哈勃望远镜维修费

Ⅰ 哈勃望远镜的“前世今生”，历经五次维修，有哪些故事

哈勃太空望远镜已经三十岁了，回顾哈勃太空望远镜的历史，它创造出了诸多辉煌，引领着现代天文学的发展，它做出了重大贡献。

研究宇宙，知晓宇宙的奥秘，人类需要一架太空巨眼，让人类在地球上看得更清晰更远。早在1968年，NASA就有在轨道上放置一个太空望远镜的想法，因为NASA在以往的几次小的太空观测任务中发现了在太空中进行观测任务要比地面上好很多，也能够得到更多的信息。

如今，哈勃望远镜已经升空30周年了，经历过五次维修，哈勃望远镜没有让人们失望，发回来了大量的数据，让天文学发展有了长足的进步。

Ⅱ 为什么不多造几个哈勃望远镜

1. 哈勃的成本和维护是很大的问题。1990年哈勃上天就是30亿美元，再加后来五次维护和升级，总成本没有找到具体数据，但是二十多年下来100亿美元左右肯定是要的。要知道NASA现在的预算也就50亿美元出头。
   

2. 诚然哈勃是供不应求的（科研的特性决定绝大多数仪器，特别是这种全世界数得出数量的仪器都是供不应求的），但相对来说，大多数工作的价值是锦上添花，而不是革命性或者突破性的。

3. 相比于把有限的经费再投入哈勃，在其他领域建造一台望远镜能够得到更好的性价比（哈勃是可见光&远紫外波段）。这一点美国人立项也超过20年了，原本计划2014年发射（我2005年初涉天问的时候是这个说法），口径为8米的詹姆斯-韦伯望远镜，会在红外波段进行探测，这能对天文学带来的贡献，绝对大于再发射一架哈勃。

PS詹姆斯韦伯在建设过程中遇到了太多的问题，现在已经延期到2021年，造价也超过预算很多，超过90亿美元，口径也从原本计划的8米缩小到了6.5米。按这台望远镜过去的经验，能不能2025年发，100亿搞定，都是很大的问题- -。

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Ⅲ 哈勃30周年，30年中，它都发现了什么东西，又经过多少次维修呢

哈勃太空望远镜，属于光学望远镜，可以直接进行成像。上世纪60年代，莱曼·斯皮策提出了在太空建造望远镜的想法，然后展开了后续的准备。

而哈勃太空望远镜的主要优点之一就是它可以不受地球大气的干扰，哈勃空间望远镜的位置在地球的大气层之上，因此影像不仅不会受到大气层的影响。

而且视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测到会被臭氧层吸收的紫外线，是天文史上最重要的仪器之一；

同时哈勃望远镜还成功的弥补了在地面观测的不足，帮助天文学家们解决了许多天文学上的基本问题。

Ⅳ 什么是哈勃望远镜

是以天文学家哈勃为名，在轨道上环绕著地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上，因此获得了地基望远镜所没有的好处——影像不会受到大气湍流的扰动，视宁度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。他已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，对天文物理有更多的认识。哈勃的哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入（最敏锐的）的光学影像。
从他于1946年的原始构想开始，直到发射为止，建造太空望远镜的计划不断的被延迟和受到预算问题的困扰。在他发射之后，立即发现主镜有球面像差，严重的降低了望远镜的观测能力。幸好在1993年的维修任务之后，望远镜恢复了计划中的品质，并且成为天文学研究和推展公共关系最重要的工具。哈勃空间望远镜和康普顿伽玛射线天文台、钱德拉X射线天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分 。哈勃空间望远镜由NASA和ESO合作共同管理。
哈勃的未来依靠后续的维修任务是否成功，维持稳定的几个陀螺仪已经损坏，2007年，连备用的也已经耗尽，而且另一架用于指向的望远镜功能也在衰减中。陀螺仪必须要以人工进行维修，在2007年1月30日，主要的先进巡天照相机（ACS）也停止工作，在执行人工维修之前，只有超紫外线的频道能够使用。另一方面，如果没有再提升来增加轨道高度，阻力会迫使望远镜在2010年 重返大气层。自从2003年航天飞机哥伦比亚不幸事件之后，由于国际太空站和哈勃不在相同的高度上，使得太空人在紧急状况下缺乏安全的避难场所，因而NASA认为以载人太空任务去维修哈勃望远镜是不合情理的危险任务。NASA在从新检讨之后，执行长麦克格里芬在2006年10月31日决定以亚特兰大进行最后一次的哈勃维修任务，任务的时间安排在2008年9月11日，基于安全上的考量，届时将会让发现号在LC-39B发射台上待命，以便在紧急情况时能提供救援。计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作至2013年。如果成功了，后继的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）应该已经发射升空，可以衔接得上任务了。韦伯太空望远镜在许多研究计划上的功能都远超过哈勃，但将只观测红外线，因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈勃的功能。

