15岁“哈勃”看透宇宙百亿年(组图)

http://www.sina.com.cn 2005年04月27日12:44 新文化报

　　15年前的4月25日，哈勃太空望远镜被“发现号”航天飞机送上了环地轨道。美国宇航局25日在其网站上发表文章和图片，纪念哈勃太空服役15周年。美宇航局说，哈勃望远镜揭开了天文学研究的新篇章。

　　15年书写一个传奇

　　1990年4月25日清晨，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心，随着“发现号”航天飞机一飞冲天，哈勃太空望远镜也随着升入太空。15年来，哈勃带着人类穿越太阳系，飞向宇宙深处的星云和星系，寻找恒星诞生的摇篮，观赏恒星死亡时的最后辉煌，造访宇宙中的怪兽——黑洞，乃至展望宇宙的命运。它为我们打开了一扇了解宇宙的窗户。今天的哈勃不仅仅是一架望远镜，它更是一个标志，一部传奇，一个令许多人难以割舍的时代。它传回地球的照片曾无数次给全世界的天文爱好者带来激动和欢乐，为太空研究提供一个又一个佐证。

　　为啥要造“哈勃”？

　　人类要想了解太空，就必须有一双看得清、观得远的太空望远镜。由于大气层使投射到地球上的光线发生扭曲，给地球上的天文观测造成障碍。如果在大气层之外安放个望远镜，将使人类更清晰地观测宇宙。空间望远镜的概念最早出现在1940年。上世纪70年代，美国宇航局和欧洲航天局共同提议将一个直径3米的太空望远镜送上天。科学家们意识到，随着“哈勃”的服役，人类对太空的认识将提升到一个新的层次。

　　“哈勃”名字的由来

　　哈勃望远镜是为了纪念美国天文学家哈勃(1889年～1953年)而命名的。1923年至1924年在威尔逊天文台时，哈勃发现仙女座大星云的12颗造父变星，根据周光关系，推算出它们位于银河系以外，是与银河系一样的恒星系，这一发现使哈勃成为星系天文学的奠基人。1926年，哈勃提出河外星系形态分类法，称为“哈勃分类”，一直沿用到今天。

　　“哈勃”的工作原理

　　“哈勃”的工作原理

　　与17世纪牛顿发明的反射望远镜相似。“哈勃”依靠反射镜搜集数据。主反射镜直径约8英尺，光线射入望远镜被主镜反射到次反射镜（直径12英寸）上，次反射镜再次反射，将光线送入主反射镜中央部分的直径约2英尺的孔中，传输给内部的仪器设备。经过这些精密仪器的转换，光柱被转换成信息和图片传回地面，供研究人员分析。

“哈勃”拍摄的涡状星系

　　每克造价贵过黄金

　　“哈勃”是由美国国家航空航天局主持建造的四座巨型空间天文台项目中的第一台，也是迄今为止天文观测项目中投资最多、最受关注的项目之一。从外观看，哈勃空间望远镜外观像一个5层楼高的圆筒，这是一座高度自动化的空间天文台，它的主要性能要比通常的地面光学望远镜优越一个量级以上。“哈勃”从1979年蓝图设计到1990年投入观测，历时10余年，耗资15亿美元。若按重量计算，平均每克造价接近130美元，远比纯金更贵。但是不得不承认，“哈勃”的维修行动太昂贵了，一次就要花费20亿美元。

　　“哈勃”功劳簿

　　拍摄75万份珍贵宇宙图片：15年来，“哈勃”共拍摄了75万份珍贵的宇宙图片，极大程度地开阔了科学家的视野；

　　帮助估算出银河系年龄：自从服役以来，“哈勃”帮助人类估算出银河系的年龄大约为130亿年至140亿年；

　　帮助人类搜集到支持宇宙起源：大爆炸理论的证据，并且向人类提供了证明黑洞存在的直接证据；

　　帮助人类获得“哈勃常数”：当年提出“宇宙膨胀”理论的哈勃想得而无法得到的“哈勃常数”，“哈勃”望远镜一上天就出色地帮人类得到了。“哈勃常数”为70，意思是每33万光年每秒退后70公里，假设一个星系距离地球330万光年，它的后退速度就是每秒700公里。“哈勃常数”为“宇宙膨胀”这一经典理论的确立提供了依据。

