“在地球上觀星就像嘗試湖底觀鳥一樣。”——詹姆斯·B·奧多姆（1983-1990，哈勃項目總管）
第一個把光學望遠鏡放到模糊、扭曲作用強烈的地球大氣層上空的具體計劃，由普林斯頓大學的天文學家萊門·S·斯皮策於1946年發起。儘管其他人想到了軌道望遠鏡——但斯皮策的報紙上印著大標題“地外觀測的極大優勢”，詳盡地描述了把望遠鏡放到太空中去的科學優勢。這是在第一顆人造地球衛星——斯普特尼克號衛星發射的11年前。
斯皮策堅持進行建造空間望遠鏡的遊說，在1962年，美國科學院終於建議研發地球軌道望遠鏡。NASA在1966到1972年間發射了四顆軌道天文臺（OAO），當時只有其中兩個成功了。OAO的最終任務叫做哥白尼任務，在1972到1981年間把一個32英寸（80釐米）口徑的紫外線望遠鏡送上太空。NASA先是在1972年提出發射大型空間望遠鏡(LST）的計劃，五年之後，美國國會就批准了這項基金。
左：天文學家萊門·斯皮策。中：OAO-3 哥白尼衛星正在進行起飛前的測試。右：LST/哈勃望遠鏡的截面圖，顯示出主要部件。
與預想中的一樣，LST包括一個直徑94英寸（2.4米）的主鏡，用當時還在研發的航天飛機，在1983年送上太空。LST預計的工作時間是15年，主要用來觀測電磁波譜中的可見光和紫外部分。
1983年，管理人員放棄了用航天飛機運送望遠鏡回地球維修再次發射的計劃，轉而決定讓宇航員進行在軌維護和升級。同年，NASA以埃德溫·哈勃的名字重新命名了LST，計劃1986年10月發射。然而，1986年1月的挑戰者號事故暫停了所有的航天飛機，把哈勃太空望遠鏡的發射推遲到了1990年4月。
左：哈勃太空望遠鏡早期的框架組建。中：工程師們在建造哈勃主鏡。右：天文學家埃德溫·哈勃
1990年4月24日，哈勃太空望遠鏡在STS-31任務中被髮射上了太空。航天飛機飛到了380英里的軌道上，確保望遠鏡能儘可能地比地球大氣層高，這對航天飛機來說是特別高的高度。24000磅重的望遠鏡被塞進了發現號航天飛機的有效載荷艙，它帶有5個科學設備：廣域和行星照相機（WF/PC），暗天體照相機（FOC），戈達德高分辨率光譜儀（GHRS），暗天體光譜儀（FOS），和高速光度計(HSP).
發射任務的成員有指揮官勞倫·施裡弗，飛行員查爾斯·博爾登，和任務專家布魯斯·麥坎德利斯，斯蒂芬·霍利，凱瑟琳·蘇利文。進入軌道後，霍利用航天飛機的機械臂放開了哈勃望遠鏡，小心地把它送出有效載荷艙，在確認望遠鏡的兩個太陽能電池板和天線都正確部署好之後，就放開了它使其自由運動。以防在部署過程中出現失誤，麥坎德利斯和蘇利文早就穿好了太空服，準備進行太空行走。結果他們並沒有機會去糾正失誤，因為他們當時正在氣閘室，在那裡是看不到望遠鏡釋放過程的。
接下來的三天裡，航天飛機保持在離望遠鏡50英里的地方，以防出現問題需要他們進行修理，或者直接將它帶回地球，最初並沒有這項救援措施。
左：STS-31機組成員（從左至右）：查爾斯·博爾登、史蒂文·霍利、洛倫·施萊弗、布魯斯·麥克坎德里斯和凱瑟琳·沙利文。中：STS-31發射。右：STS-31執行任務期間哈勃望遠鏡的釋放工作。
左與中：STS-31的宇航員麥克坎德里斯和沙利文身著航天服進行太空行走。右：來自WF/PC的、展示了應該作為一個單一光點出現的恆星的模糊圖像。
最初的在軌激活與系統檢驗完成後，就該開始進行備受期待的"首拍"了。然而，最初拍攝的圖像令科學家們倍感困惑。圖像中的恆星並非聚焦的單一光點，而是模糊失真的。調查人員發現，問題出在望遠鏡的主鏡上：由於製作失誤，它的邊緣比原定規格要平上0.003毫米，導致了"球面像差"這一光學問題。儘管這大大削弱了哈勃望遠鏡傳回圖片的精細程度，它仍然帶來了一些優質的圖像。美國航空航天局(NASA)制定了一個無需維修主鏡（事實上也無法完成）也能夠解決這一光學問題的計劃。由於球面像差的程度是明確已知的，工程師們設計了一組鏡面，宇航員將在計劃的第一次維修任務時將它們安裝在哈勃望遠鏡上。
左圖：1990年哈勃望遠鏡所拍攝的土星。右圖：1991年哈勃望遠鏡所拍攝的木星。
修理哈勃望遠鏡瑕疵的光學器件，以及更換意外引起振動的太陽能電池板的重任落在STS-61航天飛機任務的成員們肩上。這是哈勃望遠鏡的第一次維修任務，於1993年12月執行。任務成員有指令長理查德·科維，飛行員肯內斯·鮑威索克斯，任務專家凱瑟琳·索恩頓、克勞德·尼克列、傑弗利·霍夫曼、斯多里·馬斯格雷夫和托馬斯·埃克斯。
