天文学史上的两个哈勃 如果我们回顾20世纪的天文学，会发现在众多发现中，天文学家埃德温哈勃发现的星系红移是整个人类文明史上具有里程碑意义的发现。  所谓星系红移，是指银河系之外的大部分星系都在远离我们，离我们越远，远离的速度越快。这一发现不仅让爱因斯坦主动承认了自己关于静态宇宙的错误观点，也成为了大爆炸的关键证据，拉开了现代宇宙学发展的序幕。  除了埃德温哈勃，在天文学史上，还有一个为人类探索宇宙做出巨大贡献的“哈勃”。这个“哈勃”就是著名的哈勃太空望远镜。  1990年4月24日是哈勃太空望远镜的服役日，今天是哈勃服役30周年。在过去的30年里，哈勃给我们带来了许多珍贵的照片，帮助科学家们攻克了一个又一个科学难题。但是你知道吗？ 事实上，哈勃是一个近视的人。在过去的30年里，他一直用一双眼睛勤奋地工作。别人在“996”受不了，他却完全是“007”，整天都在测天。那到底是什么？ 大天文台 首先要从天文观测入手。早期人类其实是通过肉眼观察宇宙的。具体原理是宇宙中的电磁波来到地球，进入观察者的眼睛。其实电磁波是有非常完整的频段的，肉眼只能观察到一部分，也叫可见频段。可见光波段其实只是整个光谱的一小部分，也就是说人类看不到多少光，有点类似于色盲。  自从伽利略用望远镜观察天象以来，人类的天文学水平有了突飞猛进的发展。由于人类只能从地球上观测宇宙，所以地球环境其实对天文观测影响很大。这些因素主要包括地面振动和其他电磁波污染。即使没有这些，大气本身也会对天文观测造成严重干扰。 由于大气冷热不均，在地球表面观测时，景物会抖动模糊，就像散光一样。不仅如此，大气和地磁场还会屏蔽很多宇宙射线，使得科学家无法观测到X射线波段和伽马射线。因此，即使我们有可以接收这些射线的仪器，但由于地球的环境，我们仍然无法接收到其中的一部分。这在一定程度上加深了人类的“色盲”问题。 科学家一直想攻克这两个难题。1946年，天文学家莱曼斯必泽提出了一个大胆的想法，将望远镜移向天空，以避免地球的影响。  1970年，美国和欧洲航天局启动了“大型轨道观测项目”。在这个方案中，有希望解决以上两个问题。先把望远镜搬到天上，解决散光问题。其次，用四个空间望远镜覆盖电磁波的全频率范围，可以解决色盲问题。这四架太空望远镜是： 哈勃太空望远镜：可见和近紫外波段。康普顿伽马射线天文台：伽马射线带，硬X射线带。钱德拉X射线天文台：软X射线波段。斯皮策太空望远镜：红外波段。  “近视”哈勃太空望远镜 哈勃是被送入太空的四架太空望远镜中的第一架。这是迄今为止寿命最长的太空望远镜。到目前为止，它已经完成了100多万次拍摄，可以说是最成功的太空望远镜。虽然它的表现很出彩，但确实应了中国的一句老话：好事不出门。  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。  戴眼镜的哈勃 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。  哈勃的继任者 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。  |
APP下載|手机版|爱牧夫天文淘宝店|牧夫天文网 ( 公安备案号21021102000967 )|网站地图|辽ICP备19018387号
GMT+8, 2024-11-24 05:15 , Processed in 0.039528 second(s), 7 queries , Gzip On, Redis On.
