想用一下哈勃望遠鏡?可以!但你還需要這篇簡易使用指南

2021-02-15 我是科學家iScientist

太空中的哈勃望遠鏡。圖片來源：NASA

NASA的哈勃空間望遠鏡是有史以來最重要的望遠鏡之一。哈勃望遠鏡位於大氣層之上，不受大氣湍流擾動的影響，還可以觀測到會被大氣吸收的紫外和紅外線，擁有地面望遠鏡無法具備的優勢。服役27年來，哈勃望遠鏡極大地拓展了我們對宇宙的了解，所拍攝的大量精美照片也為人熟知。那麼NASA，你的望遠鏡借我用一下可好？

NASA說：當然可以。哈勃望遠鏡的維護費用是每年1億美元，換算成人民幣，也就是1秒鐘約20元，1小時約7萬元。所以，你可以定一個小目標，比如說，先掙它1個億……

哈勃空間望遠鏡的維修費用可是很貴的。就算不計維修，日常維護運行的費用也不便宜。圖片來源：NASA

好吧，上面這段是開玩笑。

實際上，哈勃望遠鏡的使用不需要付費，也不必非得是NASA的僱員才能使用。只要你是地球人，有足夠好的研究點子，就可以去申請哈勃望遠鏡的觀測時間。

最早期的天文學家使用他們自己的望遠鏡進行研究，比如最早將望遠鏡指向天空的伽利略和發現天王星的威廉‧赫歇爾。後來的天文學家受僱於天文臺，則使用天文臺所建的望遠鏡進行研究，比如發現宇宙膨脹的埃德溫‧哈勃和發現冥王星的克萊德·湯博。

埃德溫‧哈勃發現宇宙膨脹時所用的這臺胡克望遠鏡，由僱傭他的威爾遜山天文臺所建。哈勃空間望遠鏡就是以這位天文學家的名字命名的。圖片來源：威爾遜山天文臺

到了二戰以後，科研活動被提升到國家層面來進行，大型望遠鏡造價高昂，多由國家或多個機構聯合出資建造及維護。那麼問題就來了：怎麼決定誰來用這臺望遠鏡呢？

天文學家是這樣解決的：望遠鏡管理機構組織一個「時間分配委員會」，想要使用望遠鏡的天文學家撰寫觀測提案，由該委員會決定哪些提案「入選」，提案入選的天文學家便獲得瞭望遠鏡的使用權。天文學家出點子、作研究，望遠鏡管理機構出力掙錢，國家或機構出錢然後深藏功與名，三方各取所需，完美！所以，這一套機制就這樣確立下來了。

一般而言，在望遠鏡建造初期提供越多資源的國家或組織，日後獲得的使用時間也就越多。美國夏威夷的凱克望遠鏡，由獲得凱克基金會注資的加州天文研究會建造和運行，而加州天文研究會又由美國加州理工學院和加州大學建立，因此凱克望遠鏡主要由加州理工學院和加州大學的天文學家使用。而歐洲南方天文臺位於智利的天文設施，則會讓歐洲天文學家優先使用，但智利作為東道主，也享有部分使用時間。中國之所以積極參與三十米望遠鏡（TMT）的建造，部分原因就在於日後中國能夠獲得更多TMT的使用時間。

中國積極參與三十米望遠鏡的建造，部分原因是為了日後能夠獲得更多使用它的時間。圖為三十米望遠鏡的模擬效果圖，來源：NAOJ

但是，科學研究越來越國際化，將使用人群限定在某一國家或組織內部，長遠來說不利於進一步提升科學產出。或許是出於類似的考量，哈勃望遠鏡的使用權並不局限於NASA或美國機構，美國以外的天文學家同樣可以申請，唯一的區別是他們無法申請NASA為獲選提案提供的配套經費。實際上，每年都有相當數量的美國以外的申請者獲得哈勃望遠鏡的觀測時間。

哈勃望遠鏡的申請提案由兩部分組成：科學意義和技術論證。你需要向時間分配委員會解釋你的課題能回答什麼科學問題，為什麼必須用哈勃望遠鏡進行觀測，需要用何種儀器使用多長時間，以及技術上是否可行。提案的篇幅必須在4頁紙以內。這其實有點像寫高考作文，按點答題，字數還不能超。

哈勃望遠鏡的管理機構——太空望遠鏡研究所（Space Telescope Science Institute）會組織科學家審讀所有提案。最終只有大約20%的提案會被批准。如果你的提案有幸成為這20%的一員，你就需要和NASA的工程師一道釐清提案的技術細節，以便他們可以操縱哈勃望遠鏡獲得你想要的觀測數據。觀測完畢之後，從指定的網址下載觀測數據，對哈勃望遠鏡的使用就算完成了。

太空衣都換好了，你跟我說這就算是用完了？！沒錯，使用哈勃望遠鏡並不需要你親自去太空。圖片來源：NASA

如果你不是專業天文學家，有沒有機會也來申請使用哈勃望遠鏡呢？曾經有一段時間，答案是肯定的。在開始使用的最初幾年，哈勃望遠鏡專門保留了愛好者時間，雖然一年只有短短幾小時，卻足以激起天文愛好者的巨大熱情。然而，預算的縮減使得太空望遠鏡研究所不得不在1997年砍掉了這一大受歡迎的項目。

儘管如此，哈勃望遠鏡仍然有許多公眾項目，鼓勵愛好者參與科學研究，幫助科學家辨認星團特性或者尋找系外行星等等。此外，由於哈勃望遠鏡拍攝的照片均為黑白照片，只有極少數被合成為彩色照片，哈勃圖像處理計劃提供了一系列詳盡的教程和教學視頻，教你如何利用哈勃拍攝的原片合成彩色照片。

哈勃空間望遠鏡為慶祝升空27周年而公布的一對星系的彩色照片。哈勃拍攝的絕大多數照片都未經處理，等著你去發掘。圖片來源：NASA

哈勃的觀測數據在1年的保護期後都會公開，所以哈勃望遠鏡的資料庫稱得上是一個原片大寶藏。如果你暫時還不想為了使用哈勃望遠鏡而去讀一個天文學博士的話，也可以搜羅一下哈勃望遠鏡的資料庫，說不定你想拍的天體早就已經有天文學家拍過了呢！

編輯：Steed

排版：曉嵐

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