天文周 璀璨的星空 第二课 八千里路云和月：哈勃望远镜

天文周又回来啦！这一周，大眼客精彩专辑上线啦，为你盘点不一样的望远镜、不一样的传奇。今天第二课，请和哈勃一起遨游太空，飞越星云，指点宇宙、看遍风景、意气风发、快哉快哉！...



天文周又回来啦！这一周，大眼客精彩专辑上线啦，为你盘点不一样的望远镜、不一样的传奇。今天第二课，请和哈勃一起遨游太空，飞越星云，指点宇宙、看遍风景、意气风发、快哉快哉！



小时候，满头顶的星星，哪一个都不认识！

长大了，小眼仔也变成博士啦，想再观摩下星空，却被充满灰霾的云层遮住。

小时候，我们拖着鼻涕，躺在草地上数星星，觉得数学差得离谱，从来没数清楚过!

现在天睛的时候，孩子们也能看到一两颗星星，看到了，就蹦好高，说自己眼神好。

小时候，被妈妈骂了，总希望下一秒就有一架太空飞船开过来，把自己接走。

现在，熊孩子们整天吵吵着，要坐着光速的太空船，去太空绑架外星人！



1、先天不足，出师未捷。

2、拯救哈勃，还是拯救自己。

3、因梦想而精彩，因执着而伟大。



人们从不满足于现状，世界因此而进步。

这就好比，小眼博士从不满足于，每天只能从老爸老妈那里得到一根棒棒糖的奖励，想尽办法拿着各种满分的卷子，卖萌耍宝，弄到更多的棒棒糖。小眼博士由于对物质奖励的不满足，成绩因此而提升。



对于天文学家们来说，也是一样一样的。

望远镜，是他们最好的伙伴和玩具，而他们还不断地试着拥有或是造出更棒的望远镜。

有人开始想，现有的望远镜，受到地球大气层中气流、水蒸气、各种尘埃的影响，图像清晰度大打折扣。即使用目前最先进、最稳定、倍数最大的望远镜，一定也大打折扣。有没有一种方法，能够不受地球大气层的影响呢？有没有可能，在大气层外设立一架望远镜呢？

这样的想法一旦开头，就如同干草中的一点火星，很快地、不可阻止地蔓延了开来。



斯必泽是个美国的天文学家，他对这样的想法已经着了迷、入了魔。1946年，他写了一篇论文《在地球之外的天文观测优势》，正式提出这一设想，并对该设想提供了科学依据:

1、太空中的望远镜，将不受大气影响，角分辨率（能够分辨物体的最小分离角度）能达到最高。只要口径2.5米的望远镜，就能达到最佳值。

2、太空中的望远镜可以观测到，被大气层吸收完全的红外线和紫外线。

听起来好有道理的样子。实际上大多数人也跟博士一样，被他说动了。

NASA（美国国家航空航天局哦！），进行了两次轨道天文台的任务，尝试将望远镜放置在轨道上，以太空为基地，对恒星和星系进行紫外线的观测。

结果不言而喻、非常美妙。



轨道天文台任务的成功，鼓舞了天文学家的士气，对大型空间望远镜的建设设想，被提到了桌面上讨论。这场讨论甚至吸引了越来越多公众的关注和支持，一时成为了社会热点。

1968年，NASA确定了建造直径3米的太空望远镜的计划。

1970年，NASA设立了专项委员会，用以规划空间望远镜的工程和科学任务。

1974年，政府裁减了空间望远镜的所有预算。

这这这，简直是捅了马蜂窝了。天文学家和所有热爱天文的平头百姓们，如同一只只马蜂般，在美国领土上闹翻了天。

天文学家进行了全国性的演讲、游说。许多人亲自拜访参、众两院的议员们。大量的信件、科普材料、宣传文字，扑天盖地的飞向议员们的家中、办公室里。国家科学院也出版了重要报告，再次在公众视野内强调空间望远镜的重要性。

捍卫空间望远镜计划的行为，迅速演变成了一场全国的行动！



很多时候，我会想。如果这样的事儿发生在中国，在政府裁剪了该项目预算后，科学家们是默默接受，还是会努力挽回；百姓们是冷眼旁观，还是热心声援。很多时候，我们都不愿意承认美国科技有如何的先进、技术又是如何的发达。但是，博士还是想说，如果一个国家对科学的关注不仅仅是科学家的事，而是全社会的事，至少说明两点：

