歡迎來到“火星茶館”必搞，這是一次有關(guān)宇宙與航天內(nèi)容的嘗試，想提供有情懷囊咏、有深度的科普。

哈勃望遠鏡漂浮在地球上空

作者按：在天文學家眼中塔橡，哈勃望遠鏡更像是一個知名人士梅割，而不是一個公交車般長棉姐，位于太空的光學儀器钝的。哈勃望遠鏡是人類探索宇宙的英雄壯舉辉浦。他命運坎坷裁奇，多次身處絕境霹崎；他大放異彩禀倔，徹底改變了人類對宇宙的看法蠢络。本期將向各位客官講述哈勃望遠鏡的傳奇故事社裆。

為了更美的星空

有兩種東西弹砚，我對它們的思考越是深沉和持久双仍，它們在我的心靈中喚起驚奇和敬畏就會與日俱增，這就是我頭頂上的星空和心中的道德律桌吃≈煳郑—— 康德

璀璨銀河橫貫夜空

每當太陽西沉，星星高懸在漆黑的穹幕，射下美麗的星光逗物。星空映照在眼睛上搬卒，會有神秘而深邃的感覺涌上心頭，同時會被某種美麗而壯闊的力量所震撼翎卓。人類深深注視著星空契邀，沉醉在美中，也試圖理解這世界和自我的命運失暴。

伽利略與望遠鏡

400多年前蹂安，當偉大的伽利略歷史性地舉起自己制作的簡易望遠鏡對準了星空，他比前人看到了更深邃更美妙的星空锐帜。從伽利略以后田盈，天文望遠鏡成為了觀測天體不可或缺的重要工具，可以毫不夸張地說缴阎，沒有望遠鏡的誕生和發(fā)展允瞧，就沒有現(xiàn)代天文學。隨著望遠鏡在各方面性能的改進和提高蛮拔，天文學也正經(jīng)歷著巨大的飛躍述暂，迅速推進著人類對宇宙的認識。

美國加州威爾遜山天文臺的虎克反射望遠鏡（口徑2.54米建炫，美國天文學家哈勃在此發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹）

各大光學望遠鏡的主鏡尺寸比較

隨著天文望遠鏡的口徑越來越大畦韭，制作工藝越來越先進，人類能看到的星空更加清晰豐富了肛跌。人類對星空的研究越深入艺配，也就對宇宙了解得更多，也就更發(fā)現(xiàn)自己是多么無知衍慎。而地面光學觀測的極限也在逐步接近转唉，人類要看到更美的星空需要付出的代價越來越大，而這一切源于大氣層的存在稳捆。大氣層是人類生存的保障赠法，卻是天文觀測的障礙。動蕩不安的大氣層造成星光的閃爍乔夯，就是俗話說的星星眨眼砖织。而且光譜中的紅外線和紫外線被大氣層吸收殆盡，造成地面觀測的缺失末荐。要知道侧纯，紅外線和紫外線中也包含著豐富的宇宙信息。在地面隔著大氣層通過光學觀測星空鞠评，就好比我們?nèi)⒂^一個世界名畫展茂蚓，可眼前的畫不是變形，就是失真，甚至干脆看不見聋涨。人類也嘗試在遠離城市燈光污染晾浴，大氣層更稀薄的高海拔地區(qū)建立天文觀測臺。取得了一些改進牍白，但效果終究有限脊凰。