Ⅳ 哈勃望远镜工作原理

哈勃望远镜工作原理如下：
由美国航天飞机送上太空轨道的 “哈勃”望远镜长13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元。它以2.8万公里的时速沿太空轨道运行，清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。同时，由于没有大气湍流的干扰，它所获得的图像和光谱具有极高的稳定性和可重复性。

哈勃空间望远镜得到的数据首先被储存在航天器中。在哈勃空间望远镜最开始发射时，储存数据设施是老式的卷带式录音机。但这些设备在之后的维修任务中得到了替换。每天哈勃空间望远镜大约分两次将数据传送至地球同步轨道跟踪与数据中继卫星系统，然后数据再被继续发送至位于新墨西哥的白沙测试设备，通过位于白沙测试设备的60英尺（18米）直径的高增益微波电线之一，信息最后被传送到戈达德太空飞行中心和太空望远镜科学研究所处存档。
传送来的数据必须要经过一系列处理才能为天文学家所用。空间望远镜研究所开发了一套软件，能够自动地对数据进行校正。然后空间望远镜研究所将利用STSDAS (Space Telescope Science Data Analysis System) 软件来选取所需要的数据。
哈勃望远镜帮助科学家对宇宙的研究有了更深的了解。然而，由于美国航空航天局将哈勃SM4确定为最后一次维修任务，因此，哈勃的退役在即，而它新的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）将发射升空，并逐步接替哈勃太空望远镜的工作。
詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，缩写JWST）是计划中的红外线观测用太空望远镜。作为将于2010年结束观测活动的哈勃太空望远镜的后续机，计划于2011年发射升空。但因为制造方面的问题，不得不延迟到2013年升空，因此，哈勃望远镜也不得不冒险进行修补以继续服役。因为费用已经升到了80亿美元，镜片也已经从原计划的8米缩水为6.5米。这视为观察宇宙最遥远的地方，也就是宇宙大爆炸的第一缕光线的最低要求了。系欧洲空间局（ESA）和美国宇航局（NASA）的共同运用计划，放置于太阳-地球的第二拉格朗日点。
2015年4月21日，哈勃望远镜距离地面约340英里（约合547公里），绕地球公转一周耗时97分钟。

Ⅵ “天眼”哈勃望远镜在哪里

在介绍哈勃太空望远镜之前，我们首先了解下哈勃望远镜的故事。而事实上该故事还要从1946年说起，当时普林斯顿的天文学家莱曼·斯皮策曾建议美国研制一台太空望远镜，但自从国会于1977年批准之后，这个计划一直受到进度推迟、工作混乱、经费超支的困扰。当直径2.4米的主透镜经过5年的研磨、抛光于1981年完成时，所耗资金就比预算超出300万美元。再加上各种各样的技术问题和1986年“挑战者”号航天飞机失事后航天飞机停飞3年的禁令，直到1990年4月24日才把这台望远镜发射上天。

哈勃太空望远镜示意图

该望远镜是用埃德温·哈勃的名字命名的，因为哈勃在1929年发现了宇宙膨胀。而科学家们研制这台望远镜的目的，便是观测宇宙的边缘，以有助于对人类最高深的一些问题找到答案。

资料显示，哈勃太空望远镜是被送入轨道的口径最大的望远镜。该望远镜总长12.8米，镜筒直径4.28米，主镜直径2.4米，连外壳孔径则为3米，全重约11.5吨。这是一个完整的性能卓越的空间天文台，借助它可观测到宇宙中140亿光年远发出的光；它能够单个地观测到星群中的任一颗星；它能研究和确定宇宙的大小和起源，以及宇宙的年龄、距离标度；它还能分析河外星系，确定行星部、星系间的距离，它能对行星、黑洞、类星体和太阳系进行研究，并画出宇宙图和太阳系内各行星的气象图。

专家指出，该望远镜由3大部分组成，第一部分是光学部分，第二部分是科学仪器，第三部分是辅助系统，包括两个长11.8米、宽2.3米，能提供2.4千瓦功率的太阳能电池帆板及两个与地面通讯用的抛物面天线。镜筒的前部是光学部分，而后部则是一个环形舱，在这个舱里面，望远镜主镜的焦平面上安放着一组科学仪器，太阳能电池帆板和天线从筒的中间部分伸出。

望远镜的光学部分是整个仪器的心脏。它采用卡塞格林式反射系统，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。

