哈勃30年:从“一颗蒙羞的人造卫星废物”到今天的太空巨眼

“星依云渚溅溅,露零玉液涓涓,宝砌哀兰剪剪。碧天如练,光摇北斗阑干。”星空有多美呢?

哈勃30年:从“一颗蒙羞的人造卫星废物”到今天的太空巨眼

从伽利略制作出了人类第一台望远镜起,我们窥探宇宙的欲望盒子就已经被打开。斗转星移间,各种各样的天文望远镜横空出世。其中,就包括我们的主角——哈勃望远镜。

哈勃30年:从“一颗蒙羞的人造卫星废物”到今天的太空巨眼

1990年4月24日,哈勃望远镜发射升空,此时此刻,在大约600km的近地轨道上,它正好工作满30个年头。为了庆祝它的30岁生日,NASA还发起了“生日星图”活动,让我们能够有机会看到自己出生当天的璀璨星空。

哈勃30年:从“一颗蒙羞的人造卫星废物”到今天的太空巨眼

但其实一路走来,哈勃经历的路途挺坎坷的,甚至还被冠以过“一颗蒙羞的人造卫星废物”之称。所以今天借着给哈勃庆生来给大家讲讲这个伟大的望远镜的故事。

发射太空望远镜的这个想法,最早是1923年由德国火箭专家赫尔曼·奥伯特提出的。但当时受到技术限制这个提议也只能是个想法。

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到了1946年,美国的天文学家莱曼·施皮策发表了一篇名为《在地球之外的天文观测优势》的论文,力挺赫尔曼·奥伯特的观点。同时也表明了太空观测的两大优势:一是能完全不受地面大气层干扰,图像数据清晰度无限上升;二是能够全波段接收数据。

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不过,把一架大型望远镜送上太空不是像过家家一样动动嘴皮子就能实现,而且当时二战才结束不久,资金和技术是两个不小的难题,所以这个设想被一拖再拖。

这一拖就拖到了1970年,美国宇航局正式设立了规划空间望远镜的工程委员会,也就是哈勃的研制计划得以正式立项。

在哈勃的研制期间资金不足被多次中断,但最终还是在1986年完成了这个举世瞩目的太空望远镜的制作。

在当时,它是世界上第一座巨型太空天文台,也是人类有史以来制造过的最精密、最复杂的天文仪器。

1990年4月24日,在全世界的瞩目下,哈勃望远镜跟着发现号航天飞机,于STS-31航次成功的被送入计划中的轨道。

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从当初的一纸蓝图到成功脱离地球重力开始在太空中探索,哈勃走出的这一步让所有人欣喜。然而,在哈勃被送出家门之时,却出现了问题。

在发射时哈勃的其中一个太阳能电池帆板没有按照预定计划展开。这一突发状况让地面控制中心的大家伙有些着急。在讨论了许多方案之后决定让宇航员冒着巨大风险出仓人工维修。

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正当宇航员在为临时的出仓做准备时,哈勃的太阳能电池帆板突然自己打开了。大家瞬间松了一口气。后来也被调侃成是调皮的哈勃望远镜第一次上天,有些激动给大家开了个小玩笑。

但是随后发生的事情却不是玩笑,差点儿要了哈勃的命。

原因是哈勃在太空中拍摄的第一组照片被传回时,图像非常模糊,甚至还没有地面的天文望远镜拍摄的清晰。

而一结果的造成是在主镜的研磨制作中出现了人工错误,导致主镜边缘处比设计尺寸多磨了2微米。别看这只相当于头发丝1%的2微米厚度,它让哈勃的光学主镜产生了严重的球面像差,直接降低了分辨率。

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而且更加致命的是,哈勃的光学主镜是不可拆卸的。这一结果让天文爱好者们感到愤怒又无奈。直呼NASA送了一个近视眼上天,甚至还给哈勃望远镜套上了“科技小丑”的称号。

哈勃的“近视”直接导致了它3年的低谷期。而从开始立项到成功上天,哈勃已经耗费了16亿美元。所有人都不想就此放弃。

不幸中的万幸,哈勃在建造之初就是可以不断升级和更改配件的。因为镜面大小和形状已经有精确的数字,所以科学家计划设计一个有相同球面差,但功效相反的光学系统来抵消错误。

哈勃30年:从“一颗蒙羞的人造卫星废物”到今天的太空巨眼

于是在太空中沉寂了4年后哈勃在1994年1月13日迎来了自己的第一次维修。这次维修也被叫做“帮哈勃戴眼镜”。

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同时这一次维修还给哈勃更换了新的照相机、电池板、陀螺仪。在最重要的像差改正镜装好后,哈勃的近视也是成功被治好了。

“视力矫正”后的哈勃也开始在太空中发挥出自己的真正实力,传回了一张又一张清晰珍贵的宇宙星系图。

哈勃30年:从“一颗蒙羞的人造卫星废物”到今天的太空巨眼

当时美国帕洛马山天文台拥有5米反射镜的天文望远镜能够观测到数十亿光年的天体。而哈勃只有2.4米的口径,却能观测到100亿光年之遥的天体,并且要比地面望远镜的图像数据清晰十倍。也是从这时候开始,哈勃摇身一变称为了人类的太空巨眼。

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哈勃上岗的30年间,总共经历了5次维修,从最开始的落寞沉寂到现在大放异彩。10950个日夜兢兢业业全年无休的工作,把自己的委屈全都发泄在了浩瀚的太空里,而给我们换回无数珍贵的宇宙数据。

如今这位超龄服役的老兵也将迎来自己的继承者,当初那个还不完美的小“少年”已经30岁了,今天我们都对它说一声“生日快乐”吧。

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页面更新:2024-05-16

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