为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

宇宙一直都在绝美绽放,只是人类目力不及,直到勤恳能干的哈勃太空望远镜打开天眼……

整整30年前的今天,被誉为「太空巨眼」的哈勃太空望远镜在万众瞩目下,由大名鼎鼎的发现号航天飞机搭载升空,从此开启「哈勃时代」。

如果没有哈勃,人类认知宇宙的边界就要窄小很多。

如果没有哈勃,我们无法目睹最摄人心魄的宇宙图景。

如果没有哈勃,脚踩地表的地球人无法想象宇宙的深度、广度、精彩程度。


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

美国东部时间1990年4月24日07:33:51,这架举世瞩目的太空望远镜搭乘发现号航天飞机发射升空,开始太空之旅。5月20日开始正式工作。

原本早在1986年,就已计划好发射升空的。但因为当年挑战者号失事导致所有航天飞机暂停发射。命运多舛的哈勃后来又遭遇预算问题、技术迭代,导致推迟四年之久。后面细说。

这就是说,我们本可以在今天向哈勃祝贺34岁生快,而不是30岁!



哈勃太空望远镜有多牛?

尽管哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope,简称HST)并不是人类第一个太空望远镜,但它是迄今为止最大、最著名、最通用的在轨运行空间望远镜。

迄今为止哈勃运行30年间,总计探测大约50000个天体,观测任务约200万次。探测能力叹为观止——

精确定位精度高达0.007弧秒,这相当于它能够发射一束激光,精准打到200英里(321公里)外的一枚袁大头头像上。

HST可以看到天区里只有0.05弧秒角大小的天体,这相当于它能从华盛顿特区看到东京,相距不到10英尺(3米)的一对儿萤火虫。


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

哈勃探测光波横跨三个波段:可见光、紫外线、近红外线。

哈勃最远已探测到距离我们134亿光年的天体。

哈勃每年传回的哈勃数据约有10兆兆字节,数据总量超过150TB。

天文学家利用哈勃数据发表了超过15000篇科学论文,这些论文被引用量超过738000次。

透过哈勃数据出炉的大量天文照片,创生之柱、哈勃深空场、超深空场、极深空场……让人类一窥奇美广袤的宇宙。

如果没有哈勃,如今的天文学、观测宇宙学,至少缺失一大块。

为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?


为什么要以哈勃命名?

埃德温·哈勃可以说是现代观测宇宙学之父,宇宙大爆炸理论第一验证者,宇宙膨胀理论第一观测者。

哈勃最大贡献,就是发现了宇宙空间在加速扩张——被誉为20世纪最伟大的科学发现之一。因此,作为20世纪美国天文界一代巨星,NASA以他命名,理所当然。

哈勃太空望远镜花掉多少银子?

从1978年美国国会拨款3600万美元,一直到1986年延期发射,最初花费11.75亿美元,等到1990年发射部署,预算已达47亿美元,之后又经过5次维修、升级、运营等投入,估计总费用已达100亿美元。

这是仅次于一再难产的詹姆斯·韦伯太空望远镜,NASA第二大见钱眼开的饕餮天眼。

NASA最拿得出手的照片正出自哈勃

如果问NASA史上最有名的星图是哪张?恐怕有些天文爱好者都能替NASA抢答啦——


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

这就是「创生之柱」Pillars of Creation。

事实上,正出自哈勃太空望远镜之手,甚至是它的雪耻照片;在大众眼里,它是NASA最棒最炫的视觉大使;在艺术家眼里,它是再好不过的IP符号;甚至在牧师眼里,它是宇宙的天使。

先来看看它的简介。所谓「创生之柱」其实是鹰状星云(也叫天鹰星云Eagle Nebula)的一小小部分。鹰状星云位于北天的巨蛇座,距离我们7000光年。这个令人叹为观止的云团,其实是恒星正在形成的形态。整个星云约有8100颗恒星,最亮一颗亮度是咱太阳的100万倍,质量约是80倍。


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

这张图片是鹰状星云的局部图像,右侧框内部分就是「创生之柱」。

就在「创生之柱」的旁边,左侧框内还有一个很有名的结构,名叫「黑之柱」Black Pillar,我本人更喜欢叫它「龙首」。


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

这根遒劲有力的黑色柱子,长度可是按照光年测算的,足足有9.5光年。也就是说,这个长度是我们距离最近的恒星——半人马座比邻星(大刘笔下的三体世界)距离的两倍还要长,长达90万亿公里,飞得最远的人类探测器旅行者1号(Voyager 1)至少得飞上10万年!

其实,鹰状星云并不是NASA发现的,早在300年前,就被鼎鼎有名的法国天文学家梅西耶Messier,收录在「梅西耶星团星云列表」里,列表里的天体都被叫做「梅西耶天体」,他按照自己姓氏Messier的第一个字母M,依次给这些天体编号,鹰状星云被编号为M16。


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?


为啥要拍哈勃「雪耻照片」?

