)(yi)結(jie)果令人(ren)困惑。暗物(wu)質(zhi)的(de)行為無法(fa)預測(ce),很難(nan)說清它的(de)原(yuan)理。”
對于這一異常發現,研(yan)究(jiu)(jiu)團隊提出了數種(zhong)解(jie)釋,但最終每(mei)一種(zhong)解(jie)釋都會讓(rang)天文學(xue)家更為(wei)困(kun)惑(huo)。研(yan)究(jiu)(jiu)團隊成員、美國加州(zhou)舊金(jin)山州(zhou)立(li)大(da)學(xue)科(ke)學(xue)家安迪謝-馬哈達維曾經(jing)是(shi)2007年對“阿貝爾520”星系團首(shou)次觀測項目的負責人,他表示,“這會讓(rang)你越來越困(kun)惑(huo),越陷越深(shen)。”
對于(yu)這種矛盾現(xian)象,一(yi)個可(ke)能(neng)(neng)的解(jie)釋就是(shi),“阿(a)貝爾520”星系(xi)團是(shi)三個星系(xi)團之間(jian)復(fu)雜的交互體,而不僅僅是(shi)兩個碰撞(zhuang)系(xi)統。另一(yi)種可(ke)能(neng)(neng)就是(shi),“暗物質核心”中包(bao)含(han)有許多星系(xi),但是(shi)由(you)于(yu)它(ta)們過于(yu)暗淡而無(wu)法(fa)觀(guan)測(ce)到,甚至“哈勃”太空望(wang)遠鏡都無(wu)法(fa)看到。
2013年12月3日,美(mei)國航天(tian)局宣布,天(tian)文學家利用哈勃太空(kong)望遠鏡在(zai)太陽系外(wai)發現5顆行星(xing),它們的(de)大氣(qi)層中(zhong)(zhong)都有水存在(zai)的(de)跡(ji)象。此前也(ye)曾觀測(ce)到少數大氣(qi)層中(zhong)(zhong)有水存在(zai)跡(ji)象的(de)系外(wai)行星(xing),但這是(shi)首次能確定性地(di)測(ce)量多個系外(wai)行星(xing)的(de)大氣(qi)光譜(pu)信(xin)號(hao)特(te)征與強度(du),并(bing)進(jin)行比(bi)較(jiao)。
這5顆(ke)行(xing)星分別叫做(zuo)WASP-17b、HD209458b、WASP-12b、WASP-19b與(yu)XO-1b,它們的體積比(bi)地球大(da)(da)得多,屬于“熱木(mu)星”型(xing)行(xing)星,即大(da)(da)小(xiao)與(yu)木(mu)星相(xiang)當,但溫度極高(gao)、運行(xing)軌道距其(qi)繞行(xing)恒星非常近的氣(qi)態巨行(xing)星。
研究(jiu)人員利用(yong)哈勃的廣角照相機,觀測這(zhe)(zhe)些行(xing)星(xing)(xing)大(da)氣層吸收光(guang)線的細節特征,結果發現,盡(jin)管5顆行(xing)星(xing)(xing)都有(you)水存(cun)在的跡象,但(dan)信號均弱于(yu)預期,他們懷疑這(zhe)(zhe)是因為這(zhe)(zhe)些行(xing)星(xing)(xing)的大(da)氣中(zhong)有(you)一層霾或灰塵的存(cun)在,導致信號減弱。
由于宇(yu)宙學(xue)的(de)研(yan)究(jiu)對象主要(yao)來自天(tian)文觀測(ce),而(er)這也是唯一能(neng)在宇(yu)宙演(yan)化(hua)和(he)結構的(de)基礎(chu)上(shang)測(ce)量(liang)(liang)宇(yu)宙距離(li)和(he)年齡的(de)辦法。哈勃空間望遠鏡能(neng)夠通(tong)過(guo)對造父變星距離(li)的(de)測(ce)量(liang)(liang)來測(ce)定哈勃常(chang)數,而(er)這與宇(yu)宙在今(jin)天(tian)的(de)膨(peng)脹速度有關。此外,通(tong)過(guo)對超(chao)(chao)新星的(de)測(ce)定,可(ke)以幫助研(yan)究(jiu)人員來限(xian)制超(chao)(chao)新星的(de)亮度,從(cong)而(er)進一步(bu)限(xian)制宇(yu)宙早期膨(peng)脹的(de)屬(shu)性,從(cong)而(er)為暗(an)能(neng)量(liang)(liang)模型提(ti)供一個強有力的(de)限(xian)制。