除了光学部分，望远镜的另外一个主要部分就是装在主镜焦平面上的8台科学仪器，分别是：

(1)宽视场行星照相机。

它灵敏度高，观测波段极宽，从紫外一直到红外；不仅可观测太阳系行星，还可对银河系和河外星系进行观测，且照片清晰度非常高。

(2)暗弱天体照相机。

它是两个既独立又相似的完整天体和探测系统，可探测到暗至23~29等的星体。

(3)暗弱天体摄谱仪。

它可对从紫外到近红外波段的辐射进行光谱分析，又可测算它们的偏震。

(4)高分辨率摄谱仪。

它能对紫外波段进行分光观测，能观察更暗弱、更遥远的天体。

(5)高速光度计。

它可在可见光波段和紫外波段范围内对天体做精确测量，可确定恒星目标的光度标准，又进一步识别过去人们观测到的天体情况。

(6)精密制导遥感器。

望远镜上一共有3台精密制导遥感器，分别用于望远镜定向系统和天体位置精密测量定位。

事实上，这些科学仪器是为望远镜在最初几年运转期间所配备的。为了使太空望远镜能够充分利用最新技术成果，焦平面上的这些仪器设计成可作各种不同组合和更换方式的仪器。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更换，必要时，也可以用航天飞机将整个望远镜载回地面做大的修理，然后再送入轨道。太空望远镜的寿命按设计要求至少15年，估计实际可达几十年。

当发现该望远镜观测距离不够远时，因首次拍摄到一颗天体的图像带来的兴奋一下子便变成极度的担忧。原来预计可以观测140亿光年远的望远镜现在只能观测到40亿光年！后来发现是因为主透镜边缘磨得太平，多磨掉了0.25毫米。更糟的是太阳能电池板每跨过一次昼夜分割线（90分钟）就折曲一次，引起了使视觉模糊不清的图像跳动。于是，描述情况很糟的种种说法都加在了哈勃望远镜的身上，批评家们甚至开始对美国航空航天局是否该继续存在下去提出了质疑。

3年后，美国宇航局对“重病缠身”的哈勃望远镜进行了一次耗资2.5亿美元、为期11天的大修。由航天员给它装上了称作“眼睛”的矫正光学部件和不易弯曲的太阳能电池板，中止了图像跳动。另外还装上了经过改进的摄像机。

在随后的1997年2月，美国航空航天局耗资3.5亿美元又进行了第二次维修，这次航天员又安装了2台新的仪器，使望远镜的数据搜集能力提高了9倍。一台近红外摄像机和多天体摄谱仪，把望远镜的能力扩展到了比电磁频谱中可看到的红光波长更长的红外线范围。另一台是太空望远镜成像摄谱仪，被称作是哈勃望远镜的“彩色视觉”。与以前的摄谱仪的区别是，它可以一次观测多达512个不同的天域或天体，找到可以确定这些天体的成分、速度和温度的线索。

为了扩大数据存储能力，航天局还装上了一台固态型磁带数据记录器。同以前所用的技术相比，这些新的仪器具有人工智能，可以一起协同工作，也可以同原先安装在望远镜上的其他摄像机一起工作。在各种波长的同时成像对天文学家更深入地研究某个天体非常有利。

事实证明，“哈勃”确实为人类探索太空提供了诸多依据。首先，“哈勃”帮助解决了一些长期困扰天文学家的问题，而且导出了新的整体理论来解释这些结果。“哈勃”的众多主要任务之一是哈勃太空望远镜拍摄的蝴蝶

哈勃望远镜将对黑洞研究产生深刻影响

星云要比以前更准确地测量出造父变星的距离，这可以让我们更加准确地定出哈勃常数的数值范围，这样才能对宇宙的扩张速率和年龄有更正确的认知。在“哈勃”升空之前，哈勃常数在统计上的误差估计是50%，但在“哈勃”重新测量出室女座星系团和其他遥远星系团内的造父变星距离后，提供的测量值准确率可以在10%之内。这与“哈勃”发射之后以其他更可靠的技术测量出来的结果是一致的。

“哈勃”也被用来改善宇宙年龄的估计，宇宙的未来也是被质疑的问题之一。来自高红移超新星搜寻小组和超新星宇宙论计划的天文学家使用望远镜观察遥远距离外的超新星，发现宇宙的膨胀也许实际上是在加速中。这个加速已经被“哈勃”和其他地基望远镜的观测证实，但加速的原因目前还很难以理解。

