1.哈雷望遠(yuǎn)鏡又叫做哈勃空間望遠(yuǎn)鏡。
是以天文學(xué)家愛德溫·哈勃為名，在地球軌道上并且圍繞地球的太空空間望遠(yuǎn)鏡，它于1990年4月24日在美國(guó)肯尼迪航天中心由“發(fā)現(xiàn)者”號(hào)航天飛機(jī)成功發(fā)射。
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的位置在地球的大氣層之上，因此影像不會(huì)受到大氣湍流的擾動(dòng)，視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光，還能觀測(cè)會(huì)被臭氧層吸收的紫外線，是天文史上最重要的儀器之一。
它成功彌補(bǔ)了地面觀測(cè)的不足，幫助天文學(xué)家解決了許多天文學(xué)上的基本問題，使得人類對(duì)天文物理有更多的認(rèn)識(shí)。此外，哈勃的超深空視場(chǎng)則是天文學(xué)家目前能獲得的最深入、也是最敏銳的太空光學(xué)影像。
哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和康普頓γ射線天文臺(tái)、錢德拉X光天文臺(tái)、斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡都是美國(guó)國(guó)家航空航天局大型軌道天文臺(tái)計(jì)劃的一部分。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡由NASA和ESA合作共同管理。
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| 1. 回答人: 匿名 | |
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| 你說的應(yīng)該是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡吧，這個(gè)望遠(yuǎn)鏡可以看到130億光年之距離。下面是哈勃望遠(yuǎn)鏡主頁，你想了解的信息上面都有，還有相關(guān)的視頻圖片。 http://hubblesite.org/哈勃望遠(yuǎn)鏡 |
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2. 回答人: 匿名 |
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| 應(yīng)該是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 不是哈雷,哈雷是彗星 是以天文學(xué)家哈勃為名，在軌道上環(huán)繞著地球的望遠(yuǎn)鏡。他的位置在地球的大氣層之上，因此獲得了地基望遠(yuǎn)鏡所沒有的好處——影像不會(huì)受到大氣湍流的擾動(dòng)，視寧度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光，還能觀測(cè)會(huì)被臭氧層吸收的紫外線。于1990年發(fā)射之后，已經(jīng)成為天文史上最重要的儀器。他已經(jīng)填補(bǔ)了地面觀測(cè)的缺口，幫助天文學(xué)家解決了許多根本上的問題，對(duì)天文物理有更多的認(rèn)識(shí)。哈勃的哈勃超深空視場(chǎng)是天文學(xué)家曾獲得的最深入（最敏銳的）的光學(xué)影像。 http://it.sohu.com/7/0304/82/column219358211.shtml 這里有很多哈勃的資料 圖片超美,你慢慢看 |
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3. 回答人: 匿名 |
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| 你說的應(yīng)該是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡吧 是以天文學(xué)家哈勃命名，在軌道上環(huán)繞著地球的望遠(yuǎn)鏡。他的位置在地球的大氣層之上，因此獲得了地基望遠(yuǎn)鏡所沒有的好處——影像不會(huì)受到大氣湍流的擾動(dòng)，視寧度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光，還能觀測(cè)會(huì)被臭氧層吸收的紫外線。于1990年發(fā)射之后，已經(jīng)成為天文史上最重要的儀器。他已經(jīng)填補(bǔ)了地面觀測(cè)的缺口，幫助天文學(xué)家解決了許多根本上的問題，對(duì)天文物理有更多的認(rèn)識(shí)。哈勃的哈勃超深空視場(chǎng)是天文學(xué)家曾獲得的最深入（最敏銳的）的光學(xué)影像。 