老兵哈勃 30歲生日快樂

我們不知道我們爲何生在這世上，但我們可以追尋這世界的真相。——埃德溫·哈勃

今天是哈勃空間站望遠鏡升空30週年，NASA進行了很多線上紀念活動，例如生日當天哈勃望遠鏡拍下的漂亮照片。BBC出品了一部紀錄片《哈勃三十週年：揭示宇宙奇觀》，已於今天在今日頭條，西瓜視頻獨家上線，以最好的方式來紀念哈勃空間望遠鏡升空30週年。

來自：西瓜視頻

在我看完這部100分鐘的紀錄片後，來和大家回顧下哈勃空間望遠鏡的歷史，從1946年萊曼·斯皮策首次提出太空望遠鏡，1990年4月24日哈勃空間望遠鏡發射升空，之後的五次維修升級，再到哈勃空間望遠鏡在軌期間的重要觀測和發現。

美國物理學家，天文學家萊曼·斯皮策（Lyman Spitzer, Jr.）

Credit: Denise Applewhite/Princeton University

空間站望遠鏡的構想始於20世紀40年代， 1946年9月，萊曼·斯皮策發表了《大氣圈之外的天文觀測優勢》，爲了擺脫大氣層的干擾，構想將望遠鏡置於大氣層之上。

萊曼·斯皮策隨着人造衛星升空，慢慢變得成熟起來，哈勃空間望遠鏡最初稱爲大型空間望遠鏡，在1990年4月24日發射升空前，歷經數十年的規劃和研究。

1990年4月24日，哈勃空間望遠鏡由發現號航天飛機發射升空。

哈勃空間望遠鏡的軌道

Credit: Martin Kornmesser, Luis Calcada, NASA, ESA/Hubble

升空後的哈勃空間望遠鏡，運行在距離地面545公里的軌道上空，與地球赤道夾角約28.5度，時速2.8萬公里，每97分鐘繞地球一圈，也就是說，哈勃空間望遠鏡每天環繞地球15圈，和後來的空間站類似，方便宇航員乘坐航天飛機上去進行維護。

哈勃空間望遠鏡長度13.2米，最大直徑4.2米，發射時的重量10886公斤，經過幾次維修升級後的重量約爲12247公斤。

哈勃空間望遠鏡的光路

Credits: NASA

哈勃空間望遠鏡是反射式望遠鏡，它的主鏡直徑2.4米，第二塊鏡面直徑0.3米，它的工作原理是，來自宇宙的光，照射到直徑2.4米的主鏡上，然後將光線反射到第二塊鏡面上，再反射回鏡筒，聚焦在安置在主鏡後的尾艙罩裏各類照相機和其他儀器上。

由於哈勃太空望遠鏡擺脫了地球大氣層的影響，在太空中拍攝到的圖片，相對於大型地面天文望遠鏡，至少高出10倍的分辨率。然而哈勃傳回的圖片沒有達到預期的要求，畫面有些模糊，兩個月後診斷結果顯示，耗資15億美元的主鏡面有一個缺陷，稱爲球面像差，意思是所有的光線不能很好地聚焦。最終這個問題追朔到鏡子的製造過程中的校準錯誤。

1979年，哈勃空間望遠鏡在伯金-埃爾默公司（Perkin-Elmer Corporation）的大型光學設備上研磨的情景。

這下炸了鍋，天文學家們極其失望，又有來自媒體的指責，對NASA來說，這糟糕透了，一個耗資巨大的項目失敗了，這被稱爲哈勃麻煩。面對質疑，NASA決定對哈勃進行在軌維修，但主鏡又大又重，很難更換，最後計劃讓宇航員們用一臺帶有矯正光學鏡頭的新相機更換掉哈勃上的主相機。

1993年12月，時隔3年後，7名宇航員乘坐奮進號航天飛機發射升空，執行了第一次維修任務（Servicing Mission 1），去修復哈勃模糊不清的視力。這之後NASA還對哈勃進行了四次維護升級，想要詳細瞭解這段歷史的朋友，可以去西瓜視頻觀看 BBC出品的紀錄片《哈勃三十週年：揭示宇宙奇觀》，紀錄片中有很多哈勃研究團隊，曾去太空中維修哈勃的宇航員的採訪，以及維修細節，每看一遍都有新的感受。

渦旋星系M100，哈勃維修前後對比，左邊拍攝於1993年11月27日哈勃第一次維修前，右邊拍攝於1993年12月31日哈勃維修後，至此哈勃麻煩結束了。

渦狀星系M51，距離我們大約2500萬光年。

1994年7月16日，一羣科學家聚在一起，觀看哈勃空間望遠鏡傳回的首批舒梅克-列維9號彗星（Shoemaker-Levy 9）衝撞木星照片，這是人類首次目擊如此巨大的撞擊。

除了拍攝星系外，哈勃空間望遠鏡還將鏡頭對準了太陽系行星，在哈勃第一次維修後幾個月，1994年7月16日至22日，一顆命名爲蘇梅克-列維9號的彗星斷裂成21個碎塊，其中最大的一塊寬約4公里，以每秒60公里的速度向木星撞去。這次慧木相撞使天文學家們激動不已，它可能是望遠鏡發明以來，人類所能觀察到的第一次大規模天體相撞，從此以後，哈勃成了每個天文學家都想使用的望遠鏡。