“哈勃”新拍摄的鹰状星云

　　太平洋是它的归宿

　　2007年（或者更早）3月的一天，地球上空576公里处，几个月前安装在“哈勃”太空望远镜背部的推进器点火，11吨重的“哈勃”开始离开它工作了近20年的空间轨道，靠近地球。随着重力增加，“哈勃”坠落的速度一点点加快，到达大气层外沿时已达到每秒1万多米。坠入稠密的大气层后，剧烈的空气摩擦使“哈勃”烈焰熊熊。天线和外壳在110至100公里的大气层中化为灰烬；在90至80公里的高空，“哈勃”内部结构将裂成碎块。在穿越距地70至60公里的高空时，猛烈的燃烧将使大部分碎块灰飞烟灭，11吨重的“哈勃”最后只有两吨烧焦的碎片散落在南太平洋或其他海域。这就是“人类最伟大的太空望远镜”的最后命运。

　　“哈勃”之后有“韦伯”

　　修好它还是替换它？据美国媒体报道，布什政府已经决定削减预算。美国宇航局（NASA）决定将以詹姆斯·韦伯红外线太空望远镜来取代“哈勃”。“哈勃”的继承者“詹姆斯·韦伯”太空望远镜还没有完全制造好，它计划在2011年发射。在“哈勃”生命结束之后到2011年之前，将出现一段空白。“詹姆斯·韦伯”的镜面是“哈勃”的6倍大，将位于距离地球160万千米的轨道。它们共同的目标都是研究恒星和银河系的最初形成以及宇宙的最初状态。

哈勃望远镜是为了纪念美国天文学家哈勃而命名的

　　“哈勃”曾经是个近视眼

　　1981年，“哈勃”的主镜制作完成。准备于1986年送上太空。就在这时，意想不到的事情发生了——“哈勃”计划升空前几个月，美国“挑战者”号航天飞机失事，7名宇航员遇难，整个美国陷入悲伤之中，航天飞机发射被迫暂停一年。“哈勃”是在1990年被送上太空的。这时，“哈勃”多舛的命运逐渐显现出来。

　　当“哈勃”传回第一批照片的时候，美国宇航局的专家们意识到“哈勃”的主镜存在致命的缺陷，导致聚焦不准，照片也很模糊。这个微小的误差使“哈勃”不幸成了近视眼。于是宇航员亲手加装了这个“近视镜”，才将它的视力矫正过来。

　　至今，美国宇航局共对“哈勃”进行了四次修复。其中，第二次修复在1997年进行，为其安装了两套新装备；第三次修复分两次进行，在1999年更换了“哈勃”至关重要的两套系统；第四次修复是在2002年更换了一系列仪器。

　　第五次，也是最后一次“哈勃”修复原计划于2006年进行。这次飞行计划换掉老化的电池并安装一组新传感器和陀螺仪，以保证哈勃能够工作到2010年以后，但美国宇航局已经在一片争议之中取消了这次维护，转而计划在哈勃报废后引导它坠毁在大洋中。按照最初的设计寿命，“哈勃”本来今年就该寿终正寝。按照现在的状态，如果太阳能电池能提供足够的动力，“哈勃”将工作到2007年或2008年。

　　俩“哈勃”命运相似

　　80多年前，天文学家哈勃作出了“遥远星系都在远离我们而去”这一里程碑式的发现（这直接导致了后来“大爆炸”宇宙模型的产生），但作为天文学史上最伟大人物之一的哈勃却没有因此获得诺贝尔奖，这一度成为诺贝尔奖史上最大的遗憾。现在，哈勃的不幸又将降临到“哈勃”望远镜的身上。这台在天文学方面取得卓越成就、有史以来最伟大的望远镜，退役后甚至连平安回归故土的机会都没有。

“哈勃”在太空一干就是15年

宇航员太空维护哈勃望远镜本组稿件编译单桂志

　　新闻编辑：曲兆佳（来源：本报讯）