为大众科普“天文美学”
哈勃太空望远镜拍摄了很多美丽的天体结构图像，你最喜欢的图像是什么？哈勃宇宙深场？鹰状星云？漩涡状星系？还是系外星球的数据照片？30年来，你一定看到过哈勃的照片，因为它们无处不在，报纸，杂志，一些网站的背景，甚至在朋友送给你的贺卡上都有这些图片。大众化的“天文美学”使哈勃成就了其他科学仪器无法比拟的标志性地位，如果你做一个街访，问现在有哪些轨道天文望远镜，答案几乎肯定是哈勃太空望远镜……
哈勃拍摄的照片如此迷人，很大程度上是因为哈勃位于地球大气层上方。哈勃望远镜每96分钟就会在560公里的轨道上绕地球旋转一次，哈勃的轨道足够高，可以克服天文观测的最大障碍：地球的大气层。地球的大气层是生命的保护伞，可是在天文观测中，大气层没有那么友好，因为它阻挡了天文学家想要观测的大多数形式的电磁辐射。大气湍流还会巧妙地折射和偏转光束的路径，如果不进行校正，这些偏差会抹去遥远恒星的图像。
哈勃30周年作品，红色是NGC 2014星云，蓝色是NGC2020星云，它们共同生活在麦哲伦星云中，距离我们163000光年远
15亿美元的笑话，缝缝补补的开始
1990年6月27日，哈勃太空望远镜计划的首席科学家韦勒参加了一次记者会议，面对一屋子忍俊不禁的记者，韦勒说新发射的价值15亿美元的望远镜主镜的形状有偏差，所以无法聚集星光，100%的星光，只能聚集10%到15%……
15亿美元的哈勃为什么只拍摄了这样的照片？工程师们发现哈勃主镜的表面非常光滑，精确，但是形状有偏差。找到了错误原因，科学家们还想尽了各种办法改善现状，其中一个提案最终被采纳，那就是使用另一个相机帮助精确抵消主镜中的球差问题。
这是M100星系的比较图，在1993年12月执行首次维修任务后，哈勃成像质量得到了改善
1993年，STS-31任务奋进号航天飞机宇航员为哈勃安装了校正光学器件，可精确补偿主镜球差问题，哈勃也恢复了出众的观测效果。与太空中的其他望远镜不同，哈勃是由来访的宇航员提供服务的，这也是NASA定期升级哈勃计划的一部分，该计划每隔几年就会添加功能更强大的仪器。我们可以将哈勃的维修升级计划看做五个时期，每一个时期，哈勃的功能都会增强并完善。
相隔20年，哈勃拍摄同样的鹰状星云，新的图像表示哈勃可以更清晰地捕获来自发光的氧气，氢气和硫磺的光
第一个宇宙课题
哈勃太空望远镜对我们意义非凡，每一张美丽的照片之后都蕴藏着宇宙的神奇，其实哈勃如此成功的原因之一就是它彻底改变了我们的宇宙观。1995年，哈勃拍摄了一张具有里程碑意义的哈勃图像，名为鹰状星云，其发光气体柱向我们展示了宇宙星云惊人的细节。
我们看到这张照片只觉得好漂亮，宇宙好大，但是这对天文学家来说是绝佳的研究机会。哈勃出色的成像能力甚至可以捕捉星云中恒星形成区的细节，在恒星形成区域中，引力将气体聚集在一起以产生新的恒星，而附近的年轻恒星发出的紫外线会侵蚀柱结构并产生空洞结构。研究恒星演化与形成，是哈勃带给人类的第一个课题。
哈勃超深视场图像中有1万个星系，当然，这里面还包含有年龄最古老，最红的星系，约有100个
观察宇宙中的星云与星系，我们对宇宙的看法大大改变了，宇宙不是一望无际的黑暗，还拥有一点星光，不过……真的是一点星光吗？观察宇宙星系就好像观察时间走廊，天文学家不满足距离我们很近的星云或者星系，转而将哈勃视角放到了整个天空。
天文学家随机选择了一片天空，接下来哈勃指向该地点进行了10天14小时32分的观测，收集了尽可能多的光线，这是为了发现最微弱和最遥远的星系。测量这些星系的红移数据表明，图像中最古老的星系发出的光花了100亿年才到达我们的眼睛。哈勃深场照片对于研究宇宙中恒星和星系的总体形成率如何随时间变化至关重要，进而我们可以研究宇宙早期环境。
哈勃第三广域行星相机拍摄的超深场图像
天文学家们从哈勃深场照片中可以看出，最古老，最遥远的星系看起来要比当今的星系更小，这表明星系碰撞在宇宙历史的早期很普遍，我们的银河系也许就是分层发展的，也就是较小的星系合并形成较大的星系。随着宇宙的不断膨胀，合并和星系构造阶段会逐渐结束，而星系构造的减速与恒星诞生的数据也会吻合。
建立现代宇宙学理论模型
