哈勃太空望远镜（哈勃太空望远镜是哪国的）

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哈勃是远镜如何成为最强大望远镜的？追溯哈勃历史，原来也很曲折离奇

1990年4月24日，哈勃著名的太空哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope，缩写：HST）发射升空。望远

如今，镜哈哈勃望远镜已经成为了世界上最著名的勃太望远镜，它所公布的空望每一张宇宙照片都备受瞩目。可是远镜，回顾起哈勃望远镜的哈勃发射历程，我们能想到的只有那几个词语——跌宕起伏、曲折离奇。

关于太空望远镜的构想，远比你想象的要早。

早在1923年的时候，德国太空先驱三人组之一的 赫尔曼·奥伯斯 出版专著《Die Rakete zu den Planetenräumen（火箭进入行星空间）》，首次提到了关于利用火箭将望远镜送上太空的想法。

1946年，美国天文学家 小莱曼·斯皮策 发表了论文《Astronomical advantages of an extraterrestrial observatory（地外天文台的天文优势）》，正式提出了空间望远镜的概念和优势。

斯皮策一生之中始终致力于空间望远镜的研制上，对于哈勃望远镜以及其他空间望远镜的发射都作出了杰出的贡献。因此，NASA也将2003年发射升空的太空望远镜以他的名字来命名，这就是今年刚刚退役的 斯皮策太空望远镜 。

1962年，美国国家科学院也提交了一份报告，认为空间望远镜应该作为一项重要的天文视野来发展。于是，在1965年的时候，NASA成立了一个致力于建造空间望远镜的委员会，这个委员会的委员长即是斯皮策。

1974年，在空间望远镜还没有问世的时候，“寒酸”的科学家们只能利用飞机将观测设备承载到空中进行有限的观测。比如 柯伊伯机载天文台 ，就是利用改装过的C-14飞机搭载到12500米高空，在相对稀薄的大气环境下提高人类的观测能力。

为何天文学家纷纷将目光放在了太空？难道地球这个“小庙”容不下望远镜这一尊“大佛”吗？

容不下。

地球的大气层对于生命的存在至关重要，如果没有它，现在的地球将是一片死寂。但是，它阻拦了外太空辐射的同时，也阻拦了人类的视野。虽说我们的肉眼看不见空气，但这不意味着它真的是“看不见”，大气湍流在天文观测时给天文学家带来了巨大的障碍。

不仅如此，地球大气层可以遮挡或者削弱很多波段的电磁波。比如我们熟知的臭氧层，可以吸收大部分 紫外线 ，保护我们不会被太阳辐射所伤害，但是也阻止了科学家利用紫外线波段对宇宙进行观测。如果能让天文望远镜摆脱地球大气层，那就可以不受大气层的干扰，极大地扩展人类的视野。

不论是理论上还是其他一些初步的实践成果都告诉我们：空间望远镜的确具有非常巨大的观测优势。1968年，NASA正式决定：建造一台口径达到3米的空间望远镜，名称暂定为大型轨道望远镜或大型空间望远镜（LST），预计发射时间为1979年。这台望远镜，就是后来的哈勃太空望远镜。

可是，这个计划从一开始就面临着一个重大的问题：钱。

正应了那句话：钱不是万能的，没有钱却是万万不能的。

对于这台望远镜的高昂预算，美国国会提出了质疑，并且要求必须想办法降低预算。当科学家们绞尽脑汁地思考如何削减预算时，却接到通知说不用考虑这个问题了——不是国会有钱了，而是国会明确表示：这个项目撤销。

天文学家们如同遭到了晴天霹雳，他们到处游说，很多人亲自拜访众议员和参议员。1977年，在他们的不断努力下，参议员才决定恢复一半的预算。

直到1979年，也就是最初计划发射这台望远镜的那一年，它的主镜片才刚刚开始抛光。直到两年后，承担这项任务的珀金·埃尔默公司仍然没有完成抛光工作。此时，抛光的费用已经超出了最初的预算。NASA无奈之下，只好决定“打个八折”，把这台望远镜的口径改为2.4米，也就是现在哈勃望远镜的口径。从这个角度来讲，哈勃望远镜只是个“ 残次品 ”。