而由“哈勃”提供的高解析光谱和影像很明确地证实了盛行的黑洞存在于星系核中的学说。在60年代初期，黑洞将在某些星系的核心被发现还只是一种假说，在80年代才鉴定出一些星系核心可能是黑洞候选者的工作，“哈勃”的工作却使得星系的核心是黑洞成为一种普遍和共同的认知。“哈勃”计划在未来将着重于星系核心黑洞质量和星系本质的紧密关联上，“哈勃”对星系中黑洞的研究将在星系的发展和中心黑洞的关连上产生深刻与长远的影响。

“哥伦比亚”航天飞机示意图

作为一个无可否认的事实是，哈勃太空望远镜已到“晚年”。它在太空的十几年中，经历4次大修，分别为1993年、1997年、1999年、2001年。尽管每次大修以后，“哈勃”都面貌一新，特别是2001年科学家利用“哥伦比亚”航天飞机对它进行的第四次大修，为它安装测绘照相机，更换了太阳能电池板，更换已工作11年的电力控制装置，并激活处于“休眠”状态的近红外照相机和多目标分光计，然而，大修仍掩盖不住它的“老态”，因为“哈勃”从上太空起就处于“带病坚持工作”状态。

美国航空航天局将于近期召集各方面专家和宇航员共同讨论，到底在何时以何种方式让NASA（美国航空航天局）骄子——“哈勃”“寿终正寝”。尽管人们仍对它恋恋不舍，但“哈勃”所剩时日不多，也许在今年或稍晚一些时候就会被换下“一线”。

目前，美国正在积极筹划研制新一代太空望远镜，旨在接替目前还在轨道运行的哈勃望远镜。据报道，新一代望远镜主镜口径达7.5米，其观察范围比“哈勃”大4～6倍，清晰度不亚于“哈勃”。新一代望远镜，重量预定3000千克，而“哈勃”重达10000千克。制造这么大而又这么轻的镜片，要求在材料上有巨大的突破和进展。

“哈勃”在对宇宙形成初期进行探测时留下了1~10亿年之间空白，而新一代望远镜将填补这段空白，研究宇宙的早期，观察诸星系形成时期的情况。“哈勃”专门用紫外线和可见光中的短波来观测宇宙，而新一代望远镜则用电磁光谱中波长较长的红外线部分来深入探索宇宙。因为宇宙在扩张的过程中诸星系远离地球向外运动，它们的光变成波长较长的红光，以红外线的形式传到地球上。

专家指出，新一代望远镜不像“哈勃”那样绕地球轨道，而是将稳定地占据地球与太阳之间、月球以外约150万千米的一条轨道，制造一个望远镜阵。专家预计其最终的空间分辨率可优于哈勃望远镜近千倍。

作为将于2010年结束观测活动的哈勃太空望远镜的后续机，计划于2011年发射升空。但因哈勃太空望远镜的修补等延命措施的效果，故发射改期为2013年。

自从1959年世界第一个空间探测器升空以来，人类已相继发射了拜访月球、太阳系的7大行星以及小行星和彗星的探测器。有的探测器还飞到太阳系外去揭示更遥远的深空奥秘，其中对月球的考察最详细，甚至派遣了航天员赴月球实地考察。

地外星系示意图

这些探测器取得了巨大成果，大大扩展了人类的活动范围，揭开了月球和太阳系各大行星的不少奥秘，回答了过去天文学家们争论不休的许多不解之谜，促进了空间科学向着更深、更广的领域发展。

对地外星球进行探测的主要目的是：研究月球和太阳系的起源和现状；通过对太阳系各大行星及其卫星的考察研究，进一步揭示地球环境的形成和演变情况；认识太阳系的演化，探寻生命的起源和演变历史；利用宇宙空间的特殊环境进行各种科学实验，直接为国民经济服务。

Ⅶ 哈勃望远镜的研发过程

哈勃空间望远镜的历史可以追溯至1946年天文学家莱曼·斯皮策（Lyman Spitzer, Jr.）所提出的论文：《在地球之外的天文观测优势》。在文中，他指出在太空中的天文台有两项优于地面天文台的性能。首先，角分辨率（物体能被清楚分辨的最小分离角度）的极限将只受限于衍射，而不是由造成星光闪烁、动荡不安的大气所造成的视象度。在当时，以地面为基地的望远镜解析力只有0.5-1.0弧秒，相较下，只要口径2.5米的望远镜就能达到理论上衍射的极限值0.1弧秒。其次，在太空中的望远镜可以观测被大气层吸收殆尽的红外线和紫外线。

斯皮策以空间望远镜为事业，致力于空间望远镜的推展。在1962年，美国国家科学院在一份报告中推荐空间望远镜做为发展太空计划的一部分，在1965年，斯皮策被任命为一个科学委员会的主任委员，该委员会的目的就是建造一架空间望远镜。