發射兩天後，尼克列抓住哈勃望遠鏡並將其固定在奮進號航天飛機的有效載重倉內。接下來的五天裡，分別由霍夫曼/馬斯格雷夫與索恩頓/埃克斯這兩支太空行走團隊輪換進行了空前的五次太空行走，最終完成維修任務。太空望遠鏡光軸補償校正光學(COSTAR)取代了高速光度計(HSP)原先的位置，犧牲一個裝置使得望遠鏡發揮其全部潛能。他們用升級後的WF/PC-2 (第二代廣域和行星照相機) 取代了原有的WF/PC (廣域和行星照相機)，並替換了剛性更強的新太陽能電池板以消除不必要的振動。此後一個月內，哈勃拍攝的新圖像表明，維修使望遠鏡恢復了其預期功能，為天文學家提供了獨特的觀測平臺。
左：STS-61機組人員（前，從左至右），肯尼思·博茲（Kenneth Bozex），凱瑟琳·桑頓（Catherine Thornton），故事穆斯格雷夫（Story Musgrave）和克勞德·尼科里爾（Claude Nicollier）；（從左至右，從左至右）Richard Covey，Jeffrey Hoffman和Thomas Akers.中：Thornton和Akers安裝了COSTAR，以恢復哈勃望遠鏡的光學功能.右：霍夫曼和馬斯格雷夫安裝WF / PC-2儀器.
左：哈勃太空望遠鏡在STS-61發射前.右上：首次維護任務前後的M100 Galaxy核圖像，顯示出改善的光學質量.
左：1995年貓眼星雲NGC 6543的哈勃影像.中：1995年火星上的哈勃影像.右：1996年埃塔卡琳娜（Eta Karina）的哈勃影像.
哈勃的第二次維護任務是在1997年2月執行的.找“在航天飛機執行STS-82任務期間.STS-82的機組人員包括飛行員Kenneth D. Ballsox斯科特·霍洛維茨還有任務專家約瑟夫·R·坦納斯蒂芬·霍利，格雷戈裡·哈博（Gregory J. Harbaugh），李·馬克（Mark C. Lee）和史蒂夫·史密斯（Steve L. Smith）.航天飛機手臂操作員霍利（Hawley）與哈勃（Hubble）搏鬥，史密斯（Smith）/李（Lee）和坦納（Tanner）/哈伯（Harbaugh）的兩個太空行走團隊在接下來的五天內交替進行了五次太空行走.他們用太空望遠鏡成像光譜儀（STIS）取代了GHRS儀器，用近紅外相機和多目標光譜儀（NICMOS）取代了FOS，還用固態版本取代了科學數據磁帶記錄儀，並修復了一些隔熱材料.機組人員使用航天飛機的轉向推進器將哈勃的軌道提升了近六英里.釋放後，哈勃恢復了向天文學家提供前所未有的宇宙視野的使命.
左：STS-82乘員組（前，從左至右）Bowersox，Hawley和Scott Horowitz；（從左到右，從左到右）約瑟夫·坦納，格雷戈裡·哈博，馬克·李和史蒂夫·史密斯.右：史密斯和李在第一次STS-82太空行走時.
左：坦納和哈博在第四次STS-82太空行走時.右：在STS-82期間釋放後的哈勃.
左：1998年以來NGC 4314的哈勃雕像.中：1998年以來黃貂魚星雲的 哈勃雕像.右：1998年以來海王星的哈勃雕像.
由於三架望遠鏡的穩定陀螺儀失靈，管理人員將計劃中的下一次第三次哈勃維修任務分為兩次飛行.（在航天飛機發射前不久，第四次失敗.）3A號維修任務在1999年12月找號的 STS-103飛行任務中進行.機組人員包括指揮官柯蒂斯·布朗，飛行員斯科特·J·凱利和任務專家斯蒂芬·史密斯，吉恩·弗蘭ç是A. Clervoy，約翰·格倫斯菲爾德C.邁克爾·法爾和克勞德·尼科利爾（Claude Nicollier）.Clervoy用航天飛機的機械臂捕獲了哈勃，並將其固定在有效載荷艙中.Smith / Grunsfeld和Foale / Nicollier的太空行走小組每隔幾天進行一次太空行走，以取代所有六個陀螺儀，精細的引導傳感器，計算機和隔熱材料.Clervoy發佈了翻新的望遠鏡以繼續其科學使命.
左：STS-103機組人員（從左到右）邁克爾·佛爾，尼科利爾，斯科特·凱利，柯蒂斯·布朗，讓·弗朗索瓦·克萊沃，約翰·格倫斯菲爾德和史蒂文·史密斯.右： 第二次STS-103太空行走期間的Foale和Nicollier.
