哈勃空间望远镜升空30周年,它是人类欣赏宇宙的眼睛

也许一些初中生都知道,地球大气、光污染、甚至是地平线等一些大气层以内的东西,都会对地基天文观测造成影响。为了解决这些问题,从而获得最佳的观测环境,其效果最显著的方法莫过于是把天文望远镜弄到太空去;这个“理性”的想法最早可以追溯到上世纪四十年代。1990年4月24日哈勃空间望远镜成功发射。

哈勃空间望远镜升空30周年,它是人类欣赏宇宙的眼睛

现在太空上“架着”许多的望远镜,但是我觉得,能让大部分人想起它长什么样、看过它拍的照片——这个望远镜应该就是哈勃了。

为了纪念发现宇宙膨胀的科学家爱德温·哈勃,在1980年空间望远镜被命名为哈勃。

哈勃空间望远镜升空30周年,它是人类欣赏宇宙的眼睛

概述——发射之前

1962年美国国家科学院在一份报告中推荐空间望远镜作为发展太空计划的一部分。

1965年斯必泽成了建造望空间远镜委员会的主任。

1970年NASA成立了规划空间望远镜工程的委员会和制定空间望远镜科学目标的委员会。

1974年,杰拉利德·福特取消了空间望远镜计划的预算,后经多方努力,参议院决议恢复,但是只恢复了原有的一半预算。

由于资金减少,那么空间望远镜就只能缩水。除了空间望远镜本体,一些和它有关的计划也自然而然的取消了。比如用于测试的1.5米空间望远镜。

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与此同时欧空局也成为合作伙伴,为其提供经费和仪器,作为回报他们允许欧洲的天文学家使用望远镜的时间不少于15%。

1978年国会支付预算,空间望远镜开始设计,计划在1983年升空。

由于镜片、卫星平台、航天飞机等一些设备的原因,发射任务被不断的推迟……最后哈勃空间望远镜于1990年4月24日由挑战者号航天飞机发射。

望远镜本体

哈勃空间望远镜是美国航天局与欧空局共同合作的项目。它长是3.3米、直径4.3米、重11.6吨、花费近30亿美元(远超最初预算)。观测能力是当时地面天文望远镜的10倍以上。

考虑到工作寿命,以及向外喷出的推进剂可能会对轨道环境产生污染影响观测。哈脖空间望远镜并没有采用和其它卫星一样的推进器姿控方式。而是用到了反作用轮改变它在太空中的朝向。据了解,这种反作用轮让哈勃望远镜旋转90度需要花费15分钟。并且哈勃使用到了陀螺仪技术来让它保持稳定。

关于数据传输:哈勃空间望远镜得到的数据会首先储存在航天器中,大约每天两次向中继卫星传送信号,最后地面接收存档。在最开始,哈博望远镜储存数据的设备是老式的磁带。后来在维修中进行了更换。当然他传回的数据需要处理后才能被科学家所使用。研发人员开发了一种自动对数据进行处理和修正的软件。然后利用stsdas选取所需的数据。

修复

从发射至今,航天员已经为哈勃空间望远镜完成了5次修复与升级。在2009年5月19日,美国亚特兰蒂斯号航天飞机的宇航员完成了哈勃太空望远镜的最后一次修复工作。2011年所有航天飞机全部退役,这也就意味着人类再也不会去维修哈勃太空望远镜。

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图片

对于我来说,哈勃空间望远镜只是一个大号的照相机。但是使用它的科学家却不是单纯的拿它拍照。

哈勃搭载了先进的测量相机、宇宙起源光谱仪、太空望远镜成像光谱仪、广角相机、精细引导传感器、近红外照相机和多目标光谱仪、微弱物体光谱仪、戈达德高分辨率光谱仪,等一系列的光谱分析测量设备。

大家应该都知道,哈勃空间望远镜拍回来的照片都是黑白的。

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摄像机使用了特殊的CCD探测器,它可以感知宇宙光谱范围,却无法描绘出你想要的颜色。

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哈勃望远镜的主要原理是依靠反射光的亮度,当时科学家们认为黑白传感器要比彩色传感器更好。因为对于数千光年外的宇宙物体来说,黑白影像才是最直观、清晰的。

这些星云的颜色都是科学家们PS出来的,那么一个问题出现了,这些颜色是否修的准确?

答:这些的颜色当然不准确,并且科研人员也从来没说过这是这些天体的真实样子。

我们下面就用“创生之柱”来说说,科学家是根据什么给这些图片上色。

先说明一点,人眼可以看到的可见光只占宇宙光谱的很小一部分,你觉得彩色相机对于探索宇宙来说还有意义吗?

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不同的物质会发出不同颜色的“光”,天文学家根据光谱来分辨天体的物质元素。

最后我们来看看哈勃拍摄的照片

创生之柱

我想大家应该看过一张右上方缺了一块的创生之柱图片。(有彩色的)

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这张照片拍摄于1995年4月1日,不用仔细看,你就会发现这三张图片有不同之处。显然它们不是简单的黑白照片。或者说他们分别是氧元素、氢元素和硫元素的黑白照片。氧、氢、硫是构成星体的基本元素。

如果直接将他们还原的、叠加后得到的照片应该是这样的。

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但是为了显示更多的细节,让张照片更有价值。科学家们将氧氢硫元素的色阶按照光频率替换为了红绿蓝。

这就是用三种颜色组合而成的图片

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这张图片在2015年1月正式发布,拍摄于2014年10月,由2009年安装在哈勃上的广域相机拍摄。

蝴蝶星云

因为它长得像,所以才叫蝴蝶星云。

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这张照片是由安装在哈勃上的第3代广域相机拍摄。

蝴蝶星云学名叫做:闵考斯基2-9

这个蝴蝶“翅膀”的长度约是2光年,它是由中心恒星喷发出的物质构成的,其温度超过华氏36000度,气流速度高达每小时60万英里,距离银河系约3800光年。

上帝之眼

编号:NGC 7293

这是典型的行星状星云

哈勃空间望远镜升空30周年,它是人类欣赏宇宙的眼睛

它长得像极了人的眼睛,图片最中间的那个小白点是一颗炽热的白矮星。“上帝之眼”距离地球700光年,位于水瓶星座的里面,直径约5.1光年。

哈勃空间望远镜,是一座完整而又出色的太空天文台。它证明了大质量黑洞在宇宙中是普遍存在的、并且帮助科学家预算出宇宙的年龄……#哈勃升空30周空#

截止2015年,借助哈勃空间望远镜探测成果而发表的科学论文数目约为12,800篇,其中有几项获得了诺贝尔奖。


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