從他于1946年的原始構(gòu)想開始，直到發(fā)射為止，建造太空望遠(yuǎn)鏡的計(jì)劃不斷的被延遲和受到預(yù)算問題的困擾。在他發(fā)射之后，立即發(fā)現(xiàn)主鏡有球面像差，嚴(yán)重的降低了望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)能力。幸好在1993年的維修任務(wù)之后，望遠(yuǎn)鏡恢復(fù)了計(jì)劃中的品質(zhì)，并且成為天文學(xué)研究和推展公共關(guān)系最重要的工具。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和康普頓伽瑪射線天文臺(tái)、錢德拉X射線天文臺(tái)、斯必澤空間望遠(yuǎn)鏡都是美國(guó)宇航局大型軌道天文臺(tái)計(jì)劃的一部分 。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡由NASA和ESO合作共同管理。 哈勃的未來依靠后續(xù)的維修任務(wù)是否成功，維持穩(wěn)定的幾個(gè)陀螺儀已經(jīng)損壞，2007年，連備用的也已經(jīng)耗盡，而且另一架用于指向的望遠(yuǎn)鏡功能也在衰減中。陀螺儀必須要以人工進(jìn)行維修，在2007年1月30日，主要的先進(jìn)巡天照相機(jī)（ACS）也停止工作，在執(zhí)行人工維修之前，只有超紫外線的頻道能夠使用。另一方面，如果沒有再提升來增加軌道高度，阻力會(huì)迫使望遠(yuǎn)鏡在2010年 重返大氣層。自從2003年航天飛機(jī)哥倫比亞不幸事件之后，由于國(guó)際太空站和哈勃不在相同的高度上，使得太空人在緊急狀況下缺乏安全的避難場(chǎng)所，因而NASA認(rèn)為以載人太空任務(wù)去維修哈勃望遠(yuǎn)鏡是不合情理的危險(xiǎn)任務(wù)。NASA在從新檢討之后，執(zhí)行長(zhǎng)麥克格里芬在2006年10月31日決定以亞特蘭大進(jìn)行最后一次的哈勃維修任務(wù)，任務(wù)的時(shí)間安排在2008年9月11日，基于安全上的考量，屆時(shí)將會(huì)讓發(fā)現(xiàn)號(hào)在LC-39B發(fā)射臺(tái)上待命，以便在緊急情況時(shí)能提供救援。計(jì)劃中的維修將能讓哈勃空間望遠(yuǎn)鏡持續(xù)工作至2013年。如果成功了，后繼的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）應(yīng)該已經(jīng)發(fā)射升空，可以銜接得上任務(wù)了。韋伯太空望遠(yuǎn)鏡在許多研究計(jì)劃上的功能都遠(yuǎn)超過哈勃，但將只觀測(cè)紅外線，因此在光譜的可見光和紫外線領(lǐng)域內(nèi)無法取代哈勃的功能。 “哈勃”面臨淘汰 [編輯本段] “哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡已到“晚年”。它在太空的十幾年中，經(jīng)歷４次大修，分別為１９９３年、１９９７年、１９９９年、２００１年。盡管每次大修以后，“哈勃”都面貌一新，特別是２００１年科學(xué)家利用哥倫比亞航天飛機(jī)對(duì)它進(jìn)行的第四次大修，為它安裝測(cè)繪照相機(jī)，更換太陽能電池板，更換已工作１１年的電力控制裝置，并激活處于“休眠”狀態(tài)的近紅外照相機(jī)和多目標(biāo)分光計(jì)，然而，大修仍掩蓋不住它的“老態(tài)”，因?yàn)?ldquo;哈勃”從上太空起就處于“帶病堅(jiān)持工作” 狀態(tài)。 美國(guó)航空航天局將于近期召集各方面專家和宇航員共同討論，“何時(shí)以何種方式”讓“ＮＡＳＡ驕子”“哈勃”“壽終正寢”。盡管人們?nèi)詫?duì)它戀戀不舍，但“哈勃”所剩時(shí)日不多，也許在今年或稍晚一些時(shí)候就會(huì)被換下“一線”。 觀念、設(shè)計(jì)和指標(biāo) [編輯本段] 1、企劃和前置作業(yè) 哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的歷史可以追溯至1946年天文學(xué)家萊曼·斯必澤所提出的論文：《在地球之外的天文觀測(cè)優(yōu)勢(shì)》。在文中，他指出在太空中的天文臺(tái)有兩項(xiàng)優(yōu)于地面天文臺(tái)的性能。首先，角分辨率（物體能被清楚分辨的最小分離角度）的極限將指受限于繞射，而不是由造成星光閃爍、動(dòng)蕩不安的大氣所造成的視象度。在當(dāng)時(shí)，以地面為基地的望遠(yuǎn)鏡解析力只有0.5-1.0弧秒，相較下，只要口徑2.5公尺的望遠(yuǎn)鏡就能達(dá)到理論上繞射的極限值0.1弧秒。其次，在太空中的望遠(yuǎn)鏡可以觀測(cè)被大氣層吸收殆盡的紅外線和紫外線。 斯必澤以太空望遠(yuǎn)鏡為事業(yè)，致力于太空望遠(yuǎn)鏡的推展。