即便如此，这台望远镜的经费仍然严重不足，国会又把钱包捂得极紧。无奈之下，NASA只好转而向欧洲航天局求助。对于欧航局来说，这恐怕算得上是天上掉馅饼了。于是，他们出人、出力、出钱、出设备，助NASA一臂之力。前提条件是：欧航局获得这台望远镜 15% 的使用时间。因此，我们看到的一些哈勃太空望远镜的照片都是两个航天局合作的。

本段开篇的那句话如果反过来说，就是当时NASA遇到的尴尬。没有钱是万万不能的，但钱也不是万能的。即使得到了欧航局的帮助，望远镜的发射时间仍然一推再推，先是推迟到1986年3月，然后推迟到同年9月。这一次，他们不用再推了，因为问题已经不是望远镜打造的问题了。

1986年1月28日，是天文史上最悲痛的一天，美国 挑战者号航天飞机 发生事故爆炸，7名宇航员全部牺牲。这个打击让NASA不得不停下脚步，暂停了航天飞机的发射。

研发哈勃望远镜的相关工作人员反倒是把握住了这个机会，继续提高望远镜的灵敏度、改进地面控制系统。但是，原本计划搭乘航天飞机进入太空的哈勃望远镜，不得不放在无尘室中精心保存，这无异于是在白白地烧钱。望远镜的发射，已经刻不容缓。

1990年4月23日，美国肯尼迪航天发射中心，万众瞩目的时刻终于到来。从提出构想到这一刻，已经过去了44年。这台在前不久决定以刚刚逝世一年的著名天文学家埃德温·哈勃的名字来命名的太空望远镜，终于装进了“发现者”号航天飞机，被发射升空。4月24日，在航天飞机的投放后，哈勃太空望远镜正式开始服役。

这个时候，原始预算只有 4亿美元 的哈勃望远镜，已经烧掉了接近 15个亿 。在它的身上，一共配备了五大武器：

图为哈勃太空望远镜的结构示意

从尺寸上看，哈勃望远镜和一辆公交车差不多。它的口径为2.4米，总宽度4.2米，长度为13.2米，重量约为11.11吨。目前运行在大约540公里的高空，以每秒7.59公里的速度绕地球公转。

可是，这一台无数天文学家呕心沥血、栉风沐雨打造的望远镜，承载着无数人对宇宙的渴望与憧憬，却在传回第一张照片的时候就让所有人大跌眼镜。这是怎么回事呢？

哈勃传回来的第一张照片，出人意料地不清晰，大概就是下面这个样子。

不是你的眼神有问题，你的手机屏幕也很好，是哈勃太空望远镜的问题。

这个问题马上成为了当时的热点新闻，让哈勃望远镜成为了全美国茶余饭后吐槽的焦点。《新闻周刊》杂志的封面甚至起了 " 15亿美元的大错 "的题目。

15亿美元，换来了5毛钱的特效。

喷射推进实验室主任卢·艾伦领导的委员会马上寻找其中的原因，最终发现：问题还是出在了珀金·埃尔默公司的身上——恐怕这些技术人员，已经恨得牙根直痒痒，不知道当初为何把这项任务给了这家公司。

导致哈勃望远镜观测能力大大弱于预期的原因，就在于主镜的打磨。这就要从哈勃望远镜的原理说起了。

从本质上说，哈勃太空望远镜的原理和 折反射望远镜 差不多，但是能够观测到的波长范围更加宽广。光线射到主镜后，通过主镜反射到副镜上。这里的主镜画得比较平，但其实是一个凹面镜。

光线由副镜反射，通过主镜内的孔，并汇聚在焦点上。只要在焦点上安置接收仪器，就可以实现将远处天体的放大。这里，首先就得要求主镜有完美的平整度，其次就是主镜的曲率要完美实现。否则，看上面的原理图就知道，光线一定会散开。

结果，由于主镜的曲率有了一点点细微的偏差，就产生了实际像点与理想像点的位置之差，这种偏差叫做球面像差，也叫球差。据计算，哈勃望远镜当时的球面像差仅有 2.2微米 ，是人类头发的几十分之一。但是，对于哈勃这样的超精细设备来说，这个偏差是致命的。中国古人讲：“失之毫厘，谬以千里”。而哈勃更夸张，失之微米，谬以光年。