1、这个国家的科普工作是非常成功的，科学的热点带给公众的不仅仅是知识，还有积极的参与和推动。

2、这个国家的科学水平不会弱，渴求新知的百姓们，将成为最严厉的监督者。

美国这场全国性的声援是有效果的，政府恢复了该项目的一半预算。

钱少点就少点吧，大家勒紧裤腰带省着来！

于是3米的口径缩减为2.4米，用于测试的1.5米口径望远镜也取消了。不过，好消息是，空间望远镜的项目正式开始了！



哈勃望远镜经过两个承包商的制造、组装和调试后，于1989年10月抵达肯尼迪航天中心。它即将亮相于宇宙面前了。

1990年4月，美国的发现号航天飞机载着哈勃空间望远镜，缓缓地离开地球。哈勃顺利地进入了太空。

哈勃，镜长13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元。它以2.8万公里的时速，沿着太空轨道缓缓运行，清晰度将是地面上最牛的天文望远镜的10倍以上。







接下来，该是全民狂欢的情节了。

可是，博士想说你还是太天真了！

当哈勃传回它在宇宙中拍到的第一张图片时，专家们（这些专家业余会到工地上拉拉砖，所以有时也称砖家）震惊了！

它拍摄的照片，竟然比地球上的天文望远镜，平时拍到的，还要模糊不清。

这是肿么了？我们捧在手心里，爱在心窝里的宝贝，怎么会，是个近视眼？



天文学家们迅速地开始找原因。

原来，由于时间和资金短缺，NASA的砖家们不顾天文学家们的反对，拒绝做最后的测试。

而导致哈勃视力不足的原因，竟然只是主镜的形状被磨错了2微米。上帝，知道2微米是多长的孩子举个手，博士小学时也根本不懂啊！

2微米的长度等于0.002毫米，比蚂蚁的汗毛还要窄。





哈勃的先天不足，使NASA遭受到当头一棒。

NASA一夜之间，成为了美国深夜脱口秀节目主持人和公众嘲笑的对象。

NASA陷入巨大的信任危机，同时也面临着被关闭的可能。

面对困境时，也许才能激发更强的斗志吧。

这回，专家们不再搬砖了，他们用了三年时间，制定出修复方案。

专家设计了一个有相同球面像差、功效相反的光学系统来抵消错误，这样当于给哈勃带上一幅近视眼镜。

1993年12月，“奋进”号航天飞机带着7名宇航员来到太空，他们背负着拯救哈勃的使命，可是NASA的专家们内心却明白，这些宇航员拯救的也许不仅仅是哈勃，还有NASA和他的信誉。

宇航员在失重状态下完成了工作,再下来就看哈勃的了。

当第一张图像用了几秒钟传回时，专家们却感觉等待了几个小时般。大家在图像中心先是看到一个小点，随后，出现了微弱的恒星，全场立刻欢呼起来，哈勃恢复了视力，这一切太棒了！



在93年这次成功的行动后，定期维护、保养，成了NASA对哈勃提供的必备服务。

1997年，发现号完成了第二次维修任务，替换了摄谱仪。

1999年，发现号执行了第三次维修任务，更换了全部的陀螺仪，以及一个精细导星传感器、计算机。

2002年，哥伦比亚号执行了第四次维修任务，用先进的巡天照相机替换了暗天体照相机，更新了冷却系统、太阳能板、配电系统。

2009年，阿特兰蒂斯号执行了第五次维修任务，为哈勃更换了大量的设备和辅助仪器。这次维护之后，NASA决定不再继续维护，专家们希望它能够服役到2020年。





离哈勃上天，距今已经过了26年。那么这些年里，它做了些啥？

让我们来看一组官方公布的数据吧。

从1990年到2015年共25年的时间里，作为首个太空光学望远镜，它围绕着地球飞行了54亿公里。

它围绕着地球飞行了接近13万7千圈。

它执行了120多万次的观测任务。

它观察了超过3万8千多个天体。

它的发现一次次改写了人类的教科书。



有人说，真正的伟大在于自已能够认识到自己的渺小。

我想说，这句话不正是哈勃的写照吗？

这个比一辆校车还长，比两头大象还重的大家伙，却比任何人都知道自己的渺小。在浩瀚无边的宇宙中，它宛如一粒尘埃，却竭尽所能地捕捉着描绘着宇宙中的点点滴滴，日复一日，年复一年。