在1962年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院在一份報(bào)告中推薦太空望遠(yuǎn)鏡做為發(fā)展太空計(jì)劃的一部分，在1965年，斯必澤被任命為一個(gè)科學(xué)委員會(huì)的主任委員，該委員會(huì)的目的就是建造一架太空望遠(yuǎn)鏡。 在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，科學(xué)家利用發(fā)展火箭技術(shù)的同時(shí)，曾經(jīng)小規(guī)模的嘗試過以太空為基地的天文學(xué)。在1946年，首度觀察到了太陽的紫外線光譜。英國(guó)在1962年發(fā)射了太陽望遠(yuǎn)鏡放置在軌道上，做為亞利安太空計(jì)劃的一部分。1966年NASA進(jìn)行了第一個(gè)軌道天文臺(tái)（OAO）任務(wù)，但第一個(gè)OAO的電池在三天后就失效，中止了這項(xiàng)任務(wù)了。第二個(gè)OAO在1968至1972年對(duì)恒星和星系進(jìn)行了紫外線的觀測(cè)，比原先的計(jì)劃多工作了一年的時(shí)間。 軌道天文臺(tái)任務(wù)展示了以太空為基地的天文臺(tái)在天文學(xué)上扮演的重要角色，因此在1968年NASA確定了在太空中建造直徑3公尺反射望遠(yuǎn)鏡的計(jì)劃，當(dāng)時(shí)暫時(shí)的名稱是大型軌道望遠(yuǎn)鏡或大型太空望遠(yuǎn)鏡（LST），預(yù)計(jì)在1979年發(fā)射。這個(gè)計(jì)劃強(qiáng)調(diào)須要有人進(jìn)入太空進(jìn)行維護(hù)，才能確保這個(gè)所費(fèi)不貸的計(jì)劃能夠延續(xù)夠長(zhǎng)的工作時(shí)間；并且同步發(fā)展可以重復(fù)使用的航天飛機(jī)技術(shù)，才能使前項(xiàng)計(jì)劃成為可行的計(jì)劃。 2、對(duì)資金的需求 軌道天文臺(tái)計(jì)劃的成功，鼓舞了越來越強(qiáng)的公眾與論支持大型太空望遠(yuǎn)鏡應(yīng)該是天文學(xué)領(lǐng)域內(nèi)重要的目標(biāo)。在1970年NASA設(shè)立了兩個(gè)委員會(huì)，一個(gè)規(guī)劃太空望遠(yuǎn)鏡的工程，另一個(gè)研究太空望遠(yuǎn)鏡任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)。在這之后，NASA下一個(gè)需要排除的障礙就是資金的問題，因?yàn)檫@比任何一個(gè)地面上的天文臺(tái)所耗費(fèi)的資金都要龐大許多倍。美國(guó)的國(guó)會(huì)對(duì)太空望遠(yuǎn)鏡的預(yù)算需求提出了許多的質(zhì)疑，為了與裁軍所需要的預(yù)算對(duì)抗，當(dāng)時(shí)就詳細(xì)的列出了望遠(yuǎn)鏡的硬件需求以及后續(xù)發(fā)展所需要的儀器。在1974年，在裁減政府開支的鼓動(dòng)下，杰拉爾德福特剔除了所有進(jìn)行太空望遠(yuǎn)鏡的預(yù)算。 為響應(yīng)此，天文學(xué)家協(xié)調(diào)了全國(guó)性的游說努力。許多天文學(xué)家親自前往拜會(huì)眾議員和參議員，并且進(jìn)行了大規(guī)模的信件和文字宣傳。國(guó)家科學(xué)院出版的報(bào)告也強(qiáng)調(diào)太空望遠(yuǎn)鏡的重要性，最后參議院決議恢復(fù)原先被國(guó)會(huì)刪除的一半預(yù)算。 資金的縮減導(dǎo)致目標(biāo)項(xiàng)目的減少，鏡子的口徑也由3公尺縮為2.4公尺，以降低成本和更有效與緊密的配置望遠(yuǎn)鏡的硬件。原先計(jì)劃做為先期測(cè)試，放置在衛(wèi)星上的1.5公尺太空望遠(yuǎn)鏡也被取消了，對(duì)預(yù)算表示關(guān)切的歐洲太空總署也成為共同合作的伙伴。歐洲太空總署同意提供經(jīng)費(fèi)和一些望遠(yuǎn)鏡上需要的儀器，像是做為動(dòng)力來源的太陽能電池，回饋的視歐洲的天文學(xué)家可以使用不少于15%的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)間。在1978年，美國(guó)國(guó)會(huì)撥付了36,000,000C元美金，讓大型太空望遠(yuǎn)鏡開始設(shè)計(jì)，并計(jì)劃在1983年發(fā)射升空。在1980年初，望遠(yuǎn)鏡被命為哈勃，以紀(jì)念在20世紀(jì)初期發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的天文學(xué)家愛德文·哈勃。 3、結(jié)構(gòu)和工程 太空望遠(yuǎn)鏡的計(jì)劃一經(jīng)批準(zhǔn)，計(jì)劃就被分割成許多子計(jì)劃分送各機(jī)關(guān)執(zhí)行。 