问题找到了，那么，到底这个问题是怎么产生的呢？

艾伦委员会的调查结果显示：原本望远镜研发项目中包含着对球面像差的检测流程，就是利用一种叫做“ 零位校正器 ”的设备进行检测。但是，在应该进行这项检测的期间，珀金·埃尔默公司因为经费和项目进度的问题和NASA闹得很不愉快，因此有些破罐子破摔的心态，于是抱着侥幸心理没有按照最初的要求装配零位校正器，错误安装的零位校正器导致了微弱的偏差。珀金·埃尔默并非不知道这件事，但是他们竟然没有修正，而是垫了几个金属片强行把偏差消除，想借此蒙混过关。

事情到这里还有挽回的余地，挑战者号航天事故给了他们时间和最后的机会，只要NASA的人再检测一次，发现问题就好了。可是，珀金·埃尔默的人始终拍着胸脯保证主镜没有任何问题，于是检测就没有进行。

纸是包不住火的，当那些哈勃望远镜传回的第一批照片呈现在众人面前的时候，也就是人们傻眼的时候。

艾伦委员会认定，这次偏差的主要错误在于珀金·埃尔默公司的粗心大意，为此，后者迫于你懂得的压力，不得不赔偿 1500万美元 。同时，NASA的相关人员因为工作不力，同样遭到了严厉的批评。

可是，惩罚不是目的，已经出现的问题该如何解决呢？

把望远镜拉回地面维修不是不可能，但是高昂的成本让人望而却步。好在问题还有解决的余地，他们可以在太空中给哈勃望远镜“戴眼镜”。通过重新的计算和反复的检查，技术人员得出结论：主镜的圆锥常数为-1.01390±0.0002，而不是预定的-1.00230。

1993年，NASA发射了奋进号航天飞机，利用机械臂将哈勃望远镜抓进航天飞机中。在接下来的7天内，宇航员将 矫正光学空间望远镜轴向替换系统 （Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement，缩写：COSTAR）装入哈勃，消除了球面像差。由于哈勃望远镜内位置不够，NASA不得不舍弃了五大武器之中的 高速光度计 （HSP）。同时，他们也用 第二代广域和行星照相机 替换掉了第一代，提升了观测的能力。

至此，哈勃望远镜终于摆脱了人们的嘲讽，从此成为了人类观测宇宙时最重要的“一双眼”。在接下来的27年时间里，它无数次用强大的观测能力，向我们展现最壮观、最深邃、最神秘的宇宙，诉说着这个宇宙所隐藏的秘密。

哈勃太空望远镜已经服役30年，却依然能持续传回大量震撼的宇宙图片。和它相比， 斯皮策太空望远镜 2003年升空，今年年初退役，只工作了17年，而1991年发射的 康普顿望远镜 仅仅服役了9年，就在2000年坠入太平洋。

为何哈勃望远镜能够独树一帜，30年来依旧长青呢？

这是在于，哈勃太空望远镜是 唯一被设计为可以由宇航员在太空中进行维修的设备（根据前两章的介绍，可以感受到我们该多么庆幸它可以维修） 。从发射至今，哈勃太空望远镜已经经历了5次维护更新。

尽管经历了多次维修，但我们知道，终有一天哈勃望远镜也会退役。不过幸运的是，NASA早就已经准备好了下一代望远镜，那就是 詹姆斯·韦伯太空望远镜 （James Webb Space Telescope，缩写JWST）。

和哈勃相比，JWST的观测功能更加惊人，而且它能观测到的波段也比哈勃要更加宽广。哈勃望远镜的口径为 2.4米 ，而JWST可以达到 6.5米 。因此，前者的观测极限大约为 134亿光年 ，而后者则可以观测到 136亿光年 以外，也就是宇宙大爆炸后2亿年左右的模样。

和给予它名字的天文学家埃德温·哈勃一样，哈勃望远镜也是人类天文史上的一座里程碑。在人类前行的路上，里程碑会一个一个被甩在后面。但是，我们永远不会忘记里程碑旁边的风景，和里程碑向我们诉说的一个道理：我们永远在前行！