早在1996年(nian),著(zhu)名(ming)的(de)哈勃空間(jian)望遠鏡(jing)就(jiu)拍(pai)(pai)攝到標志性的(de)哈勃深(shen)場圖(tu)(tu)像(xiang),巨(ju)大數量的(de)星(xing)系就(jiu)隱藏在這(zhe)片小天區中(zhong),美國宇航局(ju)計(ji)劃進(jin)行一次全新(xin)的(de)深(shen)場成(cheng)像(xiang)計(ji)劃。哈勃望遠鏡(jing)在捕捉深(shen)場圖(tu)(tu)像(xiang)時(shi)將收集(ji)極遙遠天體的(de)微弱光(guang)線(xian)(xian),慢慢“堆積(ji)”才(cai)能揭示宇宙大爆(bao)炸數億年(nian)后的(de)情景,否則由于(yu)光(guang)線(xian)(xian)太弱而看不到當時(shi)宇宙中(zhong)存在的(de)天體。在哈勃望遠鏡(jing)于(yu)2004年(nian)拍(pai)(pai)攝的(de)“超深(shen)場”圖(tu)(tu)像(xiang)中(zhong),收集(ji)光(guang)線(xian)(xian)的(de)時(shi)間(jian)更久(jiu),2012年(nian)拍(pai)(pai)攝的(de)“極深(shen)場”圖(tu)(tu)像(xiang)則花(hua)了更長(chang)的(de)時(shi)間(jian)才(cai)完成(cheng)成(cheng)像(xiang)。
根(gen)據巴爾的(de)(de)(de)摩空間望遠(yuan)鏡研究(jiu)所科學(xue)家丹安·科介紹:“與超深(shen)場圖(tu)(tu)像類似,本(ben)次哈勃拍(pai)攝的(de)(de)(de)六個(ge)超深(shen)場圖(tu)(tu)像計劃幾乎可獲得相(xiang)同品質(zhi),在哈勃前(qian)(qian)沿領域的(de)(de)(de)任務中(zhong),收集光(guang)線花了(le)(le)45個(ge)小時(shi),描繪出宇(yu)宙(zhou)大(da)爆(bao)炸后大(da)約(yue)(yue)五億年(nian)的(de)(de)(de)情(qing)景。”這些圖(tu)(tu)像深(shen)刻揭示了(le)(le)宇(yu)宙(zhou)最深(shen)處(chu)的(de)(de)(de)景象,捕捉到(dao)年(nian)代非常久遠(yuan)的(de)(de)(de)星(xing)系和從(cong)未見過的(de)(de)(de)遙遠(yuan)星(xing)系。負責本(ben)項研究(jiu)的(de)(de)(de)科學(xue)家認為有些星(xing)系是(shi)之前(qian)(qian)尚未被發現的(de)(de)(de),比如最遠(yuan)的(de)(de)(de)星(xing)系MACS0647-JD,就距離地球大(da)約(yue)(yue)133億光(guang)年(nian)處(chu),原(yuan)始深(shen)空場也顯示了(le)(le)在僅僅2.5弧分跨度上就存在大(da)約(yue)(yue)3000個(ge)并未被觀測(ce)到(dao)宇(yu)宙(zhou)星(xing)系。
作為(wei)天體(ti)觀測(ce)的主力(li),美國宇航局希望(wang)哈(ha)勃望(wang)遠鏡能維持到2018年,其(qi)繼任者詹(zhan)姆(mu)斯·韋伯空間(jian)望(wang)遠鏡將(jiang)在不(bu)久后發(fa)射。研(yan)究人員認為(wei)哈(ha)勃拍攝的新深場圖像需要一定的運氣(qi),那(nei)片黑暗的天區包含了豐富的寶藏,這項(xiang)新的觀測(ce)活動將(jiang)在2012年晚些時候(hou)開始。
2014年4月,美國航空(kong)航天(tian)局(NASA)哈勃太(tai)空(kong)望遠(yuan)鏡觀測(ce)(ce)結果(guo)顯示(shi),“El Gordo”星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)(昵稱為“大(da)胖(pang)子(zi)”)所容納的(de)(de)質(zhi)(zhi)量可(ke)(ke)能與(yu)三(san)千(qian)萬億(yi)(3乘以(yi)10的(de)(de)15次方)顆太(tai)陽(yang)相(xiang)當。這比原先科學家所估(gu)計的(de)(de)值大(da)了(le)43%,質(zhi)(zhi)量可(ke)(ke)能與(yu)3千(qian)萬億(yi)顆太(tai)陽(yang)相(xiang)當,約為銀河系(xi)(xi)質(zhi)(zhi)量的(de)(de)3000倍。 “大(da)胖(pang)子(zi)”星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)的(de)(de)編號為ACT-CL J0102-4915,距離(li)地球(qiu)超過(guo)70億(yi)光(guang)年。因(yin)此(ci),天(tian)文學家觀測(ce)(ce)到的(de)(de)信號,實際上(shang)已經有將近一(yi)半的(de)(de)宇宙年齡(約138億(yi)年)。在2012年的(de)(de)報道中,“大(da)胖(pang)子(zi)”星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量大(da)致相(xiang)當于(yu)(yu)2千(qian)萬億(yi)顆太(tai)陽(yang)。