太空望遠鏡

濃密的大氣層對于地球上一切生物的存在來說都是必不可少的，但對天文觀測來說，卻是一個很難對付的“敵人”。來自宇宙的紫外線、紅外線、X射線等各種電磁輻射不是被大氣層吸收得一干二凈，就是被反射得無影無蹤，僅僅只有可見光和射電波能夠到達地面。

由于大氣抖動的存在、城市煙霧的影響以及氣候條件的限制，使得光學觀測的效果很不理想。我們的天文學家多么希望能在地球大氣層外進行天文觀測啊!

天文學家的這種愿望終于實現了。1976年，美國宇航局擬訂了一項研制太空望遠鏡的宏偉計劃。可是，1986年挑戰者號航天飛機的意外失事，迫使太空望遠鏡的發射延遲了數年。隨著航天技術的發展，1990年，“發現號”航天飛機終于將哈勃望遠鏡成功地送入計劃中的太空軌道。

太空望遠鏡是太空中最大的望遠鏡。它由光學部分、科學儀器、輔助系統三大部分組成，全長13.1米，直徑4.7米，重9100公斤。

光學部分采用卡塞格倫式反射系統，主徑口徑為2.4米，僅次于美國威爾遜山上的254厘米口徑的反射鏡，能接收到波長為115毫微米～1毫米的電磁輻射。

太空望遠鏡上的科學儀器比較齊全，主要包括兩臺互為補充的照相機(一臺廣角照相機和一臺微弱天體照相機)；測量輻射源能量波長的兩臺光譜攝譜儀；一臺用于高速測光的紅外光度計；兩個用以測定星系的位置和運動情況的精空敏感器。所有設備都是插入式的，更換非常方便。如果進行新的實驗需要特殊的儀器，也可用航天飛機直接運送后添加或更換。

太空望遠鏡的輔助系統包括電源、通信、數據處理和環境控制及遙測等部件。整個系統皆由兩塊對稱的太陽電池帆板供電，總功率為1500瓦左右。

太空望遠鏡的外形與地面望遠鏡極為相似，光入射到尾部的主鏡上，再把圖像投射到前端的副鏡上，形成光速，最后返回尾部的科學儀器上。太空望遠鏡所提供的圖像十分清晰，通過遙測設備就能傳送到地面。

由于太空望遠鏡是在數百公里以上的地球軌道上運行，基本擺脫了地球大氣層對天文觀測的干擾，因此，它的威力遠遠超過地面上的光學望遠鏡，這主要表現在圖像分辨率高、觀測距離遠、處理資料速度快三個方面。

拿美國帕洛瑪山天文臺上的海爾望遠鏡來比較。海爾望遠鏡口徑達5米，能觀測到20億光年距離的天體，太空望遠鏡的口徑雖然只有2.4米，卻能觀測到140億光年之遙的天體，且分辨能力比在地面觀測提高了10倍；海爾望遠鏡只能觀測到23等星，而太空望遠鏡卻能觀測到29等的暗弱天體。也就是說，海爾望遠鏡能觀測到相當于在3公里之外點燃一支蠟燭的亮度，而太空望遠鏡則可以在500公里高處的夜間觀察到在地球上點燃的一支蠟燭的亮度。

目前，天文學家正期盼通過太空望遠鏡了解一些長期困擾他們的問題：宇宙有多大?年歲有多老?有沒有起始和終結?對黑洞或類星體的觀察會不會揭示出物理學上的新定律?在外層空間是否還有未知的其他生命天體?太陽系以外是否還有和太陽系類似的星系?

太空望遠鏡所攝取的光和其他輻射，都是幾百萬年甚至幾十億年前從遙遠的星系到達近地空間的，因此，利用太空望遠鏡觀察，就等于把人類帶到若干世紀以前的時代。千萬不要忘了，它所獲得的一切信息都是幾百萬年甚至幾十億年以前星系活動的真實記錄。

類星體、中子星以及可能存在的黑洞也是令人困擾的“宇宙之謎”。就拿類星體來說吧，它是一種非常奇特的天體，看起來很像恒星，但在射電區域卻能釋放巨大的能量。科學家們試圖借助太空望遠鏡揭開這個能量之謎，幫助人類找到解決地球能源危機的途徑。

另外，高分辨率的太空望遠鏡也有可能幫助我們探測到距地球30光年之內、約80顆恒星周圍的行星系統。這對于探究整個宇宙的演化過程，尤其是揭開地外文明的奧秘，會有很大的推進作用。