大氣層 對不同波段電磁波的不透明率（主要能透過的是可見光和無線電波）

1923年，德國火箭先驅(qū)赫爾曼·奧特伯在《飛往星際空間的火箭》中首次提出將望遠鏡放入太空軌道茂腥。而被稱為史上最偉大的火箭科學家馮·布勞恩就是受到《飛往星際空間的火箭》的啟迪狸涌，開始對星際旅行深深著迷。后來不但馮·布勞恩成為了奧特伯的學生最岗，還成為了美國航天計劃的重要領(lǐng)導者帕胆。1946年，二戰(zhàn)剛結(jié)束般渡，美國天文學家萊曼·斯皮策在論文《在地球之外的天文觀測優(yōu)勢》中具體論證了空間望遠鏡的優(yōu)勢：1懒豹、可以將清晰度至少提高一個數(shù)量級；2驯用、可以全波段無障礙觀測脸秽，包括紅外線和紫外線。斯皮策的這篇論文可以說是哈勃空間望遠鏡的起點蝴乔，在其后的20世紀60记餐、70年代，斯皮策也一直是哈勃空間望遠鏡的有力推動者薇正。這兩位極具浪漫主義和冒險精神的科學家片酝，像燈塔一樣照亮著人類科學前進的道路，為了更美的星空铝穷，為了宇宙的奧秘钠怯。

天馬行空的科幻迷 赫爾曼·奧特伯

既是科學家又是登山家的萊曼·斯皮策

命名哈勃

20世紀50年代開始，美國和蘇聯(lián)這兩個超級大國展開了激烈競爭曙聂，人類在太空領(lǐng)域的發(fā)展也由此獲得了歷史性的機遇。從20世紀50年代到90年代鞠鲜，人類經(jīng)歷一個太空發(fā)展的黃金時代宁脊，短時間內(nèi)實現(xiàn)了人造衛(wèi)星、宇航員贤姆、航天飛機榆苞、空間站、空間望遠鏡等一系列太空奇跡霞捡。那是一個值得所有人銘記的輝煌歲月坐漏。哈勃望遠鏡也誕生于這個時期，故事的精彩程度一點也不遜色于其它太空事件。

你爭我奪的美蘇太空競賽

1962年赊琳，也就是斯皮策的論文發(fā)表16年后街夭，美國國家科學院在一份報告中推薦空間望遠鏡做為發(fā)展太空計劃的一部分。1965年躏筏，斯皮策被任命領(lǐng)導一個科學委員會板丽，該委員會目的在于研究大型空間望遠鏡的可能用途，并在1969年公布了名為《大型空間望遠鏡的科學用途》的研究報告趁尼。美國國家科學院在1969年批準了“大型空間望遠鏡”項目埃碱，并繼續(xù)進行可行性研究。

在理解宇宙的物質(zhì)組成酥泞、結(jié)構(gòu)砚殿、尺寸和演化過程等方面，大型空間望遠鏡將做出主導性的貢獻芝囤。? ——? 《大型空間望遠鏡的科學用途》

《大型空間望遠鏡的科學用途》? 的封面

要真正將空間望遠鏡從科學夢想變?yōu)楝F(xiàn)實似炎，美國國家航空航天局（NASA，1958年10月1日成立）的支持和投入是不可或缺的凡人。實際上名党，從20世紀60年代開始，馮·布勞恩以及他的團隊已經(jīng)開始思考如何應對空間望遠鏡的挑戰(zhàn)挠轴。1966年和1968年传睹，NASA分別進行了兩次軌道天文臺（OAOs）任務，完成了外太空的紫外線觀測岸晦，展示了以太空為基地的天文臺在天文學上扮演的重要角色欧啤。在1970年NASA設立了兩個委員會，一個規(guī)劃空間望遠鏡的工程启上，另一個研究空間望遠鏡任務的科學目標邢隧。

NASA早期標志

1969年，隨著阿波羅11登月計劃的成功冈在，NASA的太空經(jīng)費開始縮減倒慧，大型空間望遠鏡項目也面臨危險。1975年包券，眾議院撥款小組委員會刪除了大型空間望遠鏡項目的預算纫谅。為回應此，天文學家協(xié)調(diào)了全國性的游說努力溅固。許多天文學家親自前往拜會眾議員和參議員付秕，并且進行了大規(guī)模的信件和文字宣傳。國家科學院出版的報告也強調(diào)空間望遠鏡的重要性侍郭。同時询吴，為了縮減預算支出掠河，美國國家航空航天局將望遠鏡口徑從3米降至2.4米，儀器設備也相應縮水猛计，并邀請歐洲航天局（ESA）加入承擔15%的研制經(jīng)費唠摹，相應給予歐洲科學家不少于15%的使用時間。通過這一系列的操作有滑，將預算縮減為原來的一半跃闹，大約為2億美元。1977年毛好，最后國會通過了新的預算望艺，至此大型空間望遠鏡項目正式啟動。1983年肌访，望遠鏡被命為哈勃找默，以紀念美國著名的天文學家艾德溫·哈勃。哈勃在20世紀初期證實了星河系外其他星系的存在吼驶，并發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹的現(xiàn)象惩激，建立了哈勃定律，為大爆炸理論提供了證據(jù)蟹演。哈勃被天文學界尊稱為星系天文學之父风钻，而哈勃望遠鏡的觀測任務在很大程度上正是基于哈勃的工作，因此以他的名字命名再合適不過了酒请。

