哈勃太空望远镜

自从1610年伽利略第一次用自制的望远镜观测月球以来，天文学家就发现地球的大气层限制了观测的范围和清晰度。于是，他们选择在空气稀薄又纯净的高山顶建造天文观测台。1990年，美国太空总署向太空发射了天文望远镜，天文观测因此不再受大气的干扰。

哈勃太空望远镜以美国天文学家埃德温·哈勃（1889～1953年）的名字命名，以纪念哈勃在50多年的天文学研究中的重要贡献。哈勃太空望远镜由美国国会于1977年提出建造，1985年建造完成，并于1990年4月由“发现号”航天飞机运载升空。该项目耗资30亿美元。哈勃太空望远镜沿着一个距地面607千米近乎圆形的轨道在地球上空飞行。在望远镜工作期间，可以通过航天飞机上的航天员进行维修或更换部件，必要时也可以用航天飞机将望远镜载回地面大修，然后再送回轨道。

在第二次服务任务（1999年）中，哈勃太空望远镜从“发现号”的货舱中升起，被送回原来的作业轨道。

哈勃太空望远镜为铝制圆柱形，长13米，直径为4.3米，两块长12米的太阳能板为望远镜提供电能。两支高增益的天线将信号发送给位于美国戈达德太空飞行中心的地面控制中心。望远镜的光学部分是整个仪器的心脏，它采用卡塞格伦式反射系统，由两个双曲面反射镜组成，一个是口径2.4米的主镜，另一个是装在主镜前约4.5米处的副镜，口径0.3米。投射到主镜上的光线首先反射到副镜上，然后再由副镜射向主镜的中心孔，穿过中心孔到达主镜的焦面上形成高质量的图像，供各种科学仪器进行精密处理，得出来的数据通过中继卫星系统发回地面。这些经“智能折叠”的光通路尽管只有6.4米，但所观测到的效果和具有57.6米长光通路的望远镜观测到的效果是相等的。另外，望远镜上安装了5台不同种类的检测器。

光从图中左边的位置进入哈勃望远镜，在主镜与副镜间被反射后，进入位于右侧的各种仪器中，包括用于拍摄行星和恒星的照相机、测量光的亮度的光度计。

1999年“发现号”航天飞机的宇航员进行了太空行走，对哈勃太空望远镜进行修复。

由于在制造过程中人为原因造成的主镜光学系统的球差，哈勃望远镜所拍摄的第一张照片效果很差，所以不得不在1993年12月进行了规模浩大的修复工作。“奋进号”航天飞机上的宇航员用空间望远镜轴向光学修正辅助设备取代了哈勃望远镜上的高速光度计，另外还用新的广视域行星摄影机-2拍摄替代了原来的行星摄影机。成功的修复使哈勃太空望远镜性能达到甚至超过了原先设计的目标，观测结果显示，它的分辨率比地面的大型望远镜高出50倍。

1994年7月，苏梅克-列维9号彗星碎片与木星相撞，这被哈勃太空望远镜拍摄下来并发回了十分壮观的照片。望远镜上装配的光谱仪收集了有关木星大气组成的新数据。到1995年底，哈勃太空望远镜已经可以拍摄（10天可曝光）到宇宙空间中距离地球十分遥远的天体，比如距离120亿光年的昏暗星系。因为地球年龄只有大约45亿年，这意味着所拍摄到的这些遥远的天体是在地球形成之前的样子。

1997年，“发现号”航天飞机宇航员为哈勃太空望远镜修复了一些“心脏”部位的绝热系统，并安装了一些新设备。1999年12月为哈勃望远镜更换了陀螺仪和新的计算机——安装了6个陀螺仪和一台比原来的处理速度快20倍的计算机，还安装了第三代仪器——高级普查摄像仪，提高哈勃望远镜在紫外-光学-近红外的灵敏度和成像的性能。1998年，哈勃天文望远镜在金牛座星系中直接拍摄到了一颗太阳系外行星沿一颗恒星轨道运行；2000年，它所携带的仪器在另外一个与木星大小相仿的太阳系外行星的大气层里检测到了钠元素。

天文学家正在计划建造价值20亿美元的新一代空间望远镜，届时将有口径8米的设备把可见光与红外光天文观测技术联合在一起。这台天文望远镜将会在距地球150万千米的高空轨道上作业。