哈勃望遠鏡維修費

Ⅰ 哈勃望遠鏡的「前世今生」，歷經五次維修，有哪些故事

哈勃太空望遠鏡已經三十歲了，回顧哈勃太空望遠鏡的歷史，它創造出了諸多輝煌，引領著現代天文學的發展，它做出了重大貢獻。

研究宇宙，知曉宇宙的奧秘，人類需要一架太空巨眼，讓人類在地球上看得更清晰更遠。早在1968年，NASA就有在軌道上放置一個太空望遠鏡的想法，因為NASA在以往的幾次小的太空觀測任務中發現了在太空中進行觀測任務要比地面上好很多，也能夠得到更多的信息。

如今，哈勃望遠鏡已經升空30周年了，經歷過五次維修，哈勃望遠鏡沒有讓人們失望，發回來了大量的數據，讓天文學發展有了長足的進步。

Ⅱ 為什麼不多造幾個哈勃望遠鏡

1. 哈勃的成本和維護是很大的問題。1990年哈勃上天就是30億美元，再加後來五次維護和升級，總成本沒有找到具體數據，但是二十多年下來100億美元左右肯定是要的。要知道NASA現在的預算也就50億美元出頭。
   

2. 誠然哈勃是供不應求的（科研的特性決定絕大多數儀器，特別是這種全世界數得出數量的儀器都是供不應求的），但相對來說，大多數工作的價值是錦上添花，而不是革命性或者突破性的。

3. 相比於把有限的經費再投入哈勃，在其他領域建造一台望遠鏡能夠得到更好的性價比（哈勃是可見光&遠紫外波段）。這一點美國人立項也超過20年了，原本計劃2014年發射（我2005年初涉天問的時候是這個說法），口徑為8米的詹姆斯-韋伯望遠鏡，會在紅外波段進行探測，這能對天文學帶來的貢獻，絕對大於再發射一架哈勃。

PS詹姆斯韋伯在建設過程中遇到了太多的問題，現在已經延期到2021年，造價也超過預算很多，超過90億美元，口徑也從原本計劃的8米縮小到了6.5米。按這台望遠鏡過去的經驗，能不能2025年發，100億搞定，都是很大的問題- -。

詳情可以參考這個文檔：網頁鏈接

Ⅲ 哈勃30周年，30年中，它都發現了什麼東西，又經過多少次維修呢

哈勃太空望遠鏡，屬於光學望遠鏡，可以直接進行成像。上世紀60年代，萊曼·斯皮策提出了在太空建造望遠鏡的想法，然後展開了後續的准備。

而哈勃太空望遠鏡的主要優點之一就是它可以不受地球大氣的干擾，哈勃空間望遠鏡的位置在地球的大氣層之上，因此影像不僅不會受到大氣層的影響。

而且視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光，還能觀測到會被臭氧層吸收的紫外線，是天文史上最重要的儀器之一；

同時哈勃望遠鏡還成功的彌補了在地面觀測的不足，幫助天文學家們解決了許多天文學上的基本問題。

Ⅳ 什麼是哈勃望遠鏡

是以天文學家哈勃為名，在軌道上環繞著地球的望遠鏡。他的位置在地球的大氣層之上，因此獲得了地基望遠鏡所沒有的好處——影像不會受到大氣湍流的擾動，視寧度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光，還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線。於1990年發射之後，已經成為天文史上最重要的儀器。他已經填補了地面觀測的缺口，幫助天文學家解決了許多根本上的問題，對天文物理有更多的認識。哈勃的哈勃超深空視場是天文學家曾獲得的最深入（最敏銳的）的光學影像。
從他於1946年的原始構想開始，直到發射為止，建造太空望遠鏡的計劃不斷的被延遲和受到預算問題的困擾。在他發射之後，立即發現主鏡有球面像差，嚴重的降低瞭望遠鏡的觀測能力。幸好在1993年的維修任務之後，望遠鏡恢復了計劃中的品質，並且成為天文學研究和推展公共關系最重要的工具。哈勃空間望遠鏡和康普頓伽瑪射線天文台、錢德拉X射線天文台、斯必澤空間望遠鏡都是美國宇航局大型軌道天文台計劃的一部分 。哈勃空間望遠鏡由NASA和ESO合作共同管理。
哈勃的未來依靠後續的維修任務是否成功，維持穩定的幾個陀螺儀已經損壞，2007年，連備用的也已經耗盡，而且另一架用於指向的望遠鏡功能也在衰減中。陀螺儀必須要以人工進行維修，在2007年1月30日，主要的先進巡天照相機（ACS）也停止工作，在執行人工維修之前，只有超紫外線的頻道能夠使用。另一方面，如果沒有再提升來增加軌道高度，阻力會迫使望遠鏡在2010年 重返大氣層。自從2003年太空梭哥倫比亞不幸事件之後，由於國際太空站和哈勃不在相同的高度上，使得太空人在緊急狀況下缺乏安全的避難場所，因而NASA認為以載人太空任務去維修哈勃望遠鏡是不合情理的危險任務。NASA在從新檢討之後，執行長麥克格里芬在2006年10月31日決定以亞特蘭大進行最後一次的哈勃維修任務，任務的時間安排在2008年9月11日，基於安全上的考量，屆時將會讓發現號在LC-39B發射台上待命，以便在緊急情況時能提供救援。計劃中的維修將能讓哈勃空間望遠鏡持續工作至2013年。如果成功了，後繼的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）應該已經發射升空，可以銜接得上任務了。韋伯太空望遠鏡在許多研究計劃上的功能都遠超過哈勃，但將只觀測紅外線，因此在光譜的可見光和紫外線領域內無法取代哈勃的功能。

