哈勃望遠鏡, 無法與你說再見

2020-11-29 人民網

原標題:哈勃望遠鏡, 無法與你說再見

  ①

  ②

  ③

  圖①哈勃望遠鏡拍攝的蝴蝶星雲揭露了星雲中央不可見的那顆垂死恆星拋射2萬攝氏度熾熱氣體的歷史。

  圖②哈勃望遠鏡拍攝的「創生之柱」是外太空最具標誌性的圖像之一。

  圖③哈勃望遠鏡在草帽星系裡發現了2000多個球狀星團,是銀河系球狀星團數目的10多倍。

  「如果哈勃望遠鏡自己能做選擇,也應是留戀宇宙不放手。」

  作為一架太空望遠鏡,「哈勃」的工齡實在是長得夠意思了,已經堅持在崗27個春秋。雖然與它「繼任者」們華麗的配備相比,「哈勃」的配置已不再有什麼優勢,但於無數天文學家和天文愛好者心中,「哈勃」無人能取代。

  這既是因為它的歷史地位——在「哈勃」升空之後,望遠鏡才有了空間望遠鏡和地基望遠鏡的真正區分;也是因為它的赫赫功勳——這架望遠鏡通過不斷重新定義我們對宇宙的認識,改變著這個世界。

  然而,10月25日一則外媒消息稱:哈勃望遠鏡似乎正慢慢走向它既定的生命終點。目前它正在朝向地球降落,而美國國家航空航天局(NASA)也沒有提出行之有效的措施去阻止其軌道衰減。

  即便曾榮耀加身、光芒萬丈,如今「哈勃」老矣,是否也到了該說再見的時候?

  望向遠方即望向歷史

  這架望遠鏡以星系天文學的奠基人、美國河外天文學和宇宙膨脹論創始人之一的埃德溫·哈勃命名,於1990年4月升空後,一直在它的軌道上安靜地環繞地球,獲得了大批有價值的發現。這些發現改寫了天文學教科書。

  那是一個無出其右的時代。這架人類最偉大光學觀測儀器,無愧它的名字。

  「哈勃」發回的圖片,有當時最為清晰的火星星球、木星和土星極光,海王星雲層,冥王星全家福。因「哈勃」之力,人們開始觸及宇宙洪荒的狀態、揭開星系誕生的序幕,進而測算出宇宙的年齡,改寫宇宙膨脹理論,出現了暗能量、暗物質……這些現在看來,已是宇宙學的基礎。

  而「哈勃」技術上成功的意義,在於它取得了其他所有地基望遠鏡從來沒有取得的革命性突破。其位置在地球的大氣層之上,獲得了影像不會受到大氣湍流的擾動的好處,視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光,還能觀測被臭氧層吸收的紫外線。科學家形容太空望遠鏡——「望向遠方即望向歷史」,這是因為光的速度,此前地基望遠鏡看過去的一片漆黑之地,「哈勃」卻找到了成千上萬的星系,它們存在於宇宙歷史的某刻。

  甚至在它「生病」的時候,「哈勃」也以匪夷所思的方式向地球致意:2009年5月,負責升級「哈勃」的太空人麥可·馬西米諾,曾在進行維修所需的太空行走時回望了一眼故園,立時被眼前地球之莊嚴美麗驚呆了,「我感覺好像我正在觀看一個秘密……那太漂亮了。」他拍下那「比天堂還美」的地球並帶回地面——這是太空人最後一次飛往「哈勃」望遠鏡,之後再也不曾對它進行修復升級。

  哈勃「寶刀已老」?

  當年「哈勃」剛上天時,研究人員就發現由於一個低級錯誤,它成了「近視眼」:視物模糊,星星在它眼中只是一片光斑,這導致「哈勃」很快就迎來了第一次維護。

  這在以後居然成了「哈勃」的命運——經常帶傷上陣。截至2009年的那次大修,「哈勃」在它前19年的太空歲月中經歷過五次大修,但每次除正常維護外,還更新或增加部分儀器設備,讓其具有更強大的探測能力。

  可惜的是,太空梭的退役直接影響了地面對「哈勃」的照料。但即便太空梭還在,「哈勃」能否受益也很難講——2001年,科學家曾利用美國「哥倫比亞」號太空梭對它進行的第四次維修,安裝測繪照相機,更換太陽能電池板以及已工作11年的電力控制裝置,並激活了休眠狀態的近紅外照相機和多目標分光計。然而,「哥倫比亞」號太空梭2003年返回地面時在高空解體,當時的NASA一併總結了所有不安全因素,認為國際空間站和「哈勃」不在相同的高度上,太空人在緊急狀況下會缺乏安全的避難場所,時任局長肖恩·奧基夫以載人太空任務去維修「哈勃」,是個不合情理的危險任務。於是到了2004年,人們發現,「哈勃」的成像攝譜儀已停止了工作。