馬歇爾太空飛行中心（MSFC）負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、發(fā)展和建造望遠(yuǎn)鏡，金石太空飛行中心（GSFC）負(fù)責(zé)科學(xué)儀器的整體控制和地面的任務(wù)控制中心。馬歇爾太空飛行中心委托珀金埃爾默設(shè)計(jì)和制造太空望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)組件，還有精密定位傳感器（FGS），洛克希德被委托建造安裝望遠(yuǎn)鏡的宇宙飛船。 4、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的組合（OTA） 望遠(yuǎn)鏡的鏡子和光學(xué)系統(tǒng)是最關(guān)鍵的部分，因此在設(shè)計(jì)上有很嚴(yán)格的規(guī)范。一般的望遠(yuǎn)鏡，鏡子在拋光之后的準(zhǔn)確性大約是可見光波長(zhǎng)的十分之一，但是因?yàn)樘胀h(yuǎn)鏡觀測(cè)的范圍是從紫外線到近紅外線，所以需要比以前的望遠(yuǎn)鏡更高十倍的解析力，它的鏡子在拋光后的準(zhǔn)確性達(dá)到可見光波長(zhǎng)的廿分之一，也就是大約30 奈米。 珀金埃爾默刻意使用極端復(fù)雜的計(jì)算機(jī)控制拋光機(jī)研磨鏡子，但卻在最尖端的技術(shù)上出了問題；柯達(dá)被委托使用傳統(tǒng)的拋光技術(shù)制做一個(gè)備用的鏡子（柯達(dá)的這面鏡子現(xiàn)在永久保存在史密松寧學(xué)會(huì))。1979年，珀金埃爾默開始磨制鏡片，使用的是超低膨脹玻璃，為了將鏡子的重量降至最低，采用蜂窩格子，只有表面和底面各一吋是厚實(shí)的玻璃。 鏡子的拋光從1979年開始持續(xù)到1981年5月，拋光的進(jìn)度已經(jīng)落后并且超過了預(yù)算，這時(shí)NASA的報(bào)告才開始對(duì)珀金埃爾默的管理結(jié)構(gòu)質(zhì)疑。為了節(jié)約經(jīng)費(fèi)，NASA停止支持鏡片的制作，并且將發(fā)射日期延后至1984年10月。鏡片在1981年底全部完成，并且鍍上了75 nm厚的鋁增強(qiáng)反射，和25 nm厚的鎂氟保護(hù)層。 因?yàn)樵诠鈱W(xué)望遠(yuǎn)鏡組合上的預(yù)算持續(xù)膨脹，進(jìn)度也落后的情況下，對(duì)珀金埃爾默能否勝任后續(xù)工作的質(zhì)疑繼續(xù)存在。為了回應(yīng)被描述成"未定案和善變的日?qǐng)?bào)表"， NASA將發(fā)射的日期再延至1985年的4月。但是，珀金埃爾默的進(jìn)度持續(xù)的每季增加一個(gè)月的速率惡化中，時(shí)間上的延遲也達(dá)到每個(gè)工作天都在持續(xù)落后中。NASA被迫延后發(fā)射日期，先延至1986年3月，然后又延至1986年9月。這時(shí)整個(gè)計(jì)劃的總花費(fèi)已經(jīng)高達(dá)美金11億7500萬。 5、宇宙飛船的系統(tǒng) 安置望遠(yuǎn)鏡和儀器的宇宙飛船是主要工程上的另一個(gè)挑戰(zhàn)。它必須能勝任與抵擋在陽光與地球的陰影之間頻繁進(jìn)出所造成的溫度變化，還要極端的穩(wěn)定并能長(zhǎng)間的將望遠(yuǎn)鏡精確的對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。以多層絕緣材料制成的遮蔽物能使望遠(yuǎn)鏡內(nèi)部的溫度保持穩(wěn)定，并且以輕質(zhì)的鋁殼包圍住望遠(yuǎn)鏡和儀器的支架。在外殼之內(nèi)，石墨環(huán)氧的框架將校準(zhǔn)好的工作儀器牢固的固定住。 有一段時(shí)間用于安置儀器和望遠(yuǎn)鏡的宇宙飛船在建造上比光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的組合來得順利，但洛克希德仍然經(jīng)歷了預(yù)算不足和進(jìn)度的落后，在1985年的夏天之前，宇宙飛船的進(jìn)度落后了個(gè)月，而預(yù)算超出了30%。馬歇爾太空飛行中心的報(bào)告認(rèn)為洛克希德在宇宙飛船的建造上沒有采取主動(dòng)，而且過度依賴NASA的指導(dǎo)。 6、地面的支持 在1983年，太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)協(xié)會(huì)（STScI）在經(jīng)歷NASA與科學(xué)界之間的權(quán)力爭(zhēng)奪后成立。太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)協(xié)會(huì)隸屬于美國(guó)大學(xué)天文研究聯(lián)盟 （AURA），這是由32個(gè)美國(guó)大學(xué)和7個(gè)國(guó)際會(huì)員組成的單位，總部坐落在馬里蘭州巴爾地摩的約翰•霍普金斯大學(xué)校園內(nèi)。 