你真的了解「哈勃」太空望遠鏡嗎?

1998年2月13日,美國航天員成功改造“哈勃”太空望遠鏡。那麼,你可知道,為什麼要發射空間望遠鏡?

你真的瞭解“哈勃”太空望遠鏡嗎?

濃密的大氣層對於地球上一切生物來說,是必不可少的,但對於天文觀測來說卻是很難對付的“天敵”。來自宇宙的紫外線、大部分紅外線、X射線、γ射線等各種電磁輻射,不是被它吸收得一乾二淨,就是被反射得無影無蹤。獨有可見光、射電波和一部分紅外線,可以透過大氣層而到達地面。此外,大氣抖動的存在、城市煙霧和燈光的影響以及氣候條件的限制,也使得地面上的天文觀測的效果很不理想。一位美國科學家說得好:“在地面上觀測恆星,就像從湖底去看飛鳥一樣困難。”

因此,天文學家早就想從地球大氣層之外去觀測宇宙了。1976年,美國國家航空航天局制定了一項研製空間望遠鏡的宏大計劃,並確定由馬歇爾航天中心負責該望遠鏡的研製和發射。1981年,專門成立了空間望遠鏡研究所,該所有40名科學家,當空間望遠鏡進入太空後,他們將從那裡指揮它的運轉。

這臺全長12.8米,鏡筒直徑4.27米,重達11噸,以美國天文學家哈勃的名字命名的望遠鏡,由光學部分、科學儀器、輔助系統等幾部分組成。光學部分採用卡式反射系統,主鏡口徑為2.4米,能接收波長為115納米~1毫米的電磁輻射。主要科學儀器有:一臺廣角照相機,可把大片星空攝入鏡頭;一臺闇弱天體照相機,能夠探測到28~29等的暗星;兩臺高分辨率攝譜儀,用於測量輻射源的能量波長;高速光度計,用於高速測光。這些設備都是插入式的,更換儀器非常方便,抽出來插進去就行了。輔助系統包括電源、通信、數據處理和環境控制、遙測等部件。兩塊長達11.8米、寬2.3米的太陽能電池帆板,向空間望遠鏡提供能源,總功率為2.4千瓦。

你真的瞭解“哈勃”太空望遠鏡嗎?

哈勃空間望遠鏡運行在數百千米以上的地球軌道,擺脫了地球大氣對天文觀測的一切干擾,因此它的威力將遠遠超過地面上所有的光學望遠鏡。在目前正在運轉的地面光學望遠鏡中,美國帕洛馬山天文臺的口徑5米海爾望遠鏡是最好的,可觀測到數十億光年之遠的天體。空間望遠鏡口徑雖只有2.4米,卻能觀測到140億光年之遙的天體。海爾望遠鏡只能觀測到暗至23等的星,相當於看到3千米之外一支蠟燭的亮度。而空間望遠鏡能夠觀測到暗至29等的闇弱天體,相當於看到500千米之外一支蠟燭的光。重要的是空間望遠鏡所提供的圖像清晰度是地面觀測的10倍。

天文學家正希望從哈勃空間望遠鏡“身”上,為許多“不解”之謎找到答案,如宇宙有多大?年歲有多老?有沒有起始和終結?對黑洞和類星體的觀測會不會揭示出物理學上的新定律?在外層空間是否還有其他未知的天體?星球是怎樣形成的?是否有像太陽系一樣的其他行星系?

你真的瞭解“哈勃”太空望遠鏡嗎?

正像哥倫布當年曾想尋找通往遠東的新航線,卻意外地發現美洲新大陸一樣,今天的哈勃空間望遠鏡也可能會意外發現許多人類還未曾想象過的天文現象。如果說17世紀初伽利略望遠鏡的問世是天文發展史上的一個里程碑,那麼今天空間望遠鏡的誕生無疑將是天文史上又一個重要里程碑,它必將給人類認識宇宙帶來新的飛躍。


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