  太空望遠鏡工作10年以上就已呈「老態」,至今年「哈勃」已經服役27年,現在,它正在逐漸喪失原有高度和速度。

  「哈勃」的位置,距離地面約合568公裡遠,每97分鐘環繞地球運行一周。而與地球越來越近,就意味著它與高空氣體分子的碰撞也會更頻繁,這種碰撞總體而言都對其運行只會帶來一些微弱影響,但在時間的累積下,就會造成不可逆轉的傷害,同時,「哈勃」下降速度也會越來越快。

  最終,「哈勃」會不受控制的化身大氣層中的一個火球,甚至都無法燃燒殆盡,碎片飄零於地球各處。

  等到風景都看透

  對於「哈勃」的狀況,NASA這次並沒有第一時間給出解決方案,很可能也是因為確實沒什麼辦法,在他們的「巨無霸」火箭——太空發射系統(SLS)升空之前,維修或推升「哈勃」軌道都難以實現。還不如在地面祈禱「哈勃」能撐到那一天。

  另一方面,大家都知道,NASA其實早已覓得「繼任者」詹姆斯·韋伯望遠鏡。甚至在「哈勃」尚年富力強、遠未退出歷史舞臺之際,就已耗巨資打造了「韋伯」。

  據《新科學家》雜誌此前文章稱,「韋伯」團隊成員曾對此做出解釋:宇宙中初現發光天體,是在大爆炸之後幾億年,但由於宇宙擴張它的波長超過了「哈勃」能探測的範圍。但「韋伯」的敏感度是哈勃望遠鏡的100倍,能探測到大爆炸後兩億年的情景,讓我們可以看到由宇宙間最原始材料構成的漫天繁星。

  諾貝爾物理學獎得主約翰·馬瑟是NASA韋伯望遠鏡項目的資深科學家,為其付出了數十年的心血。用他的話說:「哈勃」是將未知事物展現於人類面前,挑起了我們的求知慾;而關於這些事物的答案,要靠韋伯望遠鏡去探索。

  太空望遠鏡事業的未來仍然光明。不過,鑑於NASA對技術的極致要求,以及與這種要求不怎麼匹配的錢包,導致無論是「哈勃」可能迎來的維修工,還是命中注定的繼任者,發射日期都一再推遲,升空之路頗為崎嶇。

  人們正迫切地希望NASA拿出方案挽留「哈勃」,雖然它還需要相當一段時間才會墜入大氣層,但在此之前,很可能出現各方面失靈,與愛它的人們斷了聯繫。

  現在,人們仍可以到NASA官方網站去瀏覽「哈勃」最後一次大修後拍攝的深空照片,那同時也是「哈勃」拍過的最清晰的宇宙照片。畫面中,星雲與恆星幾乎是以一種「意外」的姿態呈現於眼前,人們便會頃刻了悟宇宙深處的魅力——靜謐與喧囂,純淨與璀璨,還有那蕩滌心靈的平和與力量。

  如果,這架望遠鏡自己能做選擇,也應是留戀宇宙不放手。

(責編:張歌、熊旭)