太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)太空望遠(yuǎn)鏡的操作和將數(shù)據(jù)交付給天文學(xué)家。美國(guó)國(guó)家航空暨太空總署(NASA)想將之做為內(nèi)部的組織，但是科學(xué)家依據(jù)科學(xué)界的做法將之規(guī)劃創(chuàng)立成研究單位，由NASA位在馬里蘭州綠堤，太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)協(xié)會(huì)南方48公里，的哥達(dá)德太空飛行中心和承包廠商提供工程上的支持。哈伯望遠(yuǎn)鏡每天24小時(shí)不間斷的運(yùn)作，由四個(gè)工作團(tuán)隊(duì)輪流負(fù)責(zé)操作。 太空望遠(yuǎn)鏡歐洲協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)于1984年設(shè)立在德國(guó)鄰近慕尼黑的Garching bei München，為歐洲的天文學(xué)家提供相似的支持。 7、挑戰(zhàn)者號(hào)的事故 早在1986年，就已經(jīng)計(jì)劃在當(dāng)年10月份發(fā)射哈勃空間望遠(yuǎn)鏡。但是挑戰(zhàn)者號(hào)的事故使美國(guó)的太空計(jì)劃停滯不前，航天飛機(jī)的暫停升空，迫使哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的發(fā)射延遲了數(shù)年。望遠(yuǎn)鏡和所有的附件都必須分門別類的儲(chǔ)藏在無塵室內(nèi)，直到能夠排出發(fā)射的日期，這也使得已經(jīng)超支的總成本更為高漲。 最后，隨著航天飛機(jī)在1988年再度開始升空，望遠(yuǎn)鏡也預(yù)定在1990年發(fā)射。在發(fā)射前的最后準(zhǔn)備，用氮?dú)鈬娚溏R面以除去可能累積的灰塵，并且對(duì)所有的系統(tǒng)進(jìn)行廣泛的測(cè)試。終于，在1990年4月24日由發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)，于STS-31航次將望遠(yuǎn)鏡成功的送入計(jì)劃中的軌道。 從它原始的總預(yù)算，大約4億美金，到現(xiàn)在的花費(fèi)超過25億美金，哈勃的成本依然在不斷的累積與增高。美國(guó)政府估計(jì)的開銷將高達(dá)45至60億美金，歐洲所挹注的資金也高達(dá)6億歐元（1999年的估計(jì)）。 8、儀器 在發(fā)射時(shí)，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡攜帶的儀器如下： ·廣域和行星照相機(jī)（WF/PC） ·戈達(dá)德高解析攝譜儀（GHRS） ·高速光度計(jì)（HSP）) ·暗天體照相機(jī)（FOC） ·暗天體攝譜儀（FOS） WF/PC原先計(jì)劃是光學(xué)觀測(cè)使用的高分辨率照相機(jī)。由NASA的噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室制造，附有一套由48片光學(xué)濾鏡組成，可以篩選特殊的波段進(jìn)行天體物理學(xué)的觀察。整套儀器使用8片CCD，做出了兩架照相機(jī)，每一架使用4片CCD。"廣域照相機(jī)"（WFC）因?yàn)橐曇拜^廣，在解像力上有所損失，而"行星照相機(jī)"（PC）以比WFC長(zhǎng)的焦距成像，所以有較高的放大率。 GHRS是被設(shè)計(jì)在紫外線波段使用的攝譜儀，由哥達(dá)德太空中心制造，可以達(dá)到90,000的光譜分辨率，同時(shí)也為FOC和FOS選擇適宜觀測(cè)的目標(biāo)。FOC和FOS都是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡上分辨率最高的儀器。這三個(gè)儀器都舍棄了CCD，使用數(shù)字光子計(jì)數(shù)器做為檢測(cè)裝置。FOC是由歐洲太空總署制造， FOS 則由Martin Marietta公司制造。 最后一件儀器是由威斯康辛麥迪遜大學(xué)設(shè)計(jì)制造的HSP，它用于在可見光和紫外光的波段上觀測(cè)變星，和其它被篩選出的天體在亮度上的變化。它的光度計(jì)每秒鐘可以偵測(cè)100,000次，精確度至少可以達(dá)到2%。 哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的導(dǎo)引系統(tǒng)也可以做為科學(xué)儀器，它的三個(gè)精細(xì)導(dǎo)星傳感器（FGS）在觀測(cè)期間主要用于保持望遠(yuǎn)鏡指向的準(zhǔn)確性， 但也能用于進(jìn)行非常準(zhǔn)確的天體測(cè)量，測(cè)量的精確度達(dá)到 0.0003弧秒。 