來和我一起盤點,哈勃太空望遠鏡發射前,那些不為人知的祕密!

仰望星空,我們感嘆宇宙的浩瀚,群星在你的眼中發出耀眼的光芒,我們能看到甚至瞭解美麗的宇宙,完全依賴於一件傳奇級別的航天器,它就是哈勃太空望遠鏡。今年是哈勃太空望遠鏡發射的第30週年,為了紀念它為人類所做的貢獻,我今天決定和大家分享一下關於哈勃太空望遠鏡那些不為人知的秘密,比如說它在發射過程中所遭遇到的困難。

哈勃的來歷

哈勃太空望遠鏡於1990年發射,但是在這之前,空間望遠鏡追溯的歷史要比這還要早。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》,在論文中,斯皮策提出把望遠鏡放入太空以消除地球大氣層遮蔽效應的建議!

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萊曼·斯皮策 源:NASA

首先,角分辨率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。

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斯皮策太空望遠鏡

萊曼·斯皮策以空間望遠鏡為事業,致力於空間望遠鏡的研究和建設工作,例如今天的斯皮策太空望遠鏡,就是為了紀念他而命名的!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,於1965年,萊曼·斯皮策被任命為科學委員會的主任委員,該委員會的目的就是建造人類史上第一臺空間望遠鏡。

鉅額的預算

和地面望遠鏡不同的是,建造空間光學望遠鏡需要消耗巨大的資金,早期的資金問題成為了斯皮策最關心的問題,由於預算一直在超支,最終美國國會決定取消原先一半的預算,這使建造空間望遠鏡的計劃再一次變的渺茫。為了解決這個難題,斯皮策開始和天文學家們進行全國性的遊說,並且主動拜訪眾議員和參議員,最終在美國國家科學院出臺了一系列的“發展空間望遠鏡的重要性”報告後,參議院決定恢復原先被國會取消的一半預算。

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建造中的哈勃 源:NASA

縮減一半的資金,使本不完善的項目更是雪上加霜,空間望遠鏡的項目也不得不做出相應的改變,原先的鏡片的口徑由3米縮減為2.4米,原先計劃做為先期測試,放置在衛星上的1.5米空間望遠鏡也被拆除掉。不過幸運總是伴隨有準備的人,當歐洲空間局(esa)得知這個事情後,決定要加入這項偉大的計劃。歐洲空間局同意提供經費和一些望遠鏡上所需儀器的支持,比如做為動力來源的太陽能電池板,而作為回報,歐空局的天文學家們可以使用望遠鏡觀測時間的15%。

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歐洲空間局

於1978年,美國國會向項目組撥付了3600萬美金,使空間望遠鏡開始建造,並計劃於1983年發射升空。在1980年初,經過投票決定,該空間望遠鏡被命為哈勃,以紀念在20世紀初期發現宇宙膨脹的天文學家埃德溫·哈勃。不過哈勃太空望遠鏡的發射並沒有預想的那樣順利。

一直在延遲的發射日期

由於首次建造空間望遠鏡,對於當時來說,這是一個龐然大物,最終哈勃的所有儀器都在不同的地方建造,例如馬歇爾太空飛行中心(MSFC)負責設計、發展和建造望遠鏡,戈達德太空飛行中心(GSFC)負責科學儀器的整體控制和地面任務的控制中心。馬歇爾太空飛行中心委託珀金埃爾默(Perkin-Elmer)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),洛克希德則被委託建造安裝望遠鏡的太空船。

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哈勃巨大的機體 源:NASA

哈勃是空間光學望遠鏡,因此它的鏡片拋光後,可見光系統的準確性必須非常的高,因為空間望遠鏡還要能夠探測到紫外線和近紅外線,所以它的鏡片拋光後,必須看到30納米的可見光波長。由於珀金埃爾默技術上的失誤,使預算不斷的上升,美國宇航局也不得不宣佈發射將會延期,從原先的1983年延期至1986年9月,這時通過合計,哈勃太空望遠鏡的預算已經高達11億7500萬美元。

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挑戰者3D模擬圖

最終當太空望遠鏡的所有部分都組裝完畢可以發射後,挑戰者號事故給原本定製的計劃再一次潑了一盆冷水。1986年1月28日,挑戰者號在進行代號STS-51-L的第10次太空任務時,因為右側固態火箭推進器上面的一個O形環失效,並且導致一連串的連鎖反應。在升空後73秒時,爆炸解體墜毀。機上的7名宇航員都在該次事故中喪生。這次的事故造成了巨大的影響。美國宇航局迫於輿論和壓力,只能再次的延遲哈勃太空望遠鏡的發射時間。將組裝好的哈勃望遠鏡拆掉,進行保密式的封存。

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離開空間站的發現號

1988年隨著發現號航天飛機再次的升空,美國宇航局決定將發射日期延遲到1990年。同年4月24日由發現號航天飛機,於STS-31航次將望遠鏡成功的送入計劃中的軌道。不過在送入軌道前還出現了一點小問題。

發射過程中的小插曲

當時的發現號宇航員查爾斯·博爾登這樣回憶道:在進入預定軌道後,我和其他幾名宇航員開始擔心起來,因為哈勃太空望遠鏡的太陽能電池板沒有成功的展開,這意味著它出現了故障,和地面指揮中心溝通得到的答覆是,必須出艙解決。一旦出艙就意味著會有致命的輻射和低溫,如果我身上哪個部位沒有保護好的話,這些小的錯誤很可能會要了我的命。

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準備出艙的博爾登 源:NASA

最終在我即將打開艙門的時候,來自地面指揮中心的指示是,不用出艙了,或許是它(指太陽能電池板)出現了問題,我們將它重啟下試試。直到今天,博爾登仍認為,那時候的自己實在是太幸運了。結果在重啟後,哈勃太空望遠鏡成功的展開了,並且進入了預訂的軌道,開始用它的視野向人類展示新的宇宙!

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博爾登的回憶 源:NASA

總結

這就是傳奇太空望遠鏡:哈勃,沒有它,或許我們根本無法意識到宇宙的浩瀚和神秘。雖然距離退役期越來越近,但哈勃太空望遠鏡對於全人類所做的貢獻,必將載入史冊!

本文參加【科學V計劃】,內容為作者原創。


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