相關焦點

  • 哈勃望遠鏡拍攝到的一組圖片告訴你,宇宙大到你無法想像!
    文/行走天涯哈勃望遠鏡拍攝到的一組圖片告訴你,宇宙大到你無法想像!而地球僅僅只相當於太平洋中的一滴水而已,足以見得宇宙有多大了,倘若這樣的說法不太讓人信服的話,哈勃望遠鏡曾經還拍到一組照片,讓你知道宇宙絕對大到人們無法想像的高度!
  • 哈勃望遠鏡與珀金埃爾默,不得不說的故事
    經過十多年的籌備,克服了諸多困難之後,1990年,著名的哈勃望遠鏡發射升空。在此後的20餘年中,哈勃為人類展示了眾多從未見到過的宇宙奇觀。直到今天,哈勃望遠鏡仍然是人類觀測宇宙的主要途徑。 珀金埃爾默為哈勃打造核心光學組件    作為一架天文望遠鏡,哈勃內部的鏡子和光學系統是整個觀測系統的心臟,因此在設計上有很嚴格的規範。
  • ...射電望遠鏡|宇宙|nasa|望遠鏡|天文學|哈勃太空望遠鏡
    今天,哈勃望遠鏡(Hubble Space Telescope)剛剛過完自己在軌30周年的生日。對於日新月異的技術進步和惡劣環境帶來的損傷,剛剛步入而立之年的哈勃已不再年輕。多年來,哈勃望遠鏡可以說是勞模中的勞模,自其進入太空以來就24小時地觀測浩瀚的星空,為人類帶來了100多萬張的圖像和信息。
  • 哈勃太空望遠鏡的前世今生
    1978年,美國國會撥付3600萬元美金,開始大型太空望遠鏡開始的設計,並計劃1983年發射。錢不是萬能的,但沒有錢卻是萬萬不能的。世俗之事如此,搞天文更甚。2.命名1980年,大型太空望遠鏡正式被命名為哈勃太空望遠鏡,用以致敬偉大的天文學家埃德溫·哈勃。也許,只有哈勃才配得上哈勃。
  • 美航天局說哈勃望遠鏡有望恢復科研運轉
    新華社華盛頓10月23日電(記者周舟)美國航天局23日表示,因陀螺儀失靈暫停運轉的哈勃太空望遠鏡,其備用陀螺儀目前轉速達到預期值,經過進一步測試後,有望很快恢復科研運轉。  本月5日,哈勃望遠鏡的1個正在使用的陀螺儀出現故障,而其最後1個備用陀螺儀運轉不達標。
  • 哈勃望遠鏡,絕美的30年
    在哈勃舉世聞名的那些動人心魄、五彩斑斕的照片裡,你是否好奇過那些那些圖景究竟是什麼嗎?其實那些圖片大多都是我們銀河系中活躍的星雲——恆星形成處氣體和塵埃聚集成的閃亮的星際雲。的哈勃任務負責人湯姆·布朗說:「哈勃望遠鏡發射的時候,還沒人了解我們太陽系之外的任何行星。」其實哈勃望遠鏡最初發射時並非一帆風順。由於計算錯誤,第一批照片極其模糊,於是三年後,太空人上了太空給它裝上了一臺光學矯正儀器,使其能夠準確集中光線(詳見文後背景知識補充)。從那時起,我們就進入了一個宇宙探索的新時代。
  • 兩個望遠鏡的故事:WFIRST和哈勃望遠鏡
    Ken Carpenter說。能頂100個哈勃望遠鏡。通過檢測更多的光譜,哈勃可以對宇宙中各個物體的許多工作過程進行更全面的描繪。WFIRST的設計專門用於擴展哈勃望遠鏡的紅外觀測結果,因為對紅外宇宙進行大量調查將使我們能夠看到之前很難或無法觀察到的空間區域中的大量宇宙物體和它們發生的微妙變化。
  • 一種守護著哈勃望遠鏡的材料
    引言哈勃望遠鏡即將迎來自己的的30歲生日,這三十年間,無數工程師和科學家絞盡腦汁讓它正常運行。文明時代,望遠鏡也不能裸奔,它們穿在身上的東西既要防止宇宙射線,又要控好溫度,人靠衣服,哈勃靠啥?核心思路就是讓你太陽的輻射進不來,保護內部電子和光學器件。可以說,沒了PI,別說測的準不準,哈勃可能早就「出軌」了。
  • 聚醯亞胺:哈勃望遠鏡的守護者之一
    引言哈勃望遠鏡即將迎來自己的的30歲生日,這三十年間,無數工程師和科學家絞盡腦汁讓它正常運行。文明時代,望遠鏡也不能裸奔,它們穿在身上的東西既要防止宇宙射線,又要控好溫度,人靠衣服,哈勃靠啥?核心思路就是讓你太陽的輻射進不來,保護內部電子和光學器件。可以說,沒了PI,別說測的準不準,哈勃可能早就「出軌」了。
  • 哈勃望遠鏡三十周年紀念。這個意義非凡的望遠鏡,曾捕捉到鷹星雲
    他現在正使用望遠鏡去幫助解決宇宙膨脹率的差異,和有可能重塑宇宙學理論基礎的高風險研究。Riess在一次採訪中說:「很顯然未來將會出現其他的望遠鏡,但是我不知道他們是否將會成為帶領我們更遠從我們所在的到我們結束的望遠鏡。」「就像水手首次環航地球了一般,這有且僅有一次的機會讓你可以來發現這樣一個未被探索過的領地。