感谢阅读。

哈勃望远镜能观测多远？它的拍摄原理是什么？

哈勃望远镜能观测很远。问题反过来了，为什么我们花了这么多亿年才看到100亿光年的距离？光年是一个长度单位，100亿光年是指光在100亿年内所走过的距离。你可能会认为，既然天体在100亿光年之外，我们的 "视线 "就需要100亿年才能飞到天体上看到它。事实上，这种理解是完全错误的。要看清一个物体的真面目，是因为它发出或反射的光被望远镜或眼睛捕捉到，然后光信号被印记下来，我们才能看到它。

哈勃太空望远镜之所以能看到很远的地方，甚至是100光年以外的地方，是因为来自100亿年前的天体的光经过了这么远的路程才到达我们这里。但是来自如此遥远的天体的光线是如此的暗淡，以至于哈勃太空望远镜需要几个月的曝光时间才能收集到足够的光线来成像。因为宇宙正在膨胀，一个100亿光年外的物体正在以215,000公里/秒的速度后退，或71.6%的光速，根据哈勃常数70（公里/秒）/兆帕斯卡。来自目前100亿光年外的物体的光需要100多亿年才能到达地球，因为空间在膨胀，光已经走了100多亿光年。

人们的眼睛能看到宇宙，那是因为我们的眼睛已经接收到了一切发出的光子，不是眼睛在寻找光子而是光子的眼睛，所以我能看到100光年外的图像是100光年外的光飞到哈勃最后我们在镜子里看到的，而不是眼睛跨越100光年去寻找那里的光。

相对于宇宙来说，光速是一个非常缓慢的速度，这意味着我们在100亿光年外看到的只是100亿年前的回放，我们永远不知道那个星域现在是什么样子，将来会是什么样子，甚至我们现在看到的100亿年外的星系也不再存在。但是我们必须等待100亿年后才能知道。对于超过140亿光年的物体来说，它们目前的光线永远无法到达地球的距离，这意味着我们将永远无法看到这些遥远的物体。然而，过去这些遥远物体的光线仍然到达地球，所以我们只能看到它们过去的样子，而不是它们现在或将来的样子。

什么是哈勃太空望远镜?它的原理?

哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope,HST）,是人类第一座太空望远镜,总长度超过13米,质量为11吨多,运行在地球大气层外缘离地面约600公里的轨道上.它大约每100分钟环绕地球一周.哈勃望远镜是由美国国家航空航天局和欧洲航天局合作,于1990年发射入轨的.哈勃望远镜是以天文学家爱德文·哈勃的名字命名的.按计划,它将在2009年被詹姆斯韦伯太空望远镜所取代.哈勃望远镜的角分辨率达到小于 0.1秒,每天可以获取3到5G字节的数据.

由于运行在外层空间,哈勃望远镜获得的图像不受大气层扰动折射的影响,并且可以获得通常被大气层吸收的红外光谱的图像.

哈勃望远镜的数据由太空望远镜研究所的天文学家和科学家分析处理.该研究所属于位于美国马里兰州巴尔第摩市的约翰霍普金斯大学.

历史

哈勃太空望远镜的构想可追溯到1946年.该望远镜于1970年代设计,建造及发射共耗资20亿美元.NASA马歇尔空间飞行中心负责设计,开发和建造哈勃空间望远镜.NASA高达德空间飞行中心负责科学设备和地面控制.珀金埃尔默负责制造镜片.洛克希德负责建造望远镜镜体.

升空

该望远镜随发现号航天飞机,于1990年4月24日发射升空.原定于1986年升空,但自从该年一月发生的挑战者号爆炸事件后,升空的日期被押后.

首批传回地球的影像令天文学家等不少人大为失望,由于珀金埃尔默制造的镜片的厚度有误,产生了严重的球差,因此影像比较蒙眬.

维护任务1

更换设备后所拍摄的清晰影像,远比更换前清楚许多.第一个任务名为STS-61,它于1993年12月增添了不少新仪器,包括:

以COSTAR取代高速光度计(HSP).

以WFPC2相机取代WFPC相机.

更换太阳能集光板.