在第二次世界大战时，科学家利用发展火箭技术的同时，曾经小规模的尝试过以太空为基地的天文学。在1946年，首度观察到了太阳的紫外线光谱。英国在1962年发射了太阳望远镜放置在轨道上，做为亚利安太空计划的一部分。1966年NASA进行了第一个轨道天文台（OAO）任务，但第一个OAO的电池在三天后就失效，中止了这项任务了。第二个OAO在1968至1972年对恒星和星系进行了紫外线的观测，比原先的计划多工作了一年的时间。

轨道天文台任务展示了以太空为基地的天文台在天文学上扮演的重要角色，因此在1968年NASA确定了在太空中建造直径3米反射望远镜的计划，当时暂时的名称是大型轨道望远镜或大型空间望远镜（LST），预计在1979年发射。这个计划强调须要有人进入太空进行维护，才能确保这个所费不贷的计划能够延续够长的工作时间；并且同步发展可以重复使用的航天飞机技术，才能使前项计划成为可行的计划。^[3]

空间望远镜的计划一经批准，计划就被分割成许多子计划分送各机关执行。 马歇尔太空飞行中心（MSFC）负责设计、发展和建造望远镜，金石太空飞行中心（GSFC）负责科学仪器的整体控制和地面的任务控制中心。马歇尔太空飞行中心委托珀金埃尔默设计和制造空间望远镜的光学组件，还有精密定位传感器（FGS），洛克希德被委托建造安装望远镜的太空船。[4]

望远镜的镜子和光学系统是最关键的部分，因此在设计上有很严格的规范。一般的望远镜，镜子在抛光之后的准确性大约是可见光波长的十分之一，但是因为空间望远镜观测的范围是从紫外线到近红外线，所以需要比以前的望远镜更高十倍的解析力，它的镜子在抛光后的准确性达到可见光波长的廿分之一，也就是大约30 纳米。

珀金埃尔默刻意使用极端复杂的电脑控制抛光机研磨镜子，但却在最尖端的技术上出了问题；柯达被委托使用传统的抛光技术制做一个备用的镜子（柯达的这面镜子现在永久保存在史密松宁学会）^[5]。1979年，珀金埃尔默开始磨制镜片，使用的是超低膨胀玻璃，为了将镜子的重量降至最低，采用蜂窝格子，只有表面和底面各一吋是厚实的玻璃。

镜子的抛光从1979年开始持续到1981年5月，抛光的进度已经落后并且超过了预算，这时NASA的报告才开始对珀金埃尔默的管理结构质疑。为了节约经费，NASA停止支援镜片的制作，并且将发射日期延后至1984年10月。镜片在1981年底全部完成，并且镀上了75 nm厚的铝增强反射，和25 nm厚的镁氟保护层。

因为在光学望远镜组合上的预算持续膨胀，进度也落后的情况下，对珀金埃尔默能否胜任后续工作的质疑继续存在。为了回应被描述成"未定案和善变的日报表"，NASA将发射的日期再延至1985年的4月。但是，珀金埃尔默的进度持续的每季增加一个月的速率恶化中，时间上的延迟也达到每个工作天都在持续落后中。NASA被迫延后发射日期，先延至1986年3月，然后又延至1986年9月。这时整个计划的总花费已经高达美金11亿7500万

置望远镜和仪器的太空船是主要工程上的另一个挑战。它必须能胜任与抵挡在阳光与地球的阴影之间频繁进出所造成的温度变化，还要极端地稳定并能长时间的将望远镜精确地对准目标。以多层绝缘材料制成的遮蔽物能使望远镜内部的温度保持稳定，并且以轻质的铝壳包围住望远镜和仪器的支架。在外壳之内，石墨环氧的框架将校准好的工作仪器牢固的固定住。

有一段时间用于安置仪器和望远镜的太空船在建造上比光学望远镜的组合来得顺利，但洛克希德仍然经历了预算不足和进度的落后，在1985年的夏天之前，太空船的进度落后了个月，而预算超出了30%。马歇尔太空飞行中心的报告认为洛克希德在太空船的建造上没有采取主动，而且过度依赖NASA的指导。

在1983年，空间望远镜科学协会（STScI）在经历NASA与科学界之间的权力争夺后成立。空间望远镜科学协会隶属于美国大学天文研究联盟（AURA），这是由32个美国大学和7个国际会员组成的单位，总部坐落在马里兰州巴尔地摩的约翰·霍普金斯大学校园内。