Ⅳ 哈勃望遠鏡工作原理

哈勃望遠鏡工作原理如下：
由美國太空梭送上太空軌道的 「哈勃」望遠鏡長13.3米，直徑4.3米，重11.6噸，造價近30億美元。它以2.8萬公里的時速沿太空軌道運行，清晰度是地面天文望遠鏡的10倍以上。同時，由於沒有大氣湍流的干擾，它所獲得的圖像和光譜具有極高的穩定性和可重復性。

哈勃空間望遠鏡得到的數據首先被儲存在航天器中。在哈勃空間望遠鏡最開始發射時，儲存數據設施是老式的卷帶式錄音機。但這些設備在之後的維修任務中得到了替換。每天哈勃空間望遠鏡大約分兩次將數據傳送至地球同步軌道跟蹤與數據中繼衛星系統，然後數據再被繼續發送至位於新墨西哥的白沙測試設備，通過位於白沙測試設備的60英尺（18米）直徑的高增益微波電線之一，信息最後被傳送到戈達德太空飛行中心和太空望遠鏡科學研究所處存檔。
傳送來的數據必須要經過一系列處理才能為天文學家所用。空間望遠鏡研究所開發了一套軟體，能夠自動地對數據進行校正。然後空間望遠鏡研究所將利用STSDAS (Space Telescope Science Data Analysis System) 軟體來選取所需要的數據。
哈勃望遠鏡幫助科學家對宇宙的研究有了更深的了解。然而，由於美國航空航天局將哈勃SM4確定為最後一次維修任務，因此，哈勃的退役在即，而它新的繼任者詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）將發射升空，並逐步接替哈勃太空望遠鏡的工作。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope，縮寫JWST）是計劃中的紅外線觀測用太空望遠鏡。作為將於2010年結束觀測活動的哈勃太空望遠鏡的後續機，計劃於2011年發射升空。但因為製造方面的問題，不得不延遲到2013年升空，因此，哈勃望遠鏡也不得不冒險進行修補以繼續服役。因為費用已經升到了80億美元，鏡片也已經從原計劃的8米縮水為6.5米。這視為觀察宇宙最遙遠的地方，也就是宇宙大爆炸的第一縷光線的最低要求了。系歐洲空間局（ESA）和美國宇航局（NASA）的共同運用計劃，放置於太陽-地球的第二拉格朗日點。
2015年4月21日，哈勃望遠鏡距離地面約340英里（約合547公里），繞地球公轉一周耗時97分鍾。

Ⅵ 「天眼」哈勃望遠鏡在哪裡

在介紹哈勃太空望遠鏡之前，我們首先了解下哈勃望遠鏡的故事。而事實上該故事還要從1946年說起，當時普林斯頓的天文學家萊曼·斯皮策曾建議美國研製一台太空望遠鏡，但自從國會於1977年批准之後，這個計劃一直受到進度推遲、工作混亂、經費超支的困擾。當直徑2.4米的主透鏡經過5年的研磨、拋光於1981年完成時，所耗資金就比預算超出300萬美元。再加上各種各樣的技術問題和1986年「挑戰者」號太空梭失事後太空梭停飛3年的禁令，直到1990年4月24日才把這台望遠鏡發射上天。

哈勃太空望遠鏡示意圖

該望遠鏡是用埃德溫·哈勃的名字命名的，因為哈勃在1929年發現了宇宙膨脹。而科學家們研製這台望遠鏡的目的，便是觀測宇宙的邊緣，以有助於對人類最高深的一些問題找到答案。

資料顯示，哈勃太空望遠鏡是被送入軌道的口徑最大的望遠鏡。該望遠鏡總長12.8米，鏡筒直徑4.28米，主鏡直徑2.4米，連外殼孔徑則為3米，全重約11.5噸。這是一個完整的性能卓越的空間天文台，藉助它可觀測到宇宙中140億光年遠發出的光；它能夠單個地觀測到星群中的任一顆星；它能研究和確定宇宙的大小和起源，以及宇宙的年齡、距離標度；它還能分析河外星系，確定行星部、星系間的距離，它能對行星、黑洞、類星體和太陽系進行研究，並畫出宇宙圖和太陽系內各行星的氣象圖。