  • 哈勃太空望遠鏡的工作原理
    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。
  • 想用一下哈勃望遠鏡?可以!但你還需要這篇簡易使用指南
    太空中的哈勃望遠鏡。圖片來源:NASANASA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。
  • 大名鼎鼎的哈勃望遠鏡,為什麼連火星也看不清楚?
    地球的大氣層是我們人類的生存之本,但它也限制了我們觀測宇宙的能力,為了擺脫這一困境,1990年4月24日,大名鼎鼎的哈勃望遠鏡發射升空,在隨後的日子裡,哈勃望遠鏡不負眾望,為我們帶來了無數令人著迷的星空圖片,極大地提升了人類對宇宙的認知。
  • 哈勃望遠鏡證實:世紀大彗星阿特拉斯,解體成25塊碎片!
    哈勃望遠鏡證實:世紀大彗星阿特拉斯,解體成25塊碎片!2019年年底,人類發現了一顆美麗的彗星,令人詫異的是,今年3月這顆彗星突然變亮,同時也點亮了人們的好奇心,然而美國哈勃望遠鏡觀測後竟證實了這顆彗星的"隕落",也令諸多天文學家及天文愛好者們的心態裂開,相關報導也曾表示,哈勃太空望遠鏡為天文學家們提供了迄今為止最清晰的阿特拉斯(C/2019 Y4)彗星的解體圖像,4月20日,哈勃望遠鏡觀測到這顆柔弱的彗星解體後大約形成了30塊碎片。
  • 哈勃望遠鏡的後繼者——羅馬望遠鏡,主鏡完成
    媒體預言,如果羅馬望遠鏡建成,它將能夠以比哈勃望遠鏡大100倍的視野觀察宇宙。當哈勃望遠鏡首次開始在外層空間進行觀測時,羅曼博士在一次採訪中說:「我相信天文學的未來取決於哈勃望遠鏡」,並因此獲得了「哈勃望遠鏡之母」的綽號。美國宇航局(NASA)對羅曼博士為WFIRST望遠鏡命名的成就表示讚賞,該望遠鏡被認為是哈勃望遠鏡的繼任者。羅馬望遠鏡被認為是哈勃望遠鏡的後繼者,因為它由一種觀測方法組成,僅結合了現有天文望遠鏡的優勢。
  • 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
    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。
  • 哈勃望遠鏡拍的真實照片是什麼樣的?是合成的嗎?
    不用說哈勃望遠鏡拍的照片,所有的天文臺的彩色深空照片,都是多通道合成!當然比較大口徑的望遠鏡拍的明亮的發射星雲的照片,還是會有一些顏色,但由於光害的影響,背景與目標天體的對比很差,因此天文攝影需要LRGB多個通道,而且還需要暗場,並且暗場還要拍攝前中後三組,要求高的還有亮平場!
  • FAST望遠鏡與哈勃太空望遠鏡相比怎麼樣,你如何評價?
    哈勃空間望遠鏡與天眼是屬於功能不同的兩種望遠鏡。哈勃主要接收可見光、紫外、近紅外電磁波段的光線,而天眼是射電望遠鏡,接收的是波長較長的射電輻射,它們不是同種望遠鏡,所以不好做比較。之前人類觀測宇宙,主要是利用可見光波段,但是我們知道天體的輻射不是只有這個波段,還有無線電波、微波、紅外、紫外、伽馬射線、X射線,所以每種不同的望遠鏡有著對應的工作波段。哈勃自1990年由發現號太空梭成功部署在地球軌道上,如今已經運行了28年了,期間經過了多次的維修工作。
  • 哈勃望遠鏡,捕捉星光的30年
    在哈勃舉世聞名的那些動人心魄、五彩斑斕的照片裡,你是否好奇過那些那些圖景究竟是什麼嗎?其實那些圖片大多都是我們銀河系中活躍的星雲——恆星形成處氣體和塵埃聚集成的閃亮的星際雲。的哈勃任務負責人湯姆·布朗說:「哈勃望遠鏡發射的時候,還沒人了解我們太陽系之外的任何行星。」其實哈勃望遠鏡最初發射時並非一帆風順。由於計算錯誤,第一批照片極其模糊,於是三年後,太空人上了太空給它裝上了一臺光學矯正儀器,使其能夠準確集中光線(詳見文後背景知識補充)。從那時起,我們就進入了一個宇宙探索的新時代。
  • 哈勃30周年:發現宇宙終極真相,哈勃望遠鏡是怎麼做到的?
    望遠鏡顯然是人類最偉大的發明之一,自伽利略時代以來,人們製造了數不清的望遠鏡,但迄今為止還沒有一臺望遠鏡能像哈勃空間望遠鏡一樣改變我們的思維,因為它展示的不只是遙遠宇宙美麗的照片,而是重新定義我們對於整個宇宙的認知!哈勃望遠鏡是怎麼來的?