空间望远镜科学协会负责空间望远镜的操作和将数据交付给天文学家。美国国家航空航天局（NASA）想将之做为内部的组织，但是科学家依据科学界的做法将之规划创立成研究单位，由NASA位在马里兰州绿堤，空间望远镜科学协会南方48千米的哥达德太空飞行中心和承包厂商提供工程上的支援。哈勃望远镜每天24小时不间断的运作，由四个工作团队轮流负责操作。

空间望远镜欧洲协调机构于1984年设立在德国邻近慕尼黑的Garching bei München，为欧洲的天文学家提供相似的支援。

在发射时，哈勃空间望远镜携带的仪器如下：

广域和行星照相机（WF/PC）

戈达德高解析摄谱仪（GHRS）

高速光度计（HSP）)

暗天体照相机（FOC）

暗天体摄谱仪（FOS）

WF/PC原先计划是光学观测使用的高分辨率照相机。由NASA的喷射推进实验室制造，附有一套由48片光学滤镜组成，可以筛选特殊的波段进行天体物理学的观察。整套仪器使用8片CCD，做出了两架照相机，每一架使用4片CCD。"广域照相机"（WFC）因为视野较广，在解像力上有所损失，而"行星照相机"（PC）以比WFC长的焦距成像，所以有较高的放大率。

GHRS是被设计在紫外线波段使用的摄谱仪，由哥达德太空中心制造，可以达到90,000的光谱分辨率[7]，同时也为FOC和FOS选择适宜观测的目标。FOC和FOS都是哈勃空间望远镜上分辨率最高的仪器。这三个仪器都舍弃了CCD，使用数位光子计数器做为检测装置。FOC是由欧洲空间局制造，FOS则由马丁·玛丽埃塔公司制造。

最后一件仪器是由威斯康辛麦迪逊大学设计制造的HSP，它用于在可见光和紫外光的波段上观测变星，和其他被筛选出的天体在亮度上的变化。它的光度计每秒钟可以侦测100,000次，精确度至少可以达到2%[8]。

哈勃空间望远镜的导引系统也可以做为科学仪器，它的三个精细导星传感器（FGS）在观测期间主要用于保持望远镜指向的准确性， 但也能用于进行非常准确的天体测量，测量的精确度达到0.0003弧秒。

在望远镜发射数星期之后，传回来的图片显示在光学系统上有严重的问题。虽然，第一张图像看起来比地基望远镜的明锐，但望远镜显然没有达到最佳的聚焦状态，获得的最佳图像品质也远低于当初的期望。点源的影像被扩散成超过一弧秒半径的圆，而不是在设计准则中的标准：集中在直径0.1 弧秒之内，有同心圆的点弥漫函数图像[10]。

对图样缺陷的分析显示，问题的根源在主镜的形状被磨错了。镜面边缘太平了一些，与需要的位置差了约2.2微米，但这个差别造成的是灾难性的、严重的球面像差。来自镜面边缘的反射光，不能聚集在与中央的反射光相同的焦点上。

镜子的瑕疵造成的作用是在科学观察的核心观测上，核心像差的PSF要足够的明锐到足以进行高解析的分辨，但对明亮的天体和光谱分析是不受影响的。虽然，在外围损失大片的光因为不能汇聚在焦点上而造成晕像，严重的减损了望远镜观察暗天体或高反差影像的能力。这意味着几乎所有对宇宙学的研究计划都不能执行，因为它们都是非常暗弱的观测对象。美国国家航空航天局和哈勃空间望远镜成为许多笑话的箭靶，并且被认为是大白象（花费大而无用的东西）。

从点源的图像往回追溯，天文学家确定镜面的圆锥常数是−1.01324，而不是原先期望的− 1.00230。[11]通过分析珀金埃尔默的零校正器（精确测量抛光曲面的仪器）和分析在地面测试镜子的干涉图影像，也获得了相同的数值。

由喷射推进实验室主任，亚伦领导的委员会，确定了错误是如何发生的。亚伦委员会发现珀金埃尔默使用的零校正器在装配上发生了错误，它的向场透镜位置偏差了 1.3 毫米[12]。

在抛光镜子的期间，珀金埃尔默使用另外二架零校正器，两者都（正确的）显示镜子有球面像差。这些测试都是为确实消除球面像差而设计的，不顾品管文件的指导，公司认为这二架零校正器的精确度不如主要的设备，而忽略了测试的结果。

委员会指出失败的主因是珀金埃尔默。由于进度表频繁更动造成的损耗和望远镜制造费用的超支，造成了在美国航空暨太空总署和光学公司之间的关系极度的紧张。美国航空暨太空总署发现珀金埃尔默并不认为镜子的制做在他们的业务中是关键性的困难工作，而美国航空暨太空总署也未能在抛光之前善尽本身的职责。在委员会沉痛的批评珀金埃尔默在管理上的不当与缺失的同时，美国航空暨太空总署也被非议未善尽品管的责任，与不该只依赖唯一一架仪器的测试结果。