專家指出，該望遠鏡由3大部分組成，第一部分是光學部分，第二部分是科學儀器，第三部分是輔助系統，包括兩個長11.8米、寬2.3米，能提供2.4千瓦功率的太陽能電池帆板及兩個與地面通訊用的拋物面天線。鏡筒的前部是光學部分，而後部則是一個環形艙，在這個艙裡面，望遠鏡主鏡的焦平面上安放著一組科學儀器，太陽能電池帆板和天線從筒的中間部分伸出。

望遠鏡的光學部分是整個儀器的心臟。它採用卡塞格林式反射系統，由兩個雙曲面反射鏡組成，一個是口徑2.4米的主鏡，另一個是裝在主鏡前約4.5米處的副鏡，口徑0.3米。投射到主鏡上的光線首先反射到副鏡上，然後再由副鏡射向主鏡的中心孔，穿過中心孔到達主鏡的焦面上形成高質量的圖像，供各種科學儀器進行精密處理，得出來的數據通過中繼衛星系統發回地面。

除了光學部分，望遠鏡的另外一個主要部分就是裝在主鏡焦平面上的8台科學儀器，分別是：

(1)寬視場行星照相機。

它靈敏度高，觀測波段極寬，從紫外一直到紅外；不僅可觀測太陽系行星，還可對銀河系和河外星系進行觀測，且照片清晰度非常高。

(2)暗弱天體照相機。

它是兩個既獨立又相似的完整天體和探測系統，可探測到暗至23~29等的星體。

(3)暗弱天體攝譜儀。

它可對從紫外到近紅外波段的輻射進行光譜分析，又可測算它們的偏震。

(4)高解析度攝譜儀。

它能對紫外波段進行分光觀測，能觀察更暗弱、更遙遠的天體。

(5)高速光度計。

它可在可見光波段和紫外波段范圍內對天體做精確測量，可確定恆星目標的光度標准，又進一步識別過去人們觀測到的天體情況。

(6)精密制導遙感器。

望遠鏡上一共有3台精密制導遙感器，分別用於望遠鏡定向系統和天體位置精密測量定位。

事實上，這些科學儀器是為望遠鏡在最初幾年運轉期間所配備的。為了使太空望遠鏡能夠充分利用最新技術成果，焦平面上的這些儀器設計成可作各種不同組合和更換方式的儀器。在望遠鏡工作期間，可以通過太空梭上的航天員進行維修更換，必要時，也可以用太空梭將整個望遠鏡載回地面做大的修理，然後再送入軌道。太空望遠鏡的壽命按設計要求至少15年，估計實際可達幾十年。

當發現該望遠鏡觀測距離不夠遠時，因首次拍攝到一顆天體的圖像帶來的興奮一下子便變成極度的擔憂。原來預計可以觀測140億光年遠的望遠鏡現在只能觀測到40億光年！後來發現是因為主透鏡邊緣磨得太平，多磨掉了0.25毫米。更糟的是太陽能電池板每跨過一次晝夜分割線（90分鍾）就折曲一次，引起了使視覺模糊不清的圖像跳動。於是，描述情況很糟的種種說法都加在了哈勃望遠鏡的身上，批評家們甚至開始對美國航空航天局是否該繼續存在下去提出了質疑。

3年後，美國宇航局對「重病纏身」的哈勃望遠鏡進行了一次耗資2.5億美元、為期11天的大修。由航天員給它裝上了稱作「眼睛」的矯正光學部件和不易彎曲的太陽能電池板，中止了圖像跳動。另外還裝上了經過改進的攝像機。

在隨後的1997年2月，美國航空航天局耗資3.5億美元又進行了第二次維修，這次航天員又安裝了2台新的儀器，使望遠鏡的數據搜集能力提高了9倍。一台近紅外攝像機和多天體攝譜儀，把望遠鏡的能力擴展到了比電磁頻譜中可看到的紅光波長更長的紅外線范圍。另一台是太空望遠鏡成像攝譜儀，被稱作是哈勃望遠鏡的「彩色視覺」。與以前的攝譜儀的區別是，它可以一次觀測多達512個不同的天域或天體，找到可以確定這些天體的成分、速度和溫度的線索。

為了擴大數據存儲能力，航天局還裝上了一台固態型磁帶數據記錄器。同以前所用的技術相比，這些新的儀器具有人工智慧，可以一起協同工作，也可以同原先安裝在望遠鏡上的其他攝像機一起工作。在各種波長的同時成像對天文學家更深入地研究某個天體非常有利。

事實證明，「哈勃」確實為人類探索太空提供了諸多依據。首先，「哈勃」幫助解決了一些長期困擾天文學家的問題，而且導出了新的整體理論來解釋這些結果。「哈勃」的眾多主要任務之一是哈勃太空望遠鏡拍攝的蝴蝶

哈勃望遠鏡將對黑洞研究產生深刻影響

星雲要比以前更准確地測量出造父變星的距離，這可以讓我們更加准確地定出哈勃常數的數值范圍，這樣才能對宇宙的擴張速率和年齡有更正確的認知。在「哈勃」升空之前，哈勃常數在統計上的誤差估計是50%，但在「哈勃」重新測量出室女座星系團和其他遙遠星系團內的造父變星距離後，提供的測量值准確率可以在10%之內。這與「哈勃」發射之後以其他更可靠的技術測量出來的結果是一致的。