徹夜進行天文觀測的哈勃

哈勃望遠鏡的設計制造

對大型空間望遠鏡項目來說骡技，預算縮水是一個不小的打擊。美國作出發(fā)展航天飛機的決策羞反，則是大型空間望遠鏡項目的重要轉(zhuǎn)機布朦。航天飛機可以完成大型空間望遠鏡的發(fā)射任務、太空維修任務昼窗，甚至是返回任務是趴。采用航天飛機可以極大提高大型空間望遠鏡的可行性和可擴展性。后來哈勃望遠鏡的歷史證明澄惊，采用航天飛機的方案是極其英明的唆途。哈勃望遠鏡和航天飛機都成為了傳奇掸驱，在一定程度上相互成就了對方窘哈。

大型空間望遠鏡的設想圖，已經(jīng)能看出望遠鏡的基本構(gòu)型和采用航天飛機進行發(fā)射

1978年帅刀，美國國會撥付了3600萬美元骇窍，讓大型空間望遠鏡開始設計雄驹，并計劃在1983年發(fā)射升空∠蓟常空間望遠鏡的計劃一經(jīng)批準，計劃就被分割成許多子計劃分送各機關(guān)執(zhí)行废封。 馬歇爾太空飛行中心（MSFC）負責設計、發(fā)展和建造望遠鏡刽漂，金石太空飛行中心（GSFC）負責科學儀器的整體控制和地面的任務控制中心。馬歇爾太空飛行中心委托珀金埃爾默設計和制造空間望遠鏡的光學組件弟孟，還有精密定位感測器（FGS）贝咙，洛克希德被委托建造安裝望遠鏡的太空船。

1979年5月拂募，在康涅狄格州丹柏立的Perkin-Elmer公司拋光中的哈勃主鏡庭猩。出現(xiàn)在圖中的是服務于珀金埃爾默的工程師馬丁椰林博士窟她。

1979年，珀金埃爾默開始哈勃望遠鏡主鏡的磨制工作蔼水，這是望遠鏡中最關(guān)鍵的部分震糖。一般的望遠鏡，鏡子在拋光之后的準確性大約是可見光波長的十分之一趴腋，但是因為空間望遠鏡觀測的范圍是從紫外線到近紅外線吊说，所以需要比以前的望遠鏡更高十倍的解析力，它的鏡子在拋光后的準確性達到可見光波長的廿分之一优炬，也就是大約頭發(fā)絲直徑的1/3000颁井。為了能達到如此苛刻的精度要求，珀金埃爾默使用基于計算機的激光研磨系統(tǒng)制造主鏡穿剖。同時蚤蔓，為了能在太空復雜的環(huán)境條件下能一直保持此精度，特意采用了超低膨脹玻璃糊余。

艱難的發(fā)射

由于包括主鏡研制在內(nèi)的光學系統(tǒng)進度持續(xù)落后秀又，鏡子于1981年底才全部完成，整個光學組件直到1984年才完成贬芥。與此同時吐辙，光學望遠鏡組合上的預算也在持續(xù)膨脹，導致在1986年時比初始預算增加了5倍蘸劈。整個哈勃項目的研制飽受質(zhì)疑昏苏，特別是光學部分詬病最多，氣氛越來越緊張威沫。NASA被迫多次推遲發(fā)射時間贤惯，從最開始的1983年一直推到1986年。隨著哈勃的各部分于1985年12月到位棒掠，美國國家航空航天局最終計劃于1986年10月發(fā)射孵构。

