哈勃太空望遠鏡從太空梭的貨艙部署。要了解有關哈勃望遠鏡的更多信息，請訪問探索頻道。查看更多哈勃太空望遠鏡圖片。
你有沒有盯著夜空，想知道宇宙近在咫尺？我們大多數人都被迫看星星只用我們的眼睛，尋找在茫茫黑夜光抽血。即使你很幸運能夠使用地面望遠鏡，它的清晰度取決於大氣因素，如雲和天氣，它仍然不能提供這些令人驚嘆的天體應得的那種清晰度。
1946年，一位名叫Lyman Spitzer Jr.的天體物理學家提出，太空中的望遠鏡可以顯示遠比任何地面望遠鏡更清晰的遙遠物體圖像。這聽起來合乎邏輯，對吧？但這是一個令人髮指的想法，因為沒有人甚至已經向外太空發射了火箭。
隨著美國太空計劃在20世紀60年代和70年代成熟，斯皮策遊說美國宇航局和國會開發太空望遠鏡。1975年，歐洲航天局（ESA）和美國宇航局開始起草它的初步計劃，並在1977年，國會批准了必要的資金。美國國家航空航天局命名為洛克希德飛彈（現為洛克希德馬丁公司）作為承包商，將建造望遠鏡及其支撐系統，以及組裝和測試它。
著名的望遠鏡以美國天文學家埃德溫·哈勃（Edwin Hubble）的名字命名，他對遙遠星系中變星的觀測證實宇宙正在擴張，並支持宇宙大爆炸理論。
經過1986年挑戰者災難的長時間拖延，哈勃太空望遠鏡於1990年4月24日射入軌道，搭載探索號太空梭。自推出以來，哈勃望遠鏡重新塑造了我們對太空的看法，科學家根據望遠鏡對宇宙時代，巨大黑洞或死亡陣痛中的星星形狀等重要事物的清晰發現撰寫了數千篇論文。
在本文中，我們將討論哈勃如何記錄外太空以及允許它這樣做的工具。我們還將討論古老的望遠鏡/宇宙飛船在此過程中遇到的一些問題。
COSTAR拯救了這一天。
飛行前檢查哈勃太空望遠鏡的主鏡。天文學家在1990年部署後幾乎立即發現了他們心愛的15億美元，43.5英尺（13.3米）望遠鏡的問題。他們在天空中的新拖拉機拖車大小的眼睛無法正確聚焦。他們意識到望遠鏡的主鏡被磨成了錯誤的尺寸。雖然鏡子中的缺陷 - 大致相當於人類頭髮厚度的五十分之一 - 對於我們大多數人來說似乎是微不足道的，但它導致哈勃太空望遠鏡遭受球面像差並產生模糊圖像。當然，天文學家並沒有花費數年時間在望遠鏡上工作，只是對外層空間不起眼的快照感到滿意。
科學家們想出了一種名為COSTAR（矯正光學空間望遠鏡軸向置換）的替代「接觸」鏡片來修復HST中的缺陷。COSTAR有幾個小鏡子組成，這些鏡子可以攔截來自有缺陷的鏡子的光束，修復缺陷並將校正的光束傳遞到鏡子焦點處的科學儀器上。
美國宇航局的 太空人和工作人員花了11個月的時間為這場有史以來最具挑戰性的太空任務做準備。最後，在1993年12月，奮進號太空梭上的七名男子闖入太空，為HST的第一次服務任務。
機組人員需要一周的時間進行所有必要的維修，並且在維修任務完成後對望遠鏡進行測試後，圖像得到了極大的改進。今天，放置在HST中的所有儀器都有內置的校正光學器件用於鏡子的缺陷，不再需要COSTAR。不過，哈勃比COSTAR還要多，接下來我們將討論其中的一些關鍵部分。
HST的剖析
哈勃太空望遠鏡在軌道上像任何望遠鏡一樣，HST有一個長管，一端開口讓光線通過。它有鏡子收集並將光線帶到其「眼睛」所在的焦點。該HST各種儀器儀表的形式有幾種類型的「眼睛」。正如昆蟲可以看到紫外線或我們人類可以看到可見光一樣，哈勃也必須能夠看到從天空下來的各種類型的光線。
具體來說，哈勃是卡塞格林反射望遠鏡。這隻意味著光線通過開口進入設備，並從主鏡反射到次鏡。次鏡反過來將光通過主鏡中心的孔反射到主鏡後面的焦點。如果你繪製了入射光的路徑，它會想要字母「W」，除了有三個向下的駝峰而不是兩個。
在焦點處，較小的半反射半透明反射鏡將入射光分布到各種科學儀器上。（我們將在下一節中詳細討論這些樂器。）正如您可能已經猜到的那樣，這些不僅僅是普通的鏡子，您可能會注視欣賞您的反思。
HST的鏡子由玻璃製成，塗有純鋁（百萬分之三英寸厚）和氟化鎂（百萬分之一英寸厚），使它們反射可見光，紅外線和紫外線。主鏡的直徑為7.9英尺（2.4米），次鏡的直徑為1.0英尺（0.3米）。接下來我們將討論哈勃望遠鏡撞到望遠鏡鏡子後所做的一切。
哈勃望遠鏡的科學儀器：WFPC2，NICMOS和STIS
通過查看不同的波長，或光譜的光，一個天體，就可以看出它的許多特性。為此，HST配備了多種科學儀器。每種儀器都是用電荷耦合器件（CCD）而不是攝影膠片來捕捉光線。CCD檢測到的光被轉換成數位訊號，存儲在車載計算機上並傳送到地球。然後將數字數據轉換成令人驚嘆的照片。讓我們看看每種樂器如何為這些圖像做出貢獻。
在廣域和行星照相機2（WFPC2）是哈勃的主要「眼睛」，或相機。它藉助四個以「L」形排列的CCD晶片來捕捉光線 - 三個低解析度，寬視場CCD晶片，以及一個高解析度行星相機CCD晶片。所有四個晶片同時暴露於目標，並且目標圖像以期望的CCD晶片為中心。這隻眼睛可以看到可見光和紫外光，並可以通過各種濾鏡拍攝圖像，製作自然色彩的照片，例如鷹星雲這個眾所周知的圖像。
通常，星際氣體和塵埃會阻擋我們對來自各種天體的可見光的視覺。沒問題：哈勃可以看到隱藏在灰塵和氣體中的物體的紅外線或熱量。為了看到這種紅外線，HST有三個敏感的攝像頭組成近紅外攝像機和多物體光譜儀。
除了照亮天體之外，從該物體發出的光也可以揭示它是由什麼組成的。特定的顏色告訴我們存在哪些元素，每種顏色的強度告訴我們存在多少元素。在太空望遠鏡成像光譜儀（STIS）分離的光的顏色的傳入多稜鏡使一個彩虹。
除了描述化學成分外，光譜還可以傳達天體的溫度，密度和運動。如果物體在移動，化學指紋可能會移向光譜的藍色端（向我們移動）或紅色端（離開我們）。不幸的是，STIS在2004年失去了力量，此後一直處於不活躍狀態。繼續閱讀以了解哈勃有什麼其他科學儀器的伸縮套筒。