「哈勃」也被用來改善宇宙年齡的估計，宇宙的未來也是被質疑的問題之一。來自高紅移超新星搜尋小組和超新星宇宙論計劃的天文學家使用望遠鏡觀察遙遠距離外的超新星，發現宇宙的膨脹也許實際上是在加速中。這個加速已經被「哈勃」和其他地基望遠鏡的觀測證實，但加速的原因目前還很難以理解。

而由「哈勃」提供的高解析光譜和影像很明確地證實了盛行的黑洞存在於星系核中的學說。在60年代初期，黑洞將在某些星系的核心被發現還只是一種假說，在80年代才鑒定出一些星系核心可能是黑洞候選者的工作，「哈勃」的工作卻使得星系的核心是黑洞成為一種普遍和共同的認知。「哈勃」計劃在未來將著重於星系核心黑洞質量和星系本質的緊密關聯上，「哈勃」對星系中黑洞的研究將在星系的發展和中心黑洞的關連上產生深刻與長遠的影響。

「哥倫比亞」太空梭示意圖

作為一個無可否認的事實是，哈勃太空望遠鏡已到「晚年」。它在太空的十幾年中，經歷4次大修，分別為1993年、1997年、1999年、2001年。盡管每次大修以後，「哈勃」都面貌一新，特別是2001年科學家利用「哥倫比亞」太空梭對它進行的第四次大修，為它安裝測繪照相機，更換了太陽能電池板，更換已工作11年的電力控制裝置，並激活處於「休眠」狀態的近紅外照相機和多目標分光計，然而，大修仍掩蓋不住它的「老態」，因為「哈勃」從上太空起就處於「帶病堅持工作」狀態。

美國航空航天局將於近期召集各方面專家和宇航員共同討論，到底在何時以何種方式讓NASA（美國航空航天局）驕子——「哈勃」「壽終正寢」。盡管人們仍對它戀戀不舍，但「哈勃」所剩時日不多，也許在今年或稍晚一些時候就會被換下「一線」。

目前，美國正在積極籌劃研製新一代太空望遠鏡，旨在接替目前還在軌道運行的哈勃望遠鏡。據報道，新一代望遠鏡主鏡口徑達7.5米，其觀察范圍比「哈勃」大4～6倍，清晰度不亞於「哈勃」。新一代望遠鏡，重量預定3000千克，而「哈勃」重達10000千克。製造這么大而又這么輕的鏡片，要求在材料上有巨大的突破和進展。

「哈勃」在對宇宙形成初期進行探測時留下了1~10億年之間空白，而新一代望遠鏡將填補這段空白，研究宇宙的早期，觀察諸星系形成時期的情況。「哈勃」專門用紫外線和可見光中的短波來觀測宇宙，而新一代望遠鏡則用電磁光譜中波長較長的紅外線部分來深入探索宇宙。因為宇宙在擴張的過程中諸星系遠離地球向外運動，它們的光變成波長較長的紅光，以紅外線的形式傳到地球上。

專家指出，新一代望遠鏡不像「哈勃」那樣繞地球軌道，而是將穩定地佔據地球與太陽之間、月球以外約150萬千米的一條軌道，製造一個望遠鏡陣。專家預計其最終的空間解析度可優於哈勃望遠鏡近千倍。

作為將於2010年結束觀測活動的哈勃太空望遠鏡的後續機，計劃於2011年發射升空。但因哈勃太空望遠鏡的修補等延命措施的效果，故發射改期為2013年。

自從1959年世界第一個空間探測器升空以來，人類已相繼發射了拜訪月球、太陽系的7大行星以及小行星和彗星的探測器。有的探測器還飛到太陽系外去揭示更遙遠的深空奧秘，其中對月球的考察最詳細，甚至派遣了航天員赴月球實地考察。

地外星系示意圖

這些探測器取得了巨大成果，大大擴展了人類的活動范圍，揭開了月球和太陽系各大行星的不少奧秘，回答了過去天文學家們爭論不休的許多不解之謎，促進了空間科學向著更深、更廣的領域發展。

對地外星球進行探測的主要目的是：研究月球和太陽系的起源和現狀；通過對太陽系各大行星及其衛星的考察研究，進一步揭示地球環境的形成和演變情況；認識太陽系的演化，探尋生命的起源和演變歷史；利用宇宙空間的特殊環境進行各種科學實驗，直接為國民經濟服務。

Ⅶ 哈勃望遠鏡的研發過程

哈勃空間望遠鏡的歷史可以追溯至1946年天文學家萊曼·斯皮策（Lyman Spitzer, Jr.）所提出的論文：《在地球之外的天文觀測優勢》。在文中，他指出在太空中的天文台有兩項優於地面天文台的性能。首先，角解析度（物體能被清楚分辨的最小分離角度）的極限將只受限於衍射，而不是由造成星光閃爍、動盪不安的大氣所造成的視象度。在當時，以地面為基地的望遠鏡解析力只有0.5-1.0弧秒，相較下，只要口徑2.5米的望遠鏡就能達到理論上衍射的極限值0.1弧秒。其次，在太空中的望遠鏡可以觀測被大氣層吸收殆盡的紅外線和紫外線。