恒星演化，星系演化，宇宙演化，我们利用哈勃发现了太多宇宙的神奇之处。在最初修复任务后的几年中，每张新照片都揭示了新的发现，时间也逐渐来到了1997年。1997年哈勃进行了第二次维修任务，宇航员们为哈勃安装了红外热像仪和新的紫外光谱仪，这进一步增强了哈勃的能力，宇宙学理论模型的一项重要突破即将到来……
哈勃拍摄的韦斯特隆德2号星团及其周围环境，这是为了庆祝哈勃在轨观测25周年
与望远镜同名的人物Edwin Hubble在1929年发现了宇宙正在膨胀，宇宙膨胀的速度也被称为哈勃常数。知道它的值很关键，因为它可以告诉我们宇宙的年龄，当时哈勃的最重要研究就是确定宇宙加速膨胀理论和宇宙的年龄。当时，天文学家已经开始利用哈勃的测距能力测量不同星系中造父变星的距离了。
1998年，研究小组的距离测量结果表明，在过去的数十亿年中，宇宙一直在加速膨胀，结果震惊了天文学家，他们原本以为引力会减缓膨胀速度。现在，天文学家发现暗能量与暗物质是加速宇宙膨胀的原因，哈勃现在正在探索宇宙中更难以探寻的秘密。1997年为哈勃安装的新仪器红外摄像机也被称为NICMOS，它能够发现距离更远的高度红移的超新星，从而提供了更准确的距离测量结果，巩固了宇宙加速膨胀的理论。
1999年，STS-103发现号航天飞机从美国宇航局的肯尼迪航天中心发射升空，这是哈勃第三次维修任务
宇宙中神秘的结构不止暗物质与暗能量，黑洞也是宇宙中最神奇的存在。说到这里我们就要提到哈勃的STIS光谱仪了，STIS光谱仪是1997年安装的，它有助于识别和测量宇宙星系中心超大黑洞的质量。黑洞本身是不可见的，因此，为了证明这些奇特的结构确实存在，天文学家必须测量其对恒星和其他天体结构的影响。之后哈勃的研究发现，几乎每一个星系中心都有超巨大黑洞，而最近的研究表明，星系中一般存在二元黑洞结构，这是哈勃去年朝向多个星系（包括银河系）的观测结果。
寻找宇宙中的不可思议
哈勃在2002年进行了重大升级，增加了一个更灵敏的相机，即更为先进的勘测相机ACS，这极大地扩展了哈勃收集宇宙中微弱光芒的能力。安装了ACS之后，天文学家又多次拍摄了宇宙深场图像，逐渐的，ACS成为宇宙演化调查COSMOS计划的主力。
这是哈勃在不同时间对恒星V838的成像照片，超新星爆炸一直都是哈勃观测研究的重点
哈勃深场调查最重要的成就之一是利用引力透镜效应绘制了暗物质与这些星系相互作用的数据图。宇宙中的暗物质完全不发光，与星系结构的相互作用也很少。所以绘制暗物质的最佳方法就是依靠引力透镜效应，引力透镜效应其实就是光束在通过大块暗物质时会发生弯曲。哈勃可以很好地说明暗物质的存在如何扭曲星系，哈勃引力透镜的相关观测数据表明，宇宙中暗物质的分布与计算机模型的预测非常吻合。
2009年5月，宇航员们最后一次维修了哈勃。那时，哈勃已严重瘫痪，它的三个主要仪器，包括ACS，STIS和NICMOS都已处于休眠状态，更重要的是望远镜迫切需要新的陀螺仪，电池和一台用于科学操作的计算机。于是在2009年，宇航员最后修复了ACS和STIS，并安装两个新仪器，它们分别是宇宙起源光谱仪和第三广域行星相机。
哈勃的象征意义
哈勃太空望远镜是迄今为止最大的单体望远镜，虽然未来的詹姆斯韦伯太空望远镜的主镜大小是哈勃太空望远镜的7倍，但是哈勃太空望远镜为我们带来的关于宇宙的知识永不磨灭。哈勃太空望远镜可能是我们的启蒙老师，它带给我们的很多知识都是第一次发现……
系外行星研究，黑洞结构与演化，恒星与行星起源，宇宙加速膨胀与哈勃常数的多次更正，宇宙演化与COSMOS调查计划超深场图像等等……其实哈勃最成功的是哈勃象征着人类对于宇宙探索的追求，哪怕是五次维修任务的缝缝补补，哪怕是15亿美元的笑话，哪怕是主镜的先天缺陷，都不能阻止我们探索宇宙。
科学是越来越发达了，哈勃太空望远镜无论从广域成像能力，光谱成像能力还是红外成像能力等等，都无法和未来的四大太空望远镜相较，但是哈勃为我们带来的不仅只有科学，还有大众对于天文学的兴趣。哈勃作为初代的顶级望远镜，它提升了全人类的宇宙观，这也是为什么哈勃在我们心中无法取代的原因。
探索宇宙的初心与追寻真相的理想将永远伴随我们，就像哈勃在我们心目中的地位，哈勃太空望远镜，#哈勃升空30周年#纪念日快乐
