哈勃空间望远镜发射成功

作者:科普中国    文章来源:科普中国    点击数:    更新时间:2016-11-11

2016年9月25日,中国超级天眼、世界最大的500米口径球面射电望远镜FAST在贵州落成启用。FAST作为目前世界上灵敏度最高的巨型射电望远镜,将开启观测太空的新纪元。

FAST望远镜的灵敏度高到什么程度呢?假如有人在月球上打电话,它都能监听得清清楚楚。FAST项目算是中国最大的一次天文工程,而在FAST整体工程完工之际,研究人员已经通过一次试验性观测,成功地接收到来自1351光年外一颗脉冲星发出的脉冲信号。

FAST望远镜是射电望远镜。射电望远镜是人类利用除传统光学波段之外进行天文观测的眼睛。

从1608年荷兰眼镜师汉斯·李波尔造出世界第一架望远镜开始,望远镜就成为人类研究宇宙的眼睛。

1990年4月24日,美国肯尼迪航天中心一声巨响,“发现者号”航天飞机成功地将哈勃空间望远镜带到了太空。从此,在地球轨道上,有了一个绕地球旋转的太空空间望远镜。

这枚望远镜就在地球大气层之上,因此成像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,这成为人类天文史上最重要的仪器之一。

这是哈勃太空望远镜拍到的蝴蝶状星云,这一星云有两片闪闪发光的“彩虹翅膀”,仿佛一只美丽的蝴蝶在展翅飞翔。哈勃空间望远镜成功弥补了地面观测的不足,使得人类对天文物理有了更多的认识。

 

设计原理

空间望远镜的概念最早出现20世纪40年代。1946年,天文学家莱曼·斯必泽(Lyman Spitzer, Jr.)完成了论文《在地球之外的天文观测优势》。在文中,他提出了太空观测有别于地面观测的优势:不受大气层中的大气湍流与散射的扰动,且能吸收紫外线的臭氧层。太空望远镜的出现能使天文学家成功地摆脱地面条件的限制,并获得更加清晰与更广泛波段的观测图像,这成为哈勃空间望远镜规划设计的起源。

哈勃空间望远镜的名字来源于美国著名天文学家埃德温·哈勃。它属于美国航空航天局(NASA)与欧洲航天局(ESA)的合作项目,其主要目标是建立一个能长期在太空中进行观测的轨道天文台。

 

组装使用

哈勃空间望远镜这一计划一经批准,便立即进行分割实施。其中,望远镜的镜子和光学系统是最关键的部分。镜子的抛光从1979年开始持续到1981年5月,由于施工难度太大导致发射时间一拖再拖。光学望远镜的组合也远远超出了实际预算,致使当时的发射时间拖延至1986年9月,而整个计划耗资巨大。直到1990年,它才被成功地发射至太空。

被送上太空轨道的哈勃望远镜长13.3米,直径4.3米,重11.6吨,造价近30亿美元。它以2.8万公里的时速沿太空轨道运行,清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。同时,由于没有大气湍流的干扰,它所获得的图像和光谱具有极高的稳定性和可重复性。

哈勃空间望远镜大约每天分两次将数据传送至地球,然后数据再被发送至位于新墨西哥的白沙测试设备,信息最终被传送到戈达德太空飞行中心和太空望远镜科学研究所处存档。

自哈勃空间望远镜升空后,已经历经多次维修。平均每月哈勃都会产生800多G观测数据。哈勃证明了大质量黑洞存在于宇宙。它还观测到宇宙膨胀的精确数据,拍到了很多古老遥远而又美丽的星系。

然而,哈勃望远镜即将完成使命,它的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜计划于2018年发射,它将替代哈勃继续执行观测宇宙的任务。如果韦伯望远镜能够顺利进入轨道服役,必将展示出比哈勃望远镜更强大的观测能力。

从17世纪第一台望远镜诞生,到20世纪拥有哈勃空间望远镜,再到21世纪我国的FAST射电望远镜,人类对外太空的好奇和观测从未停止。在不久的将来,人类一定会依靠这些“眼睛”,揭开许许多多的宇宙之谜。

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