斯皮策以空間望遠鏡為事業，致力於空間望遠鏡的推展。在1962年，美國國家科學院在一份報告中推薦空間望遠鏡做為發展太空計劃的一部分，在1965年，斯皮策被任命為一個科學委員會的主任委員，該委員會的目的就是建造一架空間望遠鏡。

在第二次世界大戰時，科學家利用發展火箭技術的同時，曾經小規模的嘗試過以太空為基地的天文學。在1946年，首度觀察到了太陽的紫外線光譜。英國在1962年發射了太陽望遠鏡放置在軌道上，做為亞利安太空計劃的一部分。1966年NASA進行了第一個軌道天文台（OAO）任務，但第一個OAO的電池在三天後就失效，中止了這項任務了。第二個OAO在1968至1972年對恆星和星系進行了紫外線的觀測，比原先的計劃多工作了一年的時間。

軌道天文台任務展示了以太空為基地的天文台在天文學上扮演的重要角色，因此在1968年NASA確定了在太空中建造直徑3米反射望遠鏡的計劃，當時暫時的名稱是大型軌道望遠鏡或大型空間望遠鏡（LST），預計在1979年發射。這個計劃強調須要有人進入太空進行維護，才能確保這個所費不貸的計劃能夠延續夠長的工作時間；並且同步發展可以重復使用的太空梭技術，才能使前項計劃成為可行的計劃。^[3]

空間望遠鏡的計劃一經批准，計劃就被分割成許多子計劃分送各機關執行。 馬歇爾太空飛行中心（MSFC）負責設計、發展和建造望遠鏡，金石太空飛行中心（GSFC）負責科學儀器的整體控制和地面的任務控制中心。馬歇爾太空飛行中心委託珀金埃爾默設計和製造空間望遠鏡的光學組件，還有精密定位感測器（FGS），洛克希德被委託建造安裝望遠鏡的太空船。[4]

望遠鏡的鏡子和光學系統是最關鍵的部分，因此在設計上有很嚴格的規范。一般的望遠鏡，鏡子在拋光之後的准確性大約是可見光波長的十分之一，但是因為空間望遠鏡觀測的范圍是從紫外線到近紅外線，所以需要比以前的望遠鏡更高十倍的解析力，它的鏡子在拋光後的准確性達到可見光波長的廿分之一，也就是大約30 納米。

珀金埃爾默刻意使用極端復雜的電腦控制拋光機研磨鏡子，但卻在最尖端的技術上出了問題；柯達被委託使用傳統的拋光技術製做一個備用的鏡子（柯達的這面鏡子現在永久保存在史密松寧學會）^[5]。1979年，珀金埃爾默開始磨製鏡片，使用的是超低膨脹玻璃，為了將鏡子的重量降至最低，採用蜂窩格子，只有表面和底面各一吋是厚實的玻璃。

鏡子的拋光從1979年開始持續到1981年5月，拋光的進度已經落後並且超過了預算，這時NASA的報告才開始對珀金埃爾默的管理結構質疑。為了節約經費，NASA停止支援鏡片的製作，並且將發射日期延後至1984年10月。鏡片在1981年底全部完成，並且鍍上了75 nm厚的鋁增強反射，和25 nm厚的鎂氟保護層。

因為在光學望遠鏡組合上的預算持續膨脹，進度也落後的情況下，對珀金埃爾默能否勝任後續工作的質疑繼續存在。為了回應被描述成"未定案和善變的日報表"，NASA將發射的日期再延至1985年的4月。但是，珀金埃爾默的進度持續的每季增加一個月的速率惡化中，時間上的延遲也達到每個工作天都在持續落後中。NASA被迫延後發射日期，先延至1986年3月，然後又延至1986年9月。這時整個計劃的總花費已經高達美金11億7500萬

置望遠鏡和儀器的太空船是主要工程上的另一個挑戰。它必須能勝任與抵擋在陽光與地球的陰影之間頻繁進出所造成的溫度變化，還要極端地穩定並能長時間的將望遠鏡精確地對准目標。以多層絕緣材料製成的遮蔽物能使望遠鏡內部的溫度保持穩定，並且以輕質的鋁殼包圍住望遠鏡和儀器的支架。在外殼之內，石墨環氧的框架將校準好的工作儀器牢固的固定住。

有一段時間用於安置儀器和望遠鏡的太空船在建造上比光學望遠鏡的組合來得順利，但洛克希德仍然經歷了預算不足和進度的落後，在1985年的夏天之前，太空船的進度落後了個月，而預算超出了30%。馬歇爾太空飛行中心的報告認為洛克希德在太空船的建造上沒有採取主動，而且過度依賴NASA的指導。

