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如何使用哈勃望远镜,哈勃望远镜如何升空

来源:整理 时间:2022-03-26 10:57:27 编辑:科技知识 手机版

哈勃望远镜到底是啥?

哈勃望远镜到底是啥

望远镜大家都懂,就是帮助人看清远处东西的光学器具望远镜分很多种类型,比如我们在古装电视剧里常见的单筒望远镜比如我们日常生活常见的双筒望远镜还有一种天文学家常用的望远镜叫天文望远镜天文望远镜用来看星星固然好,但是有个问题,那就是大气层的干扰我们把人眼能看到的光叫作可见光,我们平常用的望眼镜也是用人眼观测,所以多是关注可见光。

但是在所有光中,可见光只是很小的一部分,下图是所有电磁波的类型,而可见光只有其中彩色的部分,也就是我们常说的红橙黄绿蓝靛紫。其它的那些红外线、紫外线、x光等等,人眼是看不见的。我们呼吸的空气虽然看不见,但是大气层有1000公里的厚度厚,大概相当于北京到上海的距离。如果你用手持激光笔从上海对北京射出一道光束,北京看得到吗?看不到的,很多光都被空气干扰而散掉了。

1000公里厚的大气层对于可见光和看不见的光都会有干扰,所以在地面上看星星就会受到影响怎么办呢?那就把望远镜送到大气层外面,太空里面去就好了所以就有了新的一种类型,叫太空望远镜。太空望远镜有很多种,有盯着太空的可见光的,有盯着太空中紫外线的,有盯着太空中X光的哈勃太空望远镜,就是所有太空望远镜中,最有名的看可见光的太空望远镜。

作为一架昂贵又庞大的太空望远镜,哈勃给我们贡献了非常多好看的照片,下面展示一下:哈勃望远镜虽然已经使用了快三十年,但是这么多年一直都有在进行维修保养和升级,每次升级,宇航员都会把新的仪器、拍照设备和电脑装到哈勃望远镜上。哈勃太空望远镜的继任者,叫作韦伯太空望远镜,镜面面积比哈勃要大七倍多,目前已经设计完成,正在美国进行开发和制造。

哈勃升空30周年它到底有哪些惊世壮举?

哈勃升空30周年它到底有哪些惊世壮举

哈勃望远镜只是一个工具、一个项目,它本身不是一个生命体,所以它自己不会做出什么惊世壮举,真正做出惊世壮举的,是那些支撑哈勃持续观测并输出成果的科学团队。围绕着哈勃望远镜,有很多科学家、工程师、研究生、宇航员乃至普通爱好科学的民众参与其中,从提出设想到做出设计,从打磨制造到发射升空,从展开观测到数据分析,从设备更新到延长寿命,经过很多人30年来不断努力,创造出很多惊世壮举,使它成为有史以来最著名的一件科学探索设备。

1946年,第二次世界大战结束后不久,天文学家莱曼·斯皮策(Lyman Spitzer)便提议发展太空望远镜,以克服地面天文台的局限。这个想法在几十年后才得到美国国家科学院的足够支持,组织了一个科学家委员会来评估大型太空望远镜的能力。该委员会在斯皮策领导下于1969年发布了一份文件,概述了大型太空望远镜的科学用途并对其结构提出建议。

随后美国国家科学院(National Academy of Sciences)向美国宇航局(NASA)推荐这个构想,NASA是唯一能使大型太空望远镜成为现实的政府机构。当时美国宇航局已经在考虑某种类型的太空望远镜,但他们还没有决定要制造多大以及如何开始。1971年,当时的NASA领导乔治·洛(George Low)批准了大型太空望远镜科学指导小组的工作,随后就开始游说国会为这个项目提供资金。

1975年,美国国会相关委员会拒绝对该项目投资,因为很明显在当时的条件下,实施这个项目的成本注定会非常高昂。但NASA坚持并加大游说力度,还拉了欧洲航天局参与并分担部分资金,国会最终在1977年为该项目提供了支持,随后开发工作立即开始。NASA原本计划在1983年发射该望远镜,但由于各种生产延误,发射时间推迟到了1986年。

同年为了纪念美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble),该项目被命名为哈勃空间望远镜(HST),以纪念他将我们认识的宇宙扩展到银河系之外。 1986年1月28日,挑战者号航天飞机于起飞后一分钟爆炸,导致机上7名宇航员全部遇难,HST再次被推迟。航天飞机恢复飞行花了两年时间,才以再次计划哈勃的发射。

1990年4月24日,世界上第一台太空望远镜终于被发现号航天飞机携带升空,当时已经为这个项目耗资15亿美元,但在之后仍需要持续的投入运行成本,包括预期的以及意外的。哈勃望远镜最初使用的仪器包括广角行星相机、戈达德高分辨率光谱仪(GHRS)、暗弱天体相机(FOC),暗弱天体光谱仪(FOS)和高速光度计。

哈勃传回的第一张图片就出现了严重的问题,图像非常模糊,以至于几乎没有科学价值。由于主镜在制造过程中的误差产生了一个“很小”的缺陷,这个误差小到只有一张纸厚度的1/50,但是造成的问题足够大!NASA用了三年时间才确定可以修复它,1993年12月2日,奋进号航天飞机专门跑了一趟,在7天的太空行走中派遣了7名宇航员修复哈勃。

修复过程中换装了两个新相机,包括广角行星相机2(WFPC-2),这台仪器在后来拍摄了很多哈勃最著名的照片。1993年12月,哈勃拍摄的修复后的新图像传回地球,效果令人叹为观止。从那时起,哈勃就持续为我们提供有关宇宙的最新信息,并激发了世界各国人民的好奇心。 哈勃望远镜长13.2米,重11,110公斤,最大直径4.2米。

其中主镜直径2.4米,重828公斤,副镜直径0.3米,重12.3公斤。轨道平均高度569公里,相对赤道倾斜28.5度,绕地一周97分钟,速度每小时28000公里。每周发送约120GB的科学数据。NASA共对哈勃开展了五次维修任务: 1993年12月,安装校正光学组件,用广角行星相机2替换了最初的广角相机,升级计算机,更换太阳能板、陀螺仪、磁力计及其他设备;1997年2月,安装成像光谱仪(STIS)、近红外相机和多目标光谱仪(NICMOS)取代原来的设备。

1999年12月,更换掉出了问题的指向控制陀螺,这些陀螺负责将望远镜扭向正确的方向;安装精细导航传感器和计算机。2002年3月,安装先进测量相机,维修出问题的NICMOS并更换了太阳能板。 2009年5月,7名宇航员通过5次太空行走对哈勃太空望远镜进行了最后一次维护,更换了大量设备和辅助仪器,进行了脱胎换骨的维护更新。

这些更新主要包括以第三代广域相机(WFC3)取代WFPC2;安装新的宇宙起源频谱仪(COS);修复损坏的先进巡天相机(ACS);修复损坏的摄谱仪(STIS);替换损坏的2号精细导星传感器(FGS);更换电脑指令和数据处理系统(SIC

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