回顧哈勃哈勃望遠鏡的歷史與成就,慶祝哈勃太空望遠鏡成立30周年

2020-12-21 迷離腦洞
來源]NASA

從人類的黎明到僅僅400年前,我們對宇宙的了解全部是通過肉眼觀察得出的。然後,伽利略在1610年將他的望遠鏡轉向天堂。

我們知道,土星有環。木星有衛星。橫跨天空中心的星雲狀斑塊稱為銀河系,不是一片雲,而是無數恆星的集合。在短短幾年內,我們對自然世界的觀念將永遠改變。隨後發生了科學和社會革命。

在隨後的幾個世紀中,望遠鏡的體積和複雜性以及功率都在不斷提高。它們被放置在遠離城市燈光的地方,並儘可能地遠離大氣的霾。哈勃望遠鏡的名字由埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)使用,是1920年代當時山上最大的望遠鏡。加利福尼亞帕薩迪納附近的威爾遜天文臺,發現了我們之外的星系。

天文臺哈勃望遠鏡是第一個放置在太空中的主要光學望遠鏡,這是最終的山頂。在大氣的扭曲之上,遠遠超過雨雲和光汙染,哈勃對宇宙的視野一覽無餘。科學家利用哈勃望遠鏡觀測了我們太陽系中最遙遠的恆星和星系,以及行星。

哈勃望遠鏡於1990年4月發射並部署,這是自伽利略望遠鏡以來天文學最重大的進步。得益於五次維修任務和超過25年的運行,我們對宇宙及其在宇宙中的位置的看法從未如此。

美國宇航局以美國天文學家愛德溫·哈勃(Edwin P.Hubble)(1889年-1953年)命名為世界上第一臺太空望遠鏡。哈勃博士證實了「正在擴展」的宇宙,這為大爆炸理論奠定了基礎。

來源]NASA

曾經執行過的任務

· 1990年4月24日從發現號太空梭(STS-31)發射

· 部署:1990年4月25日

· 第一張圖片:1990年5月20日:星團NGC 3532

· 服務任務1(STS-61):1993年12月

· 服務任務2(STS-82):1997年2月

· 3A服務任務(STS-103):1999年12月

· 3B維修任務(STS-109):2002年2月

· 維修任務4(STS-125):2009年5月

尺寸

· 長度:43.2英尺(13.2 m)

· 重量:發射時:約24,000磅(10,886公斤)

· SM4後:約27,000磅(12,247公斤)

· 最大直徑:14英尺(4.2 m)

航天統計

· 低地球軌道:海拔340英裡(295海裡或547公裡),相對於赤道傾斜28.5度

· 完成一個軌道的時間:大約95分鐘

· 速度:約17,000 mph(27,300 kph)

光學能力

· 對光的敏感度:紫外線到紅外線(115-2500納米)

哈勃鏡

· 主鏡直徑:94.5英寸(2.4 m)

· 主鏡重量:1,825磅(828公斤)

· 副鏡直徑:12英寸(0.3 m)

· 副鏡重量:27.4磅(12.3千克)

指向精度

· 為了拍攝遠處微弱的物體,哈勃必須非常穩定和準確。望遠鏡能夠鎖定目標,而不會偏離7/1000弧秒或大約1英裡處的人發寬度。

數據統計

· 哈勃每周傳送約150吉比特的原始科學數據。

電力需求

· 能源:太陽

· 機制:兩個25英尺的太陽能電池板

· 發電量(在陽光下):約5500瓦

· 耗電量(平均):約2,100瓦

動力儲存

· 電池:6個鎳氫(NiH)

· 儲存容量:相當於約22輛普通汽車電池

來源]NASA

你知道嗎...