研(yan)究(jiu)者(zhe)利用NASA的(de)(de)錢(qian)德拉X射線天(tian)文臺和歐洲(zhou)南方天(tian)文臺位于(yu)(yu)智(zhi)利的(de)(de)甚大(da)望遠(yuan)鏡陣(zhen)列,對星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)內部的(de)(de)氣體溫度以(yi)及(ji)星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)的(de)(de)運動進行了(le)研(yan)究(jiu),估(gu)算出(chu)了(le)這一(yi)數據。不過(guo),該(gai)結果(guo)存在著一(yi)些偏(pian)差,原因(yin)主要是該(gai)星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)可(ke)(ke)能是兩個(ge)星(xing)(xing)(xing)系(xi)(xi)團(tuan)(tuan)之(zhi)間碰撞的(de)(de)結果(guo)。
2015年(nian)9月,哈勃(bo)太空望遠鏡拍到了蝴蝶狀星云“Twin Jet Nebula”,這一(yi)星云有兩片閃閃發光的(de)“彩虹翅膀(bang)”,仿佛一(yi)只(zhi)美麗的(de)蝴蝶在展翅飛翔。
實際上,對(dui)于(yu)(yu)哈(ha)勃(bo)用于(yu)(yu)地(di)面偵查(cha)(cha)的(de)(de)各種傳言都(dou)是(shi)(shi)(shi)很(hen)可笑的(de)(de),因為(wei)美國軍方真正使用的(de)(de)空間地(di)面偵查(cha)(cha)技術領(ling)先哈(ha)勃(bo)的(de)(de)技術兩代以上。如KH-11“鎖(suo)眼”偵查(cha)(cha)衛(wei)星(xing),與哈(ha)勃(bo)同為(wei)洛(luo)克(ke)希德馬丁(ding)制造(zao)(zao)的(de)(de),制造(zao)(zao)時間也(ye)一樣(yang),其地(di)面分辨(bian)率(lv)為(wei)15cm,遠(yuan)高于(yu)(yu)哈(ha)勃(bo)的(de)(de)26cm。其外形與哈(ha)勃(bo)相(xiang)似,不了解這個(ge)領(ling)域(yu)的(de)(de)人(ren)有可能會把它誤認為(wei)是(shi)(shi)(shi)哈(ha)勃(bo)。 哈(ha)勃(bo)之所以曾經(jing)對(dui)地(di)面運作,是(shi)(shi)(shi)因為(wei)需要校準設備(bei)。
根據(ju)一架曝光(guang)的(de)(de)俄羅斯A-60機載激光(guang)武(wu)器(Beriev A-60,蘇(su)聯(lian)時期的(de)(de)遺存(cun))試驗機照片,機身徽標圖(tu)案明確顯(xian)示出以激光(guang)攻擊哈(ha)勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)情景。這間接(jie)表明了(le)哈(ha)勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)在軍事上對(dui)俄羅斯的(de)(de)威脅程(cheng)度。進而引發對(dui)哈(ha)勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)是否(fou)單純用于和平用途的(de)(de)爭論,以及反對(dui)太空(kong)軍事化的(de)(de)抗議。更有(you)陰謀論者進一步指出:哈(ha)勃(bo)空(kong)間望遠(yuan)鏡(jing)初期的(de)(de)“近視”缺陷乃有(you)意為之,直至蘇(su)聯(lian)解體后兩年才加以修正。
韋伯空間望遠鏡
詹(zhan)姆斯·韋伯空(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(JWST)是紅外空(kong)間(jian)觀測(ce)站,研究人員(yuan)計劃用(yong)它取(qu)代哈(ha)勃望(wang)遠(yuan)鏡(jing),用(yong)以探索遠(yuan)超過目(mu)前(qian)儀(yi)器可觀測(ce)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)宇宙中最遠(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)象。它由NASA帶頭,與歐洲航(hang)天(tian)局(ju)和加拿(na)大(da)航(hang)天(tian)局(ju)合作。曾用(yong)名(ming)(ming)為NGST。