回到文章开头,为什么说「在美国宇航局眼里,鹰状星云是哈勃太空望远镜的雪耻照片」呢?

大家可能多少听说过哈勃太空望远镜「好事多磨」的故事吧。尽管这个太空巨眼是为了纪念美国天文奇才埃德温·哈勃Edwin Hubble,但筹划、研制、命名、发射、应用……整个太空望远镜的全过程,跟他本人没啥关系,倒是跟另一位大名鼎鼎的美国天文学家密不可分,他就是莱曼·斯皮策Lyman Spitzer(后来以他命名的一架太空望远镜同样赫赫有名)。


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

莱曼·斯皮策


早在1946年,他曾撰写《大气层之外的天文观测优势》,论证太空望远镜的种种好处。但直到1958年成立NASA后,美国官方才开始认真对待这个「科学幻想」。不过,1974年却遭到国会议员的强烈反对,在随着三年里,美国和欧洲的天文学家们发动了大规模的宣传造势活动,而斯皮策正是这场造势运动的核心人物。

1977年国会终于批准给钱了。从设计到建造整整用了八年,直到1986年初,哈勃望远镜终于排上了当年晚些时候的发射名单。可是偏偏不凑巧,1986年1月28日,挑战者号航天飞机出事了,短短发射73秒后就变成了美国航天噩梦。

哈勃望远镜被封存在加州森尼维尔市的仓库里,一等就是4年。原本造价4亿美元的哈勃,因为推迟使用,总成本飙升到47亿美元。


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

好在1990年4月24日,科学史上第一个光学太空望远镜Hubble Space Telescope终于升空了,当时已经76岁的斯皮策,就在发现号航天飞机的发射现场,泪眼模糊。

哈勃太空望远镜注定就是命运多舛。升空两个月后,6月27日,堪称望远镜历史上最阴郁的日子。NASA承认哈勃「天生近视」,这架史上最精密的光学望远镜,就因为镜面打磨误差仅仅2.2微米,却造成灾难性的成像模糊。因此,哈勃秒变成了美国最大最贵的太空垃圾。

直到三年后的1993年,利用奋进号航天飞机升空的机会,NASA为哈勃带上了一个矫正眼镜,才让这架史上最昂贵的望远镜变得火眼金晴,名声大噪。

尽管截至2010年,哈勃望远镜累计总花费高达100亿美元,但随着层出不穷的天文成果越来越多,这架望远镜的形象已经从国家丑闻、国际笑料转变为美国技术和科学实力的典型符号。

从1993年到2011年,共完成100万次的观测,平均每小时5次观测,这期间最有影响、最富转折意义的成像作品,当属这张神图「鹰状星云」。

为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?


神图是如何成名的?

1995年4月,已正常使用两年的哈勃望远镜正在例行巡天观测,对M16即鹰状星云进行一系列曝光和图像捕捉,也只是天文学家研究对象清单上的一个普通天体,但是,当美国亚利桑那州立大学两位天文学家海斯特和斯科恩下载了数据,并处理产生鹰状星云的新图像之后,两人都惊呆了。不久之后,当NASA高层看到这张神图后,都被震惊了。副局长当即脱口而出:「当它公布时,将会登上世界每一份报纸的头条!」

果不其然,1995年11月,NASA特别为这张神图专门召开新闻发布会,世界各大媒体争相报道——

「这张照片永久地修复了这架望远镜早期被玷污的声誉。」

「这是哈勃太空望远镜历史上的转折点。」

「这是从宇宙笑料到历史性的观天之眼。」

「美丽的图像,看起来像是天堂。」

「NASA称之为创生之柱,由此产生了跨越宗教与大众科学的共鸣,比以往任何一张哈勃图像都更有效、也更有戏剧性地把美学与科学结合起来。它是视觉大师。」

不过,我个人还是更喜欢《纽约时报》的评论:「哈勃发回尚未诞生的恒星照片:7000光年远,恒星形成的一扇窗——恒星是如何诞生的?这不仅显示了理性,也体现了一种感性。」


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

这是1995年与2014年的对比图,天文学家发现,竟然出现了喷射位移现象,据计算,19年间星云移动了600亿英里,估计时速高达每小时450000英里。

今天,我们在网上搜索「Pillars of Creation」,会得到938000条各种各样的结果。除了最上面是维基百科对鹰状星云的介绍,你还会发现幻想小说家古德坎在他代表作《真理之剑》系列中借用了这个词;来自芝加哥、拉斯维加斯、伦敦等电子、金属乐队,也在反复套用这个名字;至于被搬上邮票、绘画、体恤衫、游戏、VR……变成各种IP文化产品,已经见怪不怪了。


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?


为啥NASA一定要拍「哈勃雪耻照」?这架太空望远镜花掉多少银子?

果然,「创生之柱」名副其实,看来真的在这个宇宙创生裂变!

还没看够的话,明天继续推送——

史上第一张宇宙极限照

宇宙最远极限照什么样?

还有比最远更远的宇宙极限照?


分享到:


相關文章: