关于哈勃望远镜的知识（为什么哈勃望远镜非要发射到天空）

如果我们回首20世纪的天文学，就会发现在众多的发现当中，天文学家爱德温·哈勃发现的星系红移是整个人类文明史一次里程碑式的重大发现。

所谓星系红移，指的就是银河系外的大多数星系都在离我们远去，而且距离我们越远，远离的速度就越快。这个发现不仅让爱因斯坦主动承认自己关于静态宇宙的错误看法，而且还成为了宇宙大爆炸的关键证据，拉开了现代宇宙学发展的序幕。

除了爱德温·哈勃，在天文学史上，还有另外一个“哈勃”也为人类探索宇宙做出了巨大的贡献，这个“哈勃”就是大名鼎鼎的哈勃空间望远镜。

1990年4月24号是哈勃空间望远镜服役的日子，今天是哈勃服役30周年的日子。在过去的30年里，哈勃为我们带来许多珍贵的照片，帮助科学家攻克了一个又一个的科学难题。可你知道吗？

哈勃其实是一个近视眼，这30年来，它带着一副眼睛，勤勤恳恳地工作，别人“996”就受不了，可它完全就是“007”，全天无休地在巡天。那具体是咋回事呢？

首先，我们要从天文观测说起。早期人类观测宇宙其实是通过肉眼。具体的原理其实是宇宙中的电磁波来到地球，进入到观测员的眼睛当中。电磁波其实有一个很完整的频段，而肉眼只能观测到一部分，这部分也被叫做可见光频段。可见光频段其实只是整个光谱中很小的部分，这就意味着人类看不到很多光，这就有点类似于色盲。

自从伽利略用望远镜来观测天象，人类的天文学水平就有了突飞猛进的发展。由于人类只能在地球上观测宇宙，地球的环境其实对天文观测是有很大影响的。这些因素主要有地面的振动，其他的电磁波的污染，即便没有这些，大气层本身也对天文观测造成严重的干扰。

由于大气层是冷热不均的，在地球表面上观测时，看到的景象就会发生晃动和模糊，就好像散光了一样。不仅如此，大气层和地磁场还会屏蔽掉许多宇宙射线，导致科学家无法观测到X射线波段，伽马射线。所以，即便是我们有能够接收这些射线的仪器，但由于地球环境，我们还会有部分接收不到。这某种程度上加深了人类的“色盲”问题。

一直以来，科学家就想要攻克这两个问题。1946年，天文学家莱曼·斯皮策就提出一个大胆的想法，把望远镜搬到天空当中，这样就可以避免地球的影响。

1970年，美国和欧洲的航天局就发起了一个“大型轨道天文台计划”。在这个计划中，有希望解决上述的两个问题，首先把望远镜搬到天空中，解决散光的问题；其次，利用四台空间望远镜覆盖电磁波的全频段，这样就可以解决色盲的问题。这四台空间望远镜分别是：

• 哈勃空间望远镜：可见光和近紫外波段。
• 康普顿伽玛射线天文台：伽玛射线波段，硬X射线波段。
• 钱德拉X射线天文台：软X射线波段。
• 斯皮策空间望远镜：红外波段。

哈勃望远镜是这四个空间望远镜中，第一个被送往太空的。是迄今为止最长寿的，到现在为止已经完成了100多万次的拍摄，可以说是最成功的空间望远镜。虽然它的业绩十分辉煌，但真的应了中国的那句老话：好事多磨。

一开始，美国国会不愿意批准哈勃项目的预算，但是当时的科学家想了很多办法来游说国会，最终得到了一半的计划经费，这导致只能给原计划进行瘦身。

其次，由于哈勃用到的主镜面对于工艺的要求特别高，导致制造商迟迟无法按时交货，前前后后推迟了三次。等到准备好时，又遇到了1986年挑战者号的事故。

于是，哈勃空间望远镜的发射计划又被推迟了。直到1990年4月24号，哈勃在才正式发射，这距离哈勃完工已经过去了7年的时间。

可是在发射时，太阳能电池板差点就没打开，差点造成发射失败。这还不是最遭的，在哈勃的导航系统中，一共有6个陀螺仪，其中有四个坏了，然后磁力计和动力系统也都出了问题。最严重的是打磨主镜面的时候，成品比标准厚了2微米，这就使得哈勃对焦不准，说白了就是哈勃成了近视眼。

出现这样的意外，对于美国航天局而言无疑是巨大的灾难。不过，科学家们没有放弃，而是决定一雪前耻。他们计划给哈勃“戴副眼镜”，来矫正这个2微米的误差。经过三年的努力，1993年，宇航员乘坐着奋进号航天飞机，前往哈勃的的轨道，对哈勃进行维护。

宇航员不仅给哈勃戴上了眼镜，还更换了陀螺仪和太阳能电池板。戴上了眼镜的哈勃拍摄到的照片不再模糊，它开始正常地运作，不断地拍摄照片。

这些照片拥有巨大的科研价值，那都有哪些重大发现呢？

我们可以简单列举几个。

• 测定宇宙年龄
• 证实了星系中心存在黑洞
• 发现了宇宙加速膨胀的证据
• 观测到了许多系外行星

……

哈勃观测到的图象精度远远好于地面上的望远镜，可以说是大幅度地促进了天文学的发展。

按照原来的计划，哈勃应该服役到2005年。不过，它的服役时间远远超过了原计划。时至今日，科学家一共对哈勃进行了4次维修。最后一次是安排在了2009年，当时计划是倾尽全力给哈勃来一次大的维护和升级，从那之后就不再对它进行维护，由于这次升级的技术要求极高，导致存在着很高的风险。宇航员在亚特兰提斯号航天飞机前往哈勃轨道维护时，奋进号航天飞机就一直在待命状态，随着准备上天营救。

最后的这维护后，科学家指望着哈勃能够继续使用5年的时间，服役到2014年。应该说，哈勃真的是空间望远镜的劳模，到了2014年时，还可以继续超期服役，一直到今年，距离它当初发射已经30年的时间，依然勤勤恳恳。

虽然如此，但是科学家也不打算再对哈勃进行维护了，毕竟哈勃的技术已经太落后。于是，科学家不得不采用技术水平更高的新设备。

这个哈勃的继任者就是詹姆斯·韦伯空间望远镜。

它的口径是6.5米，而哈勃只有2.4米，因此它的性能要远远优于哈勃，也就是说它能看得比哈勃更远，更详细。詹姆斯·韦伯空间望远镜目前已经在筹备当中，相信在不久的将来就会发射。

哈勃已经等了这位继任者足足15年的时间，它已经圆满地完成了自己的任务。虽然它只是一台设备，但是它大大拓宽了人类的视野。因此，哈勃无疑是人类文明史的英雄。

关于哈勃的一生，在纪录片《哈勃三十年：揭示宇宙奇观》有非常详细的描述，有兴趣可以自己去看一下。