鏡片的瑕疵 [編輯本段] 在望遠(yuǎn)鏡發(fā)射數(shù)星期之后，傳回來的圖片顯示在光學(xué)系統(tǒng)上有嚴(yán)重的問題。雖然，第一張圖像看起來比地基望遠(yuǎn)鏡的明銳，但望遠(yuǎn)鏡顯然沒有達(dá)到最佳的聚焦?fàn)顟B(tài)，獲得的最佳圖像質(zhì)量也遠(yuǎn)低于當(dāng)初的期望。點(diǎn)源的影像被擴(kuò)散成超過一弧秒半徑的圓，而不是在設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中的標(biāo)準(zhǔn)：集中在直徑0.1 弧秒之內(nèi)，有同心圓的點(diǎn)彌漫函數(shù)圖像。 對(duì)圖樣缺陷的分析顯示，問題的根源在主鏡的形狀被磨錯(cuò)了。雖然，這個(gè)差異小于光的1/20波長(zhǎng)，只是在邊緣太平了一點(diǎn)。鏡面與需要的位置只差了微不足道的2微米，但這個(gè)差別造成的是災(zāi)難性的、嚴(yán)重的球面像差。來自鏡面邊緣的反射光，不能聚集在與中央的反射光相同的焦點(diǎn)上。 鏡子的瑕疵造成的作用是在科學(xué)觀察的核心觀測(cè)上，核心像差的PSF要足夠的明銳到足以進(jìn)行高解析的分辨，但對(duì)明亮的天體和光譜分析是不受影響的。雖然，在外圍損失大片的光因?yàn)椴荒軈R聚在焦點(diǎn)上而造成暈像，嚴(yán)重的減損了望遠(yuǎn)鏡觀察暗天體或高反差的影像的能力。這意味著幾乎所有對(duì)宇宙學(xué)的研究計(jì)劃都不能執(zhí)行，因?yàn)樗齻兌际欠浅０等醯挠^測(cè)對(duì)象。美國(guó)國(guó)家航空暨太空總署和哈勃空間望遠(yuǎn)鏡成為許多笑話的箭靶，并且被認(rèn)為是大白象（花費(fèi)大而無用的東西）。 1、問題的根源 從點(diǎn)源的圖像往回追溯，天文學(xué)家確定鏡面的圓錐常數(shù)是−1.0139，而不是原先期望的− 1.00229。通過分析珀金埃爾默的零校正器（精確測(cè)量拋光曲面的儀器）和分析在地面測(cè)試鏡子的干涉圖影像，也獲得了相同的數(shù)值。 由噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室主任，亞倫領(lǐng)導(dǎo)的委員會(huì)，確定了錯(cuò)誤是如何發(fā)生的。亞倫委員會(huì)發(fā)現(xiàn)珀金埃爾默使用的零校正器在裝配上發(fā)生了錯(cuò)誤，它的向場(chǎng)透鏡位置偏差了1.3 mm。 在拋光鏡子的期間，珀金埃爾默使用另外二架零校正器，兩者都（正確的）顯示鏡子有球面像差。這些測(cè)試都是會(huì)確實(shí)消除球面像差而設(shè)計(jì)的，不顧品管文件的指導(dǎo)，公司認(rèn)為這二架零校正器的精確度不如主要的設(shè)備，而忽略了測(cè)試的結(jié)果。 委員會(huì)指出失敗的主因是珀金埃爾默。由于進(jìn)度表頻繁更動(dòng)造成的損耗和望遠(yuǎn)鏡制造費(fèi)用的超支，造成了在美國(guó)航空暨太空總署和光學(xué)公司之間的關(guān)系極度的緊張。美國(guó)航空暨太空總署發(fā)現(xiàn)珀金埃爾默并不認(rèn)為鏡子的制做在他們的業(yè)務(wù)中是關(guān)鍵性的困難工作，而美國(guó)航空暨太空總署也未能在拋光之前善盡本身的職責(zé)。在委員會(huì)沉痛的批評(píng)珀金埃爾默在管理上的不當(dāng)與缺失的同時(shí)，美國(guó)航空暨太空總署也被非議未善盡品管的責(zé)任，與不該只依賴維一一架儀器的測(cè)試結(jié)果。 2、解決的設(shè)計(jì) 在望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)中原本就規(guī)畫了維修的任務(wù)，所以天文學(xué)家立刻就開始尋找可以在1993年，預(yù)定進(jìn)行第一次維修任務(wù)時(shí)解決問題的方案。以柯達(dá)為哈勃制作的備用鏡，在軌道上進(jìn)行更換是太昂貴和耗費(fèi)時(shí)間，臨時(shí)要將望遠(yuǎn)鏡帶回地面正修也不可能。取而代之的，鏡片錯(cuò)誤的形狀已經(jīng)被精確的測(cè)量出來，因此可以設(shè)計(jì)一個(gè)有相同的球面像差，但功效相反的光學(xué)系統(tǒng)來抵消錯(cuò)誤。也就是在第一次的維修任務(wù)中為哈勃配上一副能改正球面像差的眼鏡。 由于原本儀器的設(shè)計(jì)方式，必須要兩套不同的校正儀器。廣域和行星照相機(jī)的設(shè)計(jì)包括轉(zhuǎn)動(dòng)的鏡片和直接進(jìn)入兩架照相機(jī)的8片獨(dú)立CCD芯片的光線，可以用一個(gè)反球面像差的鏡片完全的消除掉它們表面上的主要變形。修正鏡被固定在替換的第二代廣域和行星照相機(jī)內(nèi)（由于進(jìn)度和預(yù)算的壓力，只修正4片CCD而不是8片）。