在1983年，空間望遠鏡科學協會（STScI）在經歷NASA與科學界之間的權力爭奪後成立。空間望遠鏡科學協會隸屬於美國大學天文研究聯盟（AURA），這是由32個美國大學和7個國際會員組成的單位，總部坐落在馬里蘭州巴爾地摩的約翰·霍普金斯大學校園內。

空間望遠鏡科學協會負責空間望遠鏡的操作和將數據交付給天文學家。美國國家航空航天局（NASA）想將之做為內部的組織，但是科學家依據科學界的做法將之規劃創立成研究單位，由NASA位在馬里蘭州綠堤，空間望遠鏡科學協會南方48千米的哥達德太空飛行中心和承包廠商提供工程上的支援。哈勃望遠鏡每天24小時不間斷的運作，由四個工作團隊輪流負責操作。

空間望遠鏡歐洲協調機構於1984年設立在德國鄰近慕尼黑的Garching bei München，為歐洲的天文學家提供相似的支援。

在發射時，哈勃空間望遠鏡攜帶的儀器如下：

廣域和行星照相機（WF/PC）

戈達德高解析攝譜儀（GHRS）

高速光度計（HSP）)

暗天體照相機（FOC）

暗天體攝譜儀（FOS）

WF/PC原先計劃是光學觀測使用的高解析度照相機。由NASA的噴射推進實驗室製造，附有一套由48片光學濾鏡組成，可以篩選特殊的波段進行天體物理學的觀察。整套儀器使用8片CCD，做出了兩架照相機，每一架使用4片CCD。"廣域照相機"（WFC）因為視野較廣，在解像力上有所損失，而"行星照相機"（PC）以比WFC長的焦距成像，所以有較高的放大率。

GHRS是被設計在紫外線波段使用的攝譜儀，由哥達德太空中心製造，可以達到90,000的光譜解析度[7]，同時也為FOC和FOS選擇適宜觀測的目標。FOC和FOS都是哈勃空間望遠鏡上解析度最高的儀器。這三個儀器都舍棄了CCD，使用數位光子計數器做為檢測裝置。FOC是由歐洲空間局製造，FOS則由馬丁·瑪麗埃塔公司製造。

最後一件儀器是由威斯康辛麥迪遜大學設計製造的HSP，它用於在可見光和紫外光的波段上觀測變星，和其他被篩選出的天體在亮度上的變化。它的光度計每秒鍾可以偵測100,000次，精確度至少可以達到2%[8]。

哈勃空間望遠鏡的導引系統也可以做為科學儀器，它的三個精細導星感測器（FGS）在觀測期間主要用於保持望遠鏡指向的准確性， 但也能用於進行非常准確的天體測量，測量的精確度達到0.0003弧秒。

在望遠鏡發射數星期之後，傳回來的圖片顯示在光學系統上有嚴重的問題。雖然，第一張圖像看起來比地基望遠鏡的明銳，但望遠鏡顯然沒有達到最佳的聚焦狀態，獲得的最佳圖像品質也遠低於當初的期望。點源的影像被擴散成超過一弧秒半徑的圓，而不是在設計准則中的標准：集中在直徑0.1 弧秒之內，有同心圓的點彌漫函數圖像[10]。

對圖樣缺陷的分析顯示，問題的根源在主鏡的形狀被磨錯了。鏡面邊緣太平了一些，與需要的位置差了約2.2微米，但這個差別造成的是災難性的、嚴重的球面像差。來自鏡面邊緣的反射光，不能聚集在與中央的反射光相同的焦點上。

鏡子的瑕疵造成的作用是在科學觀察的核心觀測上，核心像差的PSF要足夠的明銳到足以進行高解析的分辨，但對明亮的天體和光譜分析是不受影響的。雖然，在外圍損失大片的光因為不能匯聚在焦點上而造成暈像，嚴重的減損瞭望遠鏡觀察暗天體或高反差影像的能力。這意味著幾乎所有對宇宙學的研究計劃都不能執行，因為它們都是非常暗弱的觀測對象。美國國家航空航天局和哈勃空間望遠鏡成為許多笑話的箭靶，並且被認為是大白象（花費大而無用的東西）。

從點源的圖像往回追溯，天文學家確定鏡面的圓錐常數是−1.01324，而不是原先期望的− 1.00230。[11]通過分析珀金埃爾默的零校正器（精確測量拋光曲面的儀器）和分析在地面測試鏡子的干涉圖影像，也獲得了相同的數值。

由噴射推進實驗室主任，亞倫領導的委員會，確定了錯誤是如何發生的。亞倫委員會發現珀金埃爾默使用的零校正器在裝配上發生了錯誤，它的向場透鏡位置偏差了 1.3 毫米[12]。

在拋光鏡子的期間，珀金埃爾默使用另外二架零校正器，兩者都（正確的）顯示鏡子有球面像差。這些測試都是為確實消除球面像差而設計的，不顧品管文件的指導，公司認為這二架零校正器的精確度不如主要的設備，而忽略了測試的結果。