在望远镜的设计中原本就规画了维修的任务，所以天文学家立刻就开始寻找可以在1993年，预定进行第一次维修任务时解决问题的方案。让柯达再为哈勃制作备用镜在轨道上进行更换太昂贵且耗费时间，临时将望远镜带回地面上修理也不可能。相反，镜片错误的形状已经被精确的测量出来，因此可以设计一个有相同的球面像差，但功效相反的光学系统来抵消错误。也就是在第一次的维修任务中为哈勃配上一副能改正球面像差的眼镜。

由于原本仪器的设计方式，必须要两套不同的校正仪器。广域和行星照相机的设计包括转动的镜片和直接进入两架照相机的8片独立CCD芯片的光线，可以用一个反球面像差的镜片完全的消除掉它们表面上的主要变形。[14]修正镜被固定在替换的第二代广域和行星照相机内（由于进度和预算的压力，只修正4片CCD而不是8片）。但是，其他的仪器就缺乏任何可以安置的中间表面，因此必须要一个外加的修正装置。

设计用来改正球面像差的仪器称为"空间望远镜光轴补偿校正光学（COSTAR）"，基本上包含两个在光路上的镜子，其中一个将球面像差校正过来，光线被聚焦给暗天体照相机、暗天体光谱仪和高达德高解析摄谱仪。[15]为了提供COSTAR在望远镜内所需要的位置，必须移除其中一件仪器，天文学家的选择是牺牲高速光度计。

在哈勃任务的前三年期间，在光学系统被修正到合适之前，望远镜依然执行了大量的观测。光谱的观测未受到球面像差的影响，但是许多暗弱天体的观测因为望远镜的表现不佳而被取消或延后。尽管受到了挫折，乐观的天文学家在这三年内熟练的运用影像处理技术，例如反折绩（影像重叠）得到许多科学上的进展。

在设计上，哈勃空间望远镜必须定期的进行维护，但是在镜子的问题明朗化之后，第一次的维护就变得非常重要，因为太空人必须全面性的进行望远镜光学系统安装和校正的工作。被选择执行任务的七位太空人，接受近百种被专门设计的工具使用的密集训练。由奋进号在1993年12月的STS-61航次中，于10天之中重新安装了几件仪器和其他的设备。

最重要的是以COSTAR修正光学组件取代了高速光度计，和广域和行星照相机由第二代广域和行星照相机与内部的光学更新系统取代。另外，太阳能板和驱动的电子设备、四个用于望远镜定位的陀螺仪、二个控制盘、二个磁力计和其他的电子组件也被更换。望远镜上携带的计算机也被更新升级，由于高层稀薄的大气仍有阻力，在三年内逐渐衰减的轨道也被提高了。

1994年1月13日，美国国家航空航天局宣布任务获得完全的成功，并显示出许多新的图片 [16]。这次承担的任务非常复杂，共进行了五次航天飞机船舱外的活动，它的回响除了对美国国家航空航天局给予极高的评价外，也带给天文学家一架可以充分胜任太空任务的望远镜。

后续的维修任务没有如此的戏剧化，但每一次都给哈勃空间望远镜带来了新的能力。

勃帮助解决了一些长期困扰天文学家的问题，而且导出了新的整体理论来解释这些结果。哈勃的众多主要任务之一是要比以前更准确的的测量出造父变星的距离，这可以让我们更加准确的定出哈勃常数的数值范围，这样才能对宇宙的扩张速率和年龄有更正确的认知。在哈勃升空之前，哈勃常数在统计上的误差估计是50%，但在哈勃重新测量出室女座星系团和其他遥远星系团内的造父变星距离后，提供的测量值准确率可以在10%之内。这与哈勃发射之后以其他更可靠的技术测量出来的结果是一致的。[21]

哈勃也被用来改善宇宙年龄的估计，宇宙的未来也是被质疑的问题之一。来自高红移超新星搜寻小组和超新星宇宙论计划的天文学家使用望远镜观察遥远距离外的超新星，发现宇宙的膨胀也许实际上是在加速中。这个加速已经被哈勃和其他地基望远镜的观测证实，但加速的原因目前还很难以理解。经由哈勃空间望远镜的观测资料，宇宙的年龄是137亿年。[22]