但是，其它的儀器就缺乏任何可以安置的中間表面，因此必須要一個(gè)外加的修正裝置。 3、COSTAR 設(shè)計(jì)用來改正球面像差的儀器稱為"太空望遠(yuǎn)鏡光軸補(bǔ)償校正光學(xué)（COSTAR）"，基本上包含兩個(gè)在光路上的鏡子，其中一個(gè)將球面像差校正過來，光線被聚焦給暗天體照相機(jī)、暗天體光譜儀和高達(dá)德高解析攝譜儀。為了提供COSTAR在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)所需要的位置，必須移除其中一件儀器，天文學(xué)家的選擇是犧牲高速光度計(jì)。 在哈勃任務(wù)的前三年期間，在光學(xué)系統(tǒng)被修正到合適之前，望遠(yuǎn)鏡依然執(zhí)行了大量的觀測(cè)。光譜的觀測(cè)未受到球面像差的影響，但是許多暗弱天體的觀測(cè)因?yàn)橥h(yuǎn)鏡的表現(xiàn)不佳而被取消或延后。盡管受到了挫折，樂觀的天文學(xué)家在這三年內(nèi)熟練的運(yùn)用影像處理技術(shù)，例如反折績(jī)（影像重疊）得到許多科學(xué)上的進(jìn)展。 維護(hù)任務(wù)和新儀器 [編輯本段] 1、第一次維護(hù)任務(wù) 在設(shè)計(jì)上，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡必須定期的進(jìn)行維護(hù)，但是在鏡子的問題明朗化之后，第一次的維護(hù)就變得非常重要，因?yàn)楹教靻T必須全面性的進(jìn)行望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)安裝和校正的工作。被選擇執(zhí)行任務(wù)的七位航天員，接受近百種被專門設(shè)計(jì)的工具使用的密集訓(xùn)練。由奮進(jìn)號(hào)在1993年12月的STS-61航次中，于10天之中重新安裝了幾件儀器和其它的設(shè)備。 最重要的是以COSTAR修正光學(xué)組件取代了高速光度計(jì)，和廣域和行星照相機(jī)由第二代廣域和行星照相機(jī)與內(nèi)部的光學(xué)更新系統(tǒng)取代。另外，太陽能板和驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備、四個(gè)用于望遠(yuǎn)鏡定位的陀螺儀、二個(gè)控制盤、二個(gè)磁力計(jì)和其它的電子組件也被更換。望遠(yuǎn)鏡上攜帶的計(jì)算器也被更新升級(jí)，由于高層稀薄的大氣仍有阻力，在三年內(nèi)逐漸衰減的軌道也被提高了。 在1994年的1月13日，美國(guó)國(guó)家航空暨太空總署宣布任務(wù)獲得完全的成功，并顯示出許多新的圖片。這次承擔(dān)的任務(wù)非常復(fù)雜，共進(jìn)行了五次航天飛機(jī)船艙外的活動(dòng)，它的回響除了對(duì)美國(guó)國(guó)家航空暨太空總署給予極高的評(píng)價(jià)外，也帶給天文學(xué)家一架可以充分勝任太空任務(wù)的望遠(yuǎn)鏡。 后續(xù)的維修任務(wù)沒有如此的戲劇化，但每一次都給哈勃空間望遠(yuǎn)鏡帶來了新的能力。 2、第二次維護(hù)任務(wù) 第二次維護(hù)任務(wù)由發(fā)現(xiàn)號(hào)在1997年2月的STS-82航次中執(zhí)行，以太空望遠(yuǎn)鏡影像攝譜儀（STIS）和近紅外線照相機(jī)和多目標(biāo)分光儀（NICMOS）替換掉戈達(dá)德高解析攝譜儀（GHRS）和暗天體攝譜儀（FOS）；以一臺(tái)新的固態(tài)記錄器替換工程與科學(xué)錄音機(jī)，修護(hù)了絕熱毯和再提升哈勃的軌道。近紅外線照相機(jī)和多目標(biāo)分光儀包含由固態(tài)氮做成的吸熱器以減少來自儀器的熱噪聲，但在安裝之后，部分來自吸熱器的熱擴(kuò)散卻意料之外的進(jìn)入光學(xué)擋板，這額外增加的熱量導(dǎo)致儀器的壽命由原先期望的4.5年縮短為2年。 3、第三次維護(hù)任務(wù)(3A) 在六臺(tái)陀螺儀中的三臺(tái)故障之后（第4臺(tái)在任務(wù)之前幾個(gè)星期故障，使望遠(yuǎn)鏡不能勝任執(zhí)行科學(xué)觀察），第三次維護(hù)任務(wù)仍然由發(fā)現(xiàn)號(hào)在1999年12月的STS-103航次中執(zhí)行。在這次維護(hù)中更換了全部的六臺(tái)陀螺儀，也更換了一個(gè)精細(xì)導(dǎo)星傳感器和計(jì)算器，安裝一套組裝好的電壓/溫度改善工具（VIK）以防止電池的過熱，并且更換絕熱的毯子。新的計(jì)算器是能在低溫輻射下運(yùn)作的英特爾486，可以執(zhí)行一些過去必須在地面處理的與宇宙飛船有關(guān)的計(jì)算工作。 