委員會指出失敗的主因是珀金埃爾默。由於進度表頻繁更動造成的損耗和望遠鏡製造費用的超支，造成了在美國航空暨太空總署和光學公司之間的關系極度的緊張。美國航空暨太空總署發現珀金埃爾默並不認為鏡子的製做在他們的業務中是關鍵性的困難工作，而美國航空暨太空總署也未能在拋光之前善盡本身的職責。在委員會沉痛的批評珀金埃爾默在管理上的不當與缺失的同時，美國航空暨太空總署也被非議未善盡品管的責任，與不該只依賴唯一一架儀器的測試結果。

在望遠鏡的設計中原本就規畫了維修的任務，所以天文學家立刻就開始尋找可以在1993年，預定進行第一次維修任務時解決問題的方案。讓柯達再為哈勃製作備用鏡在軌道上進行更換太昂貴且耗費時間，臨時將望遠鏡帶回地面上修理也不可能。相反，鏡片錯誤的形狀已經被精確的測量出來，因此可以設計一個有相同的球面像差，但功效相反的光學系統來抵消錯誤。也就是在第一次的維修任務中為哈勃配上一副能改正球面像差的眼鏡。

由於原本儀器的設計方式，必須要兩套不同的校正儀器。廣域和行星照相機的設計包括轉動的鏡片和直接進入兩架照相機的8片獨立CCD晶元的光線，可以用一個反球面像差的鏡片完全的消除掉它們表面上的主要變形。[14]修正鏡被固定在替換的第二代廣域和行星照相機內（由於進度和預算的壓力，只修正4片CCD而不是8片）。但是，其他的儀器就缺乏任何可以安置的中間表面，因此必須要一個外加的修正裝置。

設計用來改正球面像差的儀器稱為"空間望遠鏡光軸補償校正光學（COSTAR）"，基本上包含兩個在光路上的鏡子，其中一個將球面像差校正過來，光線被聚焦給暗天體照相機、暗天體光譜儀和高達德高解析攝譜儀。[15]為了提供COSTAR在望遠鏡內所需要的位置，必須移除其中一件儀器，天文學家的選擇是犧牲高速光度計。

在哈勃任務的前三年期間，在光學系統被修正到合適之前，望遠鏡依然執行了大量的觀測。光譜的觀測未受到球面像差的影響，但是許多暗弱天體的觀測因為望遠鏡的表現不佳而被取消或延後。盡管受到了挫折，樂觀的天文學家在這三年內熟練的運用影像處理技術，例如反折績（影像重疊）得到許多科學上的進展。

在設計上，哈勃空間望遠鏡必須定期的進行維護，但是在鏡子的問題明朗化之後，第一次的維護就變得非常重要，因為太空人必須全面性的進行望遠鏡光學系統安裝和校正的工作。被選擇執行任務的七位太空人，接受近百種被專門設計的工具使用的密集訓練。由奮進號在1993年12月的STS-61航次中，於10天之中重新安裝了幾件儀器和其他的設備。

最重要的是以COSTAR修正光學組件取代了高速光度計，和廣域和行星照相機由第二代廣域和行星照相機與內部的光學更新系統取代。另外，太陽能板和驅動的電子設備、四個用於望遠鏡定位的陀螺儀、二個控制盤、二個磁力計和其他的電子組件也被更換。望遠鏡上攜帶的計算機也被更新升級，由於高層稀薄的大氣仍有阻力，在三年內逐漸衰減的軌道也被提高了。

1994年1月13日，美國國家航空航天局宣布任務獲得完全的成功，並顯示出許多新的圖片 [16]。這次承擔的任務非常復雜，共進行了五次太空梭船艙外的活動，它的回響除了對美國國家航空航天局給予極高的評價外，也帶給天文學家一架可以充分勝任太空任務的望遠鏡。

後續的維修任務沒有如此的戲劇化，但每一次都給哈勃空間望遠鏡帶來了新的能力。

勃幫助解決了一些長期困擾天文學家的問題，而且導出了新的整體理論來解釋這些結果。哈勃的眾多主要任務之一是要比以前更准確的的測量出造父變星的距離，這可以讓我們更加准確的定出哈勃常數的數值范圍，這樣才能對宇宙的擴張速率和年齡有更正確的認知。在哈勃升空之前，哈勃常數在統計上的誤差估計是50%，但在哈勃重新測量出室女座星系團和其他遙遠星系團內的造父變星距離後，提供的測量值准確率可以在10%之內。這與哈勃發射之後以其他更可靠的技術測量出來的結果是一致的。[21]

哈勃也被用來改善宇宙年齡的估計，宇宙的未來也是被質疑的問題之一。來自高紅移超新星搜尋小組和超新星宇宙論計劃的天文學家使用望遠鏡觀察遙遠距離外的超新星，發現宇宙的膨脹也許實際上是在加速中。這個加速已經被哈勃和其他地基望遠鏡的觀測證實，但加速的原因目前還很難以理解。經由哈勃空間望遠鏡的觀測資料，宇宙的年齡是137億年。[22]