1986年1月28日，挑戰(zhàn)者號航天飛機自位在佛羅里達州的肯尼迪航天中心升空烟很。

航天飛機在升空大約73秒后發(fā)生解體颈墅。

就在這個萬事俱備只欠東風的時候，一場災難正悄悄來臨雾袱。1986年1月28日的寒冷早晨恤筛，在美國佛羅里達的卡那維拉爾角，“挑戰(zhàn)者”號航天飛機升空73秒后爆炸解體芹橡，頃刻之間爆裂成一團桔紅色火球毒坛，碎片拖著火焰和白煙四散飄飛，墜落到大西洋林说，7名宇航員全部遇難粘驰。這場航天災難震驚了全世界屡谐，讓人扼腕嘆息◎蚴“挑戰(zhàn)者”號的失事使美國的航天事業(yè)受到沉重打擊，舉國上下陷入悲痛當中度秘，航天飛機被迫停止了飛行顶伞。而“挑戰(zhàn)者”號就是計劃將執(zhí)行哈勃任務的航天飛機。命運開了個沉痛的玩笑剑梳，由于航天飛機任務恢復遙遙無期唆貌，哈勃任務再次陷入泥沼，未來何時垢乙，甚至能否進入太空都變得非常不確定锨咙。

美國國家航空航天局的D-67相機拍到右側(cè)SRB尾部處，靠近連接該部件與外儲箱的支架處噴出了一股黑灰色的煙霧追逮。

遇難的7名宇航員酪刀，從左到右為分別為（前排）邁克爾·J·史密斯、迪克·斯科比钮孵、羅納德·麥克奈爾骂倘、（后排）鬼冢承次、克麗斯塔·麥考利夫巴席、格里高利·賈維斯和朱迪斯·蕾斯尼克历涝。

我們永遠緬懷他們，我們不會忘記今晨最后看到他們的情景漾唉。他們整裝待發(fā)荧库，向我們揮手致意，然后脫離了大地執(zhí)拗的束縛飛上天際赵刑，親近上帝慈愛的面容分衫。——《高高飛翔》 料睛，小約翰·吉列斯比·麥基?

經(jīng)過近5個月艱難細致的事故調(diào)查丐箩，事故調(diào)查委員會確認事故原因是O形橡膠環(huán)在低溫下失效，導致燃料泄露并發(fā)生起火爆炸恤煞。痛定思痛屎勘，此后美國對航天飛機進行了400處以上的改進，并加裝了安全系統(tǒng)居扒。1988年9月28日概漱，“發(fā)現(xiàn)”號在航天飛機任務中止32個月后升空，這標志著航天飛機項目再次走上正軌喜喂。

哈勃望遠鏡離開航天飛機的瞬間瓤摧，展開金色的帆板正對著耀眼的太陽竿裂，而鏡筒蓋板則映照著藍色的地球

哈勃望遠鏡經(jīng)過漫長的等待，終于等到了最終的發(fā)射照弥。1990年4月24日腻异，裝載哈勃望遠鏡的“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機成功發(fā)射升空，4月25日將哈勃望遠鏡送入距地面600公里的軌道这揣。哈勃望遠鏡經(jīng)歷了一系列內(nèi)部與外部的挫折悔常，從項目開始到發(fā)射歷時20多年，耗資20多億美元给赞，終于得以翱翔太空机打。哈勃望遠鏡的偉大使命就此展開，全世界都在等待哈勃即將傳回的圖片片迅。

環(huán)狀星云

下期預告：就在這個歡欣鼓舞滿懷期待的時候残邀，一次致命的打擊來臨。1990年5月20日柑蛇，哈勃望遠鏡向地面?zhèn)骰亓说谝环掌嬲酰上褓|(zhì)量太差，遠遠沒有達到設計要求唯蝶。是什么原因造成的九秀，又該如何解決？敬請期待“火星茶館”下一期粘我。

下期鏈接：哈勃望遠鏡的傳奇一生（二）