在2002年更名(ming)(ming),用(yong)以紀(ji)念NASA的(de)(de)(de)(de)(de)首任局(ju)長James Webb,其設計口徑為6米,是哈(ha)勃望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)2.5倍。JWST能觀測(ce)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)體要比當(dang)前(qian)最大(da)地面望(wang)遠(yuan)鏡(jing)或空(kong)間(jian)紅外望(wang)遠(yuan)鏡(jing)要暗400倍。原(yuan)計劃2012年升(sheng)空(kong),但因為經濟危機(ji)推遲(chi),計劃推遲(chi)至2018年發(fa)射。
NASA計劃中將于2018年升空的(de)詹姆斯·韋伯(bo)(bo)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)是被(bei)寄(ji)予厚望(wang)的(de)哈勃望(wang)遠(yuan)鏡(jing)繼任者。在韋伯(bo)(bo)領導下的(de)美國宇航(hang)局,成功(gong)實施了(le)(le)“水星”和(he)“雙子(zi)星”載人(ren)航(hang)天計劃,為(wei)人(ren)類成功(gong)登月(yue)奠(dian)定了(le)(le)堅實的(de)基礎。
韋(wei)伯望遠(yuan)鏡(jing)在設(she)計時(shi)強化了其紅(hong)外波段的(de)觀測能力(li),這將讓它能夠(gou)更好(hao)地看清宇(yu)宙中更遙遠(yuan)、更暗淡的(de)天(tian)體。相對于哈勃望遠(yuan)鏡(jing),韋(wei)伯望遠(yuan)鏡(jing)將能夠(gou)進一(yi)步(bu)逼近大爆炸后的(de)年(nian)輕(qing)宇(yu)宙的(de)圖景,科(ke)學家估計它可以看到距離200億光年(nian)遠(yuan)的(de)原始星(xing)系。
2019年(nian),哈(ha)勃(bo)望遠鏡和韋伯望遠鏡將同時在軌道運行,幫助人(ren)類揭示宇宙的秘密。
“到(dao)那時,人(ren)類將擁(yong)有(you)(you)前所未有(you)(you)的(de)(de)觀測能(neng)力(li),面對未知的(de)(de)宇宙(zhou),我(wo)們(men)可以更好的(de)(de)觀察它,理解它。”格倫斯菲爾德(de)介紹說,“我(wo)相(xiang)信,到(dao)時候一定會有(you)(you)"爆炸(zha)性(xing)"的(de)(de)新(xin)發現!”
赫歇爾空間天文臺
2009年(nian)5月14日(ri)發送的歐洲航天局(ju)赫歇爾(er)空(kong)間天文臺(tai),有(you)一面鏡子赫歇爾(er)大(da)大(da)超過哈勃,但只(zhi)有(you)在遠紅外(wai)線(xian)觀(guan)察。
大口徑太空望遠鏡
先進的(de)(de)技術(shu)大(da)(da)口徑太空望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing) 也已提上日(ri)程。如果該(gai)項目批準的(de)(de)話,它將有8至(zhi)16米(320至(zhi)640英(ying)寸)的(de)(de)光學空間望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)。它是真正的(de)(de)哈(ha)勃望(wang)(wang)遠(yuan)鏡(jing)繼承人: 有能力(li)觀察(cha)和拍(pai)攝的(de)(de)光學,天體(ti)紫(zi)外(wai)線和紅外(wai)線的(de)(de)波長(chang),但(dan)更高的(de)(de)分辨率大(da)(da)大(da)(da)高于哈(ha)勃。
哈勃太空望遠鏡廣域行星相機2號拍攝到NGC 6052星系,該星系距離地球2.3億光年,位于武(wu)仙星座中(zhong)。
人(ren)們最初可能認為(wei)這是一個(ge)反(fan)常的星(xing)系,但事實上(shang)它是處于形(xing)成階段的“新星(xing)系”,兩個(ge)單獨星(xing)系通過引力吸引,逐漸聚集在一起,最終發(fa)生碰撞(zhuang),目前我(wo)們看到的是兩個(ge)星(xing)系碰撞(zhuang)合并的一個(ge)星(xing)系結(jie)構。
伴隨著星(xing)系逐漸合并,一些恒星(xing)將脫離原(yuan)始軌(gui)道進入(ru)新(xin)(xin)的軌(gui)道位置,目前(qian)這個新(xin)(xin)星(xing)系處于(yu)較(jiao)高(gao)的混沌狀(zhuang)態,最終新(xin)(xin)星(xing)系將形(xing)成一個穩定外形(xing),它(ta)與這兩個原(yuan)始星(xing)系都不相(xiang)同。