更换两个RSU,包括四个陀螺仪.

改变轨道

该任务于1994年1月13日宣告完成,拍得首批清晰影像并传回地球.

维护任务2

第二个任务名为STS-81,于1997年2月开始,望远镜有两个仪器和多个硬件被更换.

维护任务3A

任务3A名为STS-103,于1999年12月开始.

维护任务3B

任务3B名为STS-109,于2002年3月开始.

天文史上最重要的仪器——哈勃空间望远镜

哈勃空间望远镜是以著名天文学家、美国芝加哥大学天文学博士爱德温·哈勃为名，在地球轨道上并且围绕地球的太空空间望远镜，它于1990年4月24日在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射。

哈勃空间望远镜是美国大型轨道天文台计划中的4台空间天文台之一（另3台分别为康普顿伽马射线天文台、钱德拉X射线空间望远镜和斯皮策空间望远镜），镜面直径2.4米，位于地球大气层外，相较于地面上的光学望远镜，哈勃空间望远镜避免了地球大气及恶劣天气对天文观测的影响，弥补了地面光学观测的不足。

听起来很美好，但是在发射升空数星期后，研究人员发现从哈勃空间望远镜传回的图像有严重的问题，获得的的最佳图像品质远低于预期：遥远的恒星被扩散成超过一角秒半径的圆。对图像缺陷的分析显示，问题来源于太空极端环境影响及地面设计误差——主镜的形状被磨错了，虽然只差了微不足道的2微米，但这个差别造成了灾难性的球面像差。这样来自镜面边缘的反射光不能聚集在与中央反射光相同的焦点上，严重减损了望远镜观察暗天体的能力，这意味着几乎所有宇宙学研究计划都不能执行，因为它们都是非常暗弱的观测对象。NASA和哈勃空间望远镜因此成为许多人嘲笑的对象。

1993年，奋进号执行了对哈勃空间望远镜的第一次维修任务，研究人员设计一个有相同球面像差，但效果相反的光学系统来抵消误差，相当于配上一副能改正球面像差的眼镜。用来改正球面像差的仪器称为空间望远镜光轴补偿校正光学（COSTAR）。为了给COSTAR在望远镜内提供位置，必须移除其中一件仪器，天文学家的选择是牺牲高速光度计。这次成功维修重新恢复了公众对NASA能力的信任，更让人看到了人类非凡的工程学智慧和勇气。

随后，哈勃空间望远镜又陆陆续续进行了四次维护。2009年5月11日14点01分，亚特兰蒂斯号航天飞机在肯尼迪航天中心发射升空。在此次太空之旅中，机上的7名宇航员通过5次太空行走对哈勃空间望远镜进行了最后一次维护，为其更换了大量设备和辅助仪器。同时科学家也在研制哈勃的接班人——詹姆斯•韦伯空间望远镜。

詹姆斯·韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope，缩写JWST)，曾称为“新一代空间望远镜”（Next Generation Space Telescope），2002年以NASA第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名，是NASA、ESA和加拿大航空航天局联合研发的空间红外望远镜，质量为6.2吨，约为哈勃空间望远镜(11吨)的一半。主反射镜由铍制成，口径达到6.5米，面积为哈勃太空望远镜的5倍以上。它还能在近红外波段工作、能在接近绝对零度(相当于零下273.15摄氏度)的环境中运行。

詹姆斯•韦伯空间望远镜的主要任务是观测今天可见宇宙的初期状态。詹姆斯•韦伯空间望远镜附带了可折叠遮阳板，保持它的镜片和四个科学仪器的温度低于零下220摄氏度。因其处于日地拉格朗日2点，在这里看来，地球和太阳之间的相对位置不变，不用频繁修正位置。但由于种种原因，詹姆斯•韦伯空间望远镜发射时间一再推迟，对其预算已从最初的5亿美元增加至目前的近百亿美元。目前发射时间已推迟至2021年。每次关于詹姆斯•韦伯空间望远镜的发布会都是一如既往的几个词：“我，詹姆斯•韦伯，没钱了，打钱……”

哈勃太空望远镜的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于哈勃太空望远镜是哪国的、哈勃太空望远镜的信息别忘了在本站进行查找喔。