左：Smits和Grunsfeld在第三次STS-103太空行走時.右：在STS-103中釋放後的哈勃.
左：2000年以來的愛斯基摩星雲NGC 2392的哈勃雕像.中：圖2000年以來的行星星雲NGC 6751的哈勃雕像.右：2001年以來兩個星系UGC 06471和UGC 06472發生宇宙碰撞的哈勃圖像.
哈勃服務任務3B於2002年3月在哥倫比亞航天飛機的STS-109任務.此任務的機組人員包括司令D. Altman，飛行員Duane G. Carey和任務專家John M. Grunsfeld，Nancy J. Currie，Richard M. Linnehan，James H. Newman和Michael J. Massimino.居里抓住哈勃並放心哥倫比亞 負載艙.Grunsfeld / Linnehan和Newman / Massimino的兩個太空行走二人組完成了五次太空行走，以新的高級測量相機（ACS）代替FOC，並安裝了新的，更耐用和高效的太陽能電池板.他們還更換了電源控制單元，並安裝了新的冷卻系統以使NICMOS儀器恢復活力，該儀器自1999年起就處於休眠狀態.Currie發行了升級版望遠鏡，以繼續其前所未有的科學使命.
左：STS-109乘員（從左到右）邁克爾·馬西米諾，理查德·林內漢，杜安·凱里，斯科特·奧特曼，南希·科裡，格倫斯菲爾德和詹姆斯·紐曼.右：在第二次STS-109太空行走期間，馬西米諾和紐曼與反作用輪組件合作.
左：Grunsfeld和Linnehan在第五次STS-109太空行走期間安裝了NICMOS低溫冷卻器.右： 在STS-109中釋放後的哈勃望遠鏡，顯示了新安裝的太陽能電池陣列.
左：從2005年起禁止螺旋星系NGC 1300的哈勃圖像.中：從2006年起在天王星雲中的暗點的哈勃圖像.右：從2005年起渦旋星系M51和伴星系的哈勃圖像.
2004年的互動螺旋星系的哈勃圖像（NGC 2207和IC 2163）.
原定於2005年進行的第五次也是最後一次哈勃維修任務幾乎沒有實現.在2003年哥倫比亞事故之後，美國宇航局的管理人員只批准了飛往國際空間站避風港的航天飛機飛行任務.根據美國國家科學院的建議，美國宇航局於2005年撤銷了該決定，並授權於2009年5月進行飛行，該飛行已經比望遠鏡最初預期的15年壽命提前了四年.
執行STS-125任務的亞特蘭提斯號航天飛機機組人員有飛行指令長D. Altman，駕駛員Gregory C. Johnson和任務專家Michael T. Good，Megan K. McArthur，John M. Grunsfeld，Michael J. Massimino和Andrew J. Feustel。在這次也是最後一次接觸哈勃望遠鏡的旅程中，McArthur操作機械臂“捕捉”了哈勃望遠鏡然後將其固定在航天飛機的有效載荷艙中。 接著由兩個太空行走隊Grunsfeld / Feustel和Massimino / Good進行了五次太空行走完成望遠鏡的最終維護。他們的任務包括用寬視場相機3（WFC-3）替換WF / PC-2，安裝宇宙起源光譜儀（COS）替換COSTAR光學矯正系統，替換數據處理單元，維修ACS先進巡天照相機和STIS空間望遠鏡攝譜儀以及安裝升級的鎳-氫電池。隨著哈勃望遠鏡的維修和升級工作完成和哈勃的全面運行，McArthur最後一次“釋放”了哈勃望遠鏡。這次任務原計劃使哈勃望遠鏡的服役期延長至2014年。但是……現在已經超過了這個期限長達6年，在它成立30週年之際……這架望遠鏡依然良好運行。
左：STS-125機組成員，最後的哈勃維修任務（從左至右），Massimino, Michael Good, Gregory Johnson, Altman, Megan McArthur, Grunsfeld and Andrew Feustel。右：Massimino和Good在STS-125任務第四次太空行走期間修理STIS。
左：Grunsfeld和Feustel，他們正在STS-125最後一次太空行走結束時再次進入航天飛機的氣閘室。右：在STS-125任務中釋放後的哈勃望遠鏡。
若要總結那些由科學家使用哈勃望遠鏡的數據得出的發現，就已經大大超出了這篇文章的篇幅。可以說，在它運行的30年裡，它傳回的信息和圖像已經革新了天文學，促使科學家改寫了教科書，除此之外他還極大地改變了公眾對宇宙的想象。而在技術上，哈勃望遠鏡的發射和維護升級任務已最終證明了空間科學平臺的可維護性。在五次太空維修任務中國，共計有16名宇航員進行了23次超過165小時接近7天的太空行走任務修理哈勃望遠鏡。
左：20週年紀念圖像拍攝的船底星雲。中：25週年紀念圖像拍攝的westerlund 2星團。右： 30週年紀念像之一拍攝的螺旋星系UGC 2885
作者：John Uri
FY：Astronomical volunteer team
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