由哈勃提供的高解析光譜和影像很明確的證實了盛行的黑洞存在於星系核中的學說。在60年代初期，黑洞將在某些星系的核心被發現還只是一種假說，在80年代才鑒定出一些星系核心可能是黑洞候選者的工作，哈勃的工作卻使得星系的核心是黑洞成為一種普遍和共同的認知。哈勃的計劃在未來將著重於星系核心黑洞質量和星系本質的緊密關聯上，哈勃對星系中黑洞的研究將在星系的發展和中心黑洞的關連上產生深刻與長遠的影響。

休梅克-李維9號彗星在1994年撞擊木星對天文學家是一件很意外的事，幸運的是這次撞擊發生在哈勃完成第一次維護修好光學系統之後的幾個月。因此，哈勃所獲得的影像是自從1979年航海家二號飛掠木星之後最為清晰的影像，並且很幸運的對估計數個世紀才會發生一次的彗星碰撞木星的動力學事件，提供了關鍵性的學習機會。它也被用來研究太陽系外圍的天體，包括矮行星冥王星和鬩神星。

Ⅷ 哈勃望遠鏡比中國500米遠鏡好嗎

首先科普一下什麼哈勃望遠鏡。作為人類歷史上第一座太空望遠鏡。哈勃望遠鏡1990年4月24日發射升空，它成功擺脫了大氣層和地面光線的干擾，幫助天文學家解決了許多天文學上的基本問題，使得人類對天文物理有更多的認識。

它幫助天文學家將宇宙的年齡精確到130億至140億年之間、證實了星系中央存在黑洞、發現了年輕恆星周圍孕育行星的塵埃盤、拍下了彗星撞擊木星的照片、幫助確認了宇宙中存在暗能量。

2011年美國的太空梭退役後，對哈勃望遠鏡的維護工作也告一段落。負責哈勃太空望遠鏡的團隊計劃保持運行直到2020年，屆時它將被計劃2018年發射的繼任者詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope，JWST)所取代。

JWST造價超過88億美元，這是美國政府有史以來支持過的耗資最大的科學項目。

NASA新一代太空望遠鏡旗艦項目，是口徑1.3米的寬視場紅外巡天望遠鏡（Wide Field Infrared Survey Telescope，WFIRST），它利用近紅外波段成像，發射日期定於不早於2024年。

下面就要說到中國版哈勃了。在五六年前，高能物理所提出的硬X射線探測衛星（HXMT）曾經被稱為中國版哈勃，但是兩者觀測的波段差別很大，哈勃主要是可見光波段，而HXMT主要是X射線波段，這應該和NASA的雨燕(SWIFT)望遠鏡更加相似。

在硬X射線能區，主要是關注脈沖星、伽瑪射線暴、超新星等更為猛烈的天體現象不同，哈勃望遠鏡的特點，是關注可見光領域，觀察宇宙的大尺度結構。

更加接近哈勃的，就是這次提出的空間站望遠鏡計劃。美國當年主要靠發射太空梭對「哈勃」太空望遠鏡等航天器進行維修，在太空梭全部停飛的情況下，對在軌航天器維修已成為一大難題。

把空間站作為太空望遠鏡的永久性支援基地，就使得對望遠鏡的維護問題相對容易解決。

利用空間站作為太空望遠鏡的想法，是國家天文台的詹虎研究員提出的。2011年，他曾經在中國科學上發表了一篇名為《中國空間站大規模多色測光與無縫光譜巡天的設想及其在暗能量研究領域的應用》的論文。

在這篇論文中他提出，我國載人空間站的建設為國內開展空間大規模多色成像與無縫光譜巡天提供了難得的機會。

大型巡天是今後數十年國際天文學研究的一個重要方向，高精度大樣本的巡天觀測將極大地推動暗物質、暗能量、天體起源與演化等天文學和物理學的根本問題的研究。

2015年06期《中國科學院院刊》上，也曾經發表了中科院空間應用工程與技術中心的高銘, 趙光恆, 顧逸東三位專家撰寫的《我國空間站的空間科學與應用任務》，在文中就提到，我國的空間站上的一個主要科學設備，就是多功能主動光學設施。

Ⅸ 為什麼哈勃望遠鏡損壞後要繼續修理

哈勃望遠鏡損壞後肯定是要繼續修理的，他要不修理就是什麼也看不見，就是個瞎子。

Ⅹ 聽說哈勃望遠鏡是目前看的最遠的望遠鏡，那哈勃是量產的嗎，能買到嗎

能買得起哈珀望遠鏡的，起碼也得是比爾.蓋茨這種級別的富翁！就是蓋茨買一個哈勃望遠鏡估計也得肝顫！

哈勃太空望遠鏡（英語：Hubble Space Telescope，縮寫：HST）是以天文學家愛德溫·哈勃為名，在地球軌道上並且圍繞地球的太空空間望遠鏡，類型屬於光學望遠鏡，於1990年4月24日在美國肯尼迪航天中心由「發現者」號太空梭成功發射。在1978年，美國國會撥付了3600萬元美金，讓大型空間望遠鏡開始設計，並計劃在1983年發射升空。注意這是上個世紀70年代的啟動資金！整個哈勃項目全周期費用加上幾次維修費用。起碼也得幾十億美元才夠！