4、第四次維護(hù)任務(wù)(3B) 第四次維護(hù)任務(wù)由哥倫比亞號(hào)在2002年3月的STS-109航次中執(zhí)行，以先進(jìn)巡天照相機(jī)（ACS）替換了暗天體照相機(jī)（FOC），并且查看了冷卻劑已經(jīng)在1999年耗盡的近紅外線照相機(jī)和多目標(biāo)分光儀（NICMOS）。更換了新的冷卻系統(tǒng)之后，雖然還不能達(dá)到原先設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)期的低溫，但已經(jīng)冷到足以繼續(xù)工作了。 在這次任務(wù)中再度更換了太陽能板。新的太陽能板是為銥衛(wèi)星發(fā)展出來的，大小只有原來的三分之二，除了可以有效的減少稀薄大氣層帶來的阻力，還能多供應(yīng)30%的動(dòng)力。這多出來的動(dòng)力使得哈勃空間望遠(yuǎn)鏡上所有的儀器可以同時(shí)運(yùn)作，并且因?yàn)檩^為柔軟，還消除了老舊的太陽能板因?yàn)檫M(jìn)出陽光照射區(qū)域會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)的問題。為了改正繼電器遲滯的問題，哈勃的配電系統(tǒng)也被更新了。這是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡升空之后，首度能完全的應(yīng)用所獲得的電力。其中影響最大的兩架儀器，先進(jìn)巡天照相機(jī)和近紅外線照相機(jī)和多目標(biāo)分光儀，在2003至2004年間共同完成了哈勃超深空視場(chǎng)。 5、 最后的維護(hù)任務(wù) 最后一次的哈勃維修任務(wù)已經(jīng)安排在2008年9月11日，航天員將更換新的電池和陀螺儀。更換精細(xì)導(dǎo)星傳感器（FGS）并修理太空望遠(yuǎn)鏡影像攝譜儀（STIS）。他們也將安裝二架新的儀器：宇宙起源頻譜儀和第三代廣域照相機(jī)，但是可能不會(huì)重置或替換先進(jìn)巡天照相機(jī)。 科學(xué)上的成就 [編輯本段] 哈勃幫助解決了一些長(zhǎng)期困擾天文學(xué)家的問題，而且導(dǎo)出了新的整體理論來解釋這些結(jié)果。哈勃的眾多主要任務(wù)之一是要比以前更準(zhǔn)確的的測(cè)量出造父變星的距離，這可以讓我們更加準(zhǔn)確的定出哈勃常數(shù)的數(shù)值范圍，這樣才能對(duì)宇宙的擴(kuò)張速率和年齡有更正確的認(rèn)知。在哈勃升空之前，哈勃常數(shù)在統(tǒng)計(jì)上的誤差估計(jì)是50%，但在哈勃重新測(cè)量出室女座星系團(tuán)和其它遙遠(yuǎn)星系團(tuán)內(nèi)的造父變星距離后，提供的測(cè)量值準(zhǔn)確率可以在10%之內(nèi)。這與哈勃發(fā)射之后以其它更可靠的技術(shù)測(cè)量出來的結(jié)果是一致的。 哈勃也被用來改善宇宙年齡的估計(jì)，宇宙的未來也是被質(zhì)疑的問題之一。來自高紅移超新星搜尋小組和超新星宇宙論計(jì)劃的天文學(xué)家使用望遠(yuǎn)鏡觀察遙遠(yuǎn)距離外的超新星，發(fā)現(xiàn)宇宙的膨脹也許實(shí)際上是在加速中。這個(gè)加速已經(jīng)被哈勃和其它地基望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)證實(shí)，但加速的原因目前還很難以理解。 由哈勃提供的高解析光譜和影像很明確的證實(shí)了盛行的黑洞存在于星系核中的學(xué)說。在60年代初期，黑洞將在某些星系的核心被發(fā)現(xiàn)還只是一種假說，在80年代才鑒定出一些星系核心可能是黑洞候選者的工作，哈勃的工作卻使得星系的核心是黑洞成為一種普遍和共同的認(rèn)知。哈勃的計(jì)劃在未來將著重于星系核心黑洞質(zhì)量和星系本質(zhì)的緊密關(guān)聯(lián)上，哈勃對(duì)星系中黑洞的研究將在星系的發(fā)展和中心黑洞的關(guān)連上產(chǎn)生深刻與長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。 蘇梅克-列維九號(hào)彗星在1994年撞擊木星對(duì)天文學(xué)家是一件很意外的事，幸運(yùn)的事發(fā)生在哈勃完成第一次維護(hù)修好光學(xué)系統(tǒng)之后的幾個(gè)月。因此，哈勃所獲的的影像是自從1979年航海家二號(hào)飛掠木星之后最為清晰的影像，并且很幸運(yùn)的對(duì)估計(jì)數(shù)個(gè)世紀(jì)才會(huì)發(fā)生一次的彗星碰撞木星的動(dòng)力學(xué)事件，提供了關(guān)鍵性的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。它也被用來研究太陽系外圍的天體，包括矮行星冥王星和厄里斯。 |
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