· 自1990年開始執行任務以來,哈勃望遠鏡已進行了130萬多次觀測。

· 使用哈勃數據的天文學家已經發表了超過15,000篇科學論文,使其成為有史以來生產效率最高的科學儀器之一。這些論文被其他論文引用了738,000次。

· 哈勃望遠鏡不會到達恆星,行星或星系。它以大約17,000英裡/小時的速度在地球上旋轉時為它們拍照。

· 哈勃望遠鏡繞地球旋轉,沿著目前約340英裡高的圓形低地球軌道飛行了40億英裡以上。

· 哈勃沒有推進器。為了改變角度,它通過沿相反方向旋轉車輪來使用牛頓第三定律。它以約一分針的速度轉動,需要15分鐘才能轉動90度。

· 哈勃的指向精度為0.007弧秒,就像能夠在約200英裡外的一角硬幣上照射羅斯福總統的頭上的雷射束一樣。

· 在我們大氣層的薄霧之外,它可以看到角度大小為0.05弧秒的天文物體,就像在東京看到一對螢火蟲,距離華盛頓特區不到10英尺。

· 由於光學元件和靈敏探測器的結合,並且沒有任何大氣層會干擾到達它的光,哈勃望遠鏡可以將夜光從地球上發現在月球表面。

· 哈勃望遠鏡回溯到很遙遠的過去,距地球超過134億光年。

· 哈勃每年會產生大約10 TB的新數據。當前,整個存檔的大小超過150 TB。

· 哈勃發射時重約24,000磅,但如果今天返回地球,則重約27,000磅-相當於兩隻成年非洲象。

· 哈勃望遠鏡的主鏡寬2.4米(7英尺10.5英寸)。它是如此精細地拋光,如果將其縮放為地球的直徑,則不會發現凸點超過6英寸高。

· 哈勃(Hubble)長13.3米(43.5英尺),是大型校車的長度。

來源]NASA

1609年,富有遠見的義大利科學家伽利略·伽利萊(Galileo Galilei)轉動了他當時新發明的光學設備-望遠鏡,以觀察天空。他的觀察結果最終表明,有天體(木星的衛星)沒有繞地球旋轉,從而引發了一場革命,永遠改變了我們對以地球為中心的宇宙的看法。

大約四個世紀之後,1990年發現號太空梭上的NASA哈勃太空望遠鏡的發射引發了天文學的另一場革命。作為美國太空計劃與歐洲航天局之間的合作夥伴關係而開發的,哈勃繞地球表面340英裡飛行。它的向外凝視超出了大氣的扭曲作用,這使星光模糊並阻止了一些重要波長的光到達地面。與從地面觀測站通常可獲得的觀測點相比,這一有利位置使哈勃觀測站能夠更一致,更詳細地觀測天文物體和現象。望遠鏡' 靈敏的相機和光譜儀可以觀察到附近和很小的小物體,它們撞擊小行星撞向遙遠的恆星形成星系,其起源可追溯到宇宙僅佔其當前年齡的百分之三。實際上,哈勃望遠鏡的觀測在發現和表徵現在似乎已滲透到太空的神秘暗能量方面發揮了關鍵作用。這些結果改變了我們對宇宙的基本理解。

進入第三個運營十年後,哈勃仍然非常有生產力。軌道望遠鏡已經進行了上百萬次觀測,並提供了天文學家用來撰寫超過17,000篇經過同行評審的科學出版物的數據,涉及從行星形成到巨大黑洞的廣泛主題。這些論文已在其他出版物中引用了約900,000次,並且此總數平均每天增加150多次。當前每本天文學教科書都包括天文臺的貢獻。如今的大學生們還不知道他們的生活中天文學家沒有通過哈勃數據積極地發現新事物。

哈勃的發現和令人難忘的照片也重新激發了公眾對天文學的興趣。連同在六次太空梭飛行中發射和維修過的望遠鏡以及太空人的照片一起,某些令人難忘的科學圖像已成為文化的標誌。它們定期出現在書的封面,唱片,服裝,電視節目,電影,甚至是教堂的彩色玻璃窗上。

該站點(也可以作為小冊子)以13個具有代表性的主題為主題,這些圖像具有醒目的圖像和發人深省的發現。從成千上萬的哈勃觀測中選擇一套非常困難,但是這些突出了哈勃迄今為止最偉大的科學成就。

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