它的所有梦想就是面前的这个宇宙，它的工作因为它的坚持和执着，变得伟大！



在它工作的26年中，它对人类的贡献数不胜数，重要成果那也得数上三天三夜。问题是数完了，一般人还听不懂。行，博士就挑几条哈勃的有趣发现给小朋友们唠唠。

1、最梦幻的发现：蝴蝶状星云。



2015年9月，哈勃拍到了“蝴蝶状星云”，这一星云有两片闪闪发光的彩虹翅膀，仿佛一只美丽的蝴蝶，在太空中展翅飞翔。

这些蝴蝶状星云的照片一公布，就受到天文爱好者们的追捧，成为天文史上的经典之作。



2、最浪漫的发现：星系玫瑰。



这张照片，是在哈勃21岁生日来临时，NASA公布于世的。这朵太空中的妖娆玫瑰，其实是一对相互作用的星系。它们位于仙女座，距地球大约3亿光年。两星系之间，也相距数万光年，然而却由恒星组成了一枝“花茎”连接彼此。一个星系穿过另一个正在弯曲的星系旋涡内部，说明前者受到后者引力的拖拽。而后者的核心，正在发生剧烈的变化。

这幕独特的太空穿越，透露着浓浓的浪漫气息，给公众带来了无数惊喜，称其为“最浪漫”，当之无愧。



3、最神奇的发现：上帝之眼。



2014年12月，哈勃发现了一个非常美丽的瞬间。

从照片上可以看到，蔚蓝色的瞳孔和白色的眼球，而四周是肉色的眼睑，与人类的眼睛简直像极了。

起初，天文学家认为这是一颗恒星死亡时的景象，但后来的研究表明，这其实是由位于水瓶座中央的一颗昏暗恒星吹拂而来的气体和尘埃形成的外壳。

巨眼周围存在的暗红云气，则可能是死亡恒星的最初喷发物。

天文学家们预测，太阳系在未来的50亿年内也会遭此命运。

这张图片一经发布，立刻被天文爱好者们广泛传播，大家给巨眼起了个响亮的名字：“上帝之眼”！



4、最震撼的发现：创生之柱。



1995年，哈勃拍下了有名的“创生之柱”照片，成为哈勃太空影集里最经典的照片，没有之一。

2015年，为了庆祝哈勃25岁的生日，哈勃重新拍摄了创生之柱。老鹰星云内圆柱形星际气体和尘埃，在梦幻的太空中，展现出难以置信的绝美影像。

在红外光线照射条件下，繁星满天之中，新生的恒星隐藏在

气柱之中，生机蓬勃、活力暗藏。看到这里，你应该会明白，为什么这些气柱被称为“创生之柱”了。它们挺拔、伸张，它们为宇宙带来新星，它们堪比造人的上帝，它们更似充满魔法的手臂。

“创生之柱”在哈勃经典图片中排名第一，实至名归！



哈勃，开启了人类空间天文观测的历史，是地球人空间观测的先驱，也是人类空间文化、科学发展的象征和精神支柱。

然而，无论它如何地叱咤风云，这位立下赫赫战功的英雄，也禁不住岁月的流逝，渐渐地老去。

执行哈勃维修任务的航天飞机已经退役，NASA也已经宣称，不再安排任何维修计划。

可以想象，哈勃的主要部件将会渐渐老化而失效。最终有一天，它无法再支撑老迈的身躯，在地球的召唤下、在稀薄空气的阻力下，缓缓地落向地球。

银白色的大块头，最终将翻滚着坠入大气层，几十亿美元的设备将在一瞬间化为熊熊燃烧的火球，最终化为灰烬、撒向人间。

无论它工作到哪一天，我们只想说：哈勃，因为梦想而精彩，因为执着而伟大，无愧为太空的传奇。

传奇将谢幕，然而谁又能替代它，继续人类对宇宙的探索，成为新一代的传奇？博士等待着，孩子们等待着，公众等待着！



这节课，我们学习了空间望远镜的知识，认识了大名鼎鼎的哈勃，更欣赏了美轮美奂的太空美景！

下节课，我们将走近神奇的射电望远镜，了解目前世界最大的射电望远镜：美国阿雷西博望远镜，了解它的故事。听它和外星人细语，看它帮助人类突破自我！

敬请关注小眼博士本周重点课程：

天文周 《璀璨的星空》

第三课

送给宇宙的问候：阿雷西博望远镜



每天一课，欢欣鼓舞！



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