由哈勃提供的高解析光谱和影像很明确的证实了盛行的黑洞存在于星系核中的学说。在60年代初期，黑洞将在某些星系的核心被发现还只是一种假说，在80年代才鉴定出一些星系核心可能是黑洞候选者的工作，哈勃的工作却使得星系的核心是黑洞成为一种普遍和共同的认知。哈勃的计划在未来将着重于星系核心黑洞质量和星系本质的紧密关联上，哈勃对星系中黑洞的研究将在星系的发展和中心黑洞的关连上产生深刻与长远的影响。

休梅克-李维9号彗星在1994年撞击木星对天文学家是一件很意外的事，幸运的是这次撞击发生在哈勃完成第一次维护修好光学系统之后的几个月。因此，哈勃所获得的影像是自从1979年航海家二号飞掠木星之后最为清晰的影像，并且很幸运的对估计数个世纪才会发生一次的彗星碰撞木星的动力学事件，提供了关键性的学习机会。它也被用来研究太阳系外围的天体，包括矮行星冥王星和阋神星。

Ⅷ 哈勃望远镜比中国500米远镜好吗

首先科普一下什么哈勃望远镜。作为人类历史上第一座太空望远镜。哈勃望远镜1990年4月24日发射升空，它成功摆脱了大气层和地面光线的干扰，帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题，使得人类对天文物理有更多的认识。

它帮助天文学家将宇宙的年龄精确到130亿至140亿年之间、证实了星系中央存在黑洞、发现了年轻恒星周围孕育行星的尘埃盘、拍下了彗星撞击木星的照片、帮助确认了宇宙中存在暗能量。

2011年美国的航天飞机退役后，对哈勃望远镜的维护工作也告一段落。负责哈勃太空望远镜的团队计划保持运行直到2020年，届时它将被计划2018年发射的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope，JWST)所取代。

JWST造价超过88亿美元，这是美国政府有史以来支持过的耗资最大的科学项目。

NASA新一代太空望远镜旗舰项目，是口径1.3米的宽视场红外巡天望远镜（Wide Field Infrared Survey Telescope，WFIRST），它利用近红外波段成像，发射日期定于不早于2024年。

下面就要说到中国版哈勃了。在五六年前，高能物理所提出的硬X射线探测卫星（HXMT）曾经被称为中国版哈勃，但是两者观测的波段差别很大，哈勃主要是可见光波段，而HXMT主要是X射线波段，这应该和NASA的雨燕(SWIFT)望远镜更加相似。

在硬X射线能区，主要是关注脉冲星、伽玛射线暴、超新星等更为猛烈的天体现象不同，哈勃望远镜的特点，是关注可见光领域，观察宇宙的大尺度结构。

更加接近哈勃的，就是这次提出的空间站望远镜计划。美国当年主要靠发射航天飞机对“哈勃”太空望远镜等航天器进行维修，在航天飞机全部停飞的情况下，对在轨航天器维修已成为一大难题。

把空间站作为太空望远镜的永久性支援基地，就使得对望远镜的维护问题相对容易解决。

利用空间站作为太空望远镜的想法，是国家天文台的詹虎研究员提出的。2011年，他曾经在中国科学上发表了一篇名为《中国空间站大规模多色测光与无缝光谱巡天的设想及其在暗能量研究领域的应用》的论文。

在这篇论文中他提出，我国载人空间站的建设为国内开展空间大规模多色成像与无缝光谱巡天提供了难得的机会。

大型巡天是今后数十年国际天文学研究的一个重要方向，高精度大样本的巡天观测将极大地推动暗物质、暗能量、天体起源与演化等天文学和物理学的根本问题的研究。

2015年06期《中国科学院院刊》上，也曾经发表了中科院空间应用工程与技术中心的高铭, 赵光恒, 顾逸东三位专家撰写的《我国空间站的空间科学与应用任务》，在文中就提到，我国的空间站上的一个主要科学设备，就是多功能主动光学设施。

Ⅸ 为什么哈勃望远镜损坏后要继续修理

哈勃望远镜损坏后肯定是要继续修理的，他要不修理就是什么也看不见，就是个瞎子。

Ⅹ 听说哈勃望远镜是目前看的最远的望远镜，那哈勃是量产的吗，能买到吗

能买得起哈珀望远镜的，起码也得是比尔.盖茨这种级别的富翁！就是盖茨买一个哈勃望远镜估计也得肝颤！

哈勃太空望远镜（英语：Hubble Space Telescope，缩写：HST）是以天文学家爱德温·哈勃为名，在地球轨道上并且围绕地球的太空空间望远镜，类型属于光学望远镜，于1990年4月24日在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射。在1978年，美国国会拨付了3600万元美金，让大型空间望远镜开始设计，并计划在1983年发射升空。注意这是上个世纪70年代的启动资金！整个哈勃项目全周期费用加上几次维修费用。起码也得几十亿美元才够！