18新利最新登入哈勃望远镜是如何工作的

几乎就在1990年，天文学家们发现这个耗资15亿美元、高达43.5英尺(13.3米)的望远镜有一个问题望远镜．他们新的拖拉机拖车大小的眼睛在天空中无法正确聚焦。他们意识到望远镜的主镜被磨错了尺寸。尽管镜子上的缺陷——大约相当于人类头发厚度的五十分之一——对我们大多数人来说是微不足道的，但它引起了严重的损伤哈勃太空望远镜出现球差而产生模糊图像。当然，天文学家们花了数年时间在望远镜上工作，不会仅仅满足于外太空的一些不起眼的快照。

科学家们想出了一种替代品“接触”透镜被称为配角（矫正光学空间望远镜轴向替换)以修复HST的缺陷。COSTAR由几个小镜子组成，它们将从有缺陷的镜子中拦截光束，修复缺陷，并将修正后的光束传输到实验室的科学仪器上焦点镜子。

美国国家航空航天局宇航员工作人员花了11个月的时间为这次有史以来最具挑战性的太空任务做准备。最后，在1993年12月，7名宇航员搭乘奋进号航天飞机进入太空，执行HST的首次维修任务。

机组人员花了一周时间完成了所有必要的维修，当维修任务结束后对望远镜进行测试时，图像有了极大的改善。今天，所有放置在HST中的仪器都有针对镜子缺陷的内置矫正光学系统，不再需要COSTAR。

除了COSTAR，哈勃望远镜还有更多的功能，我们接下来将讨论其中的一些关键部分。

像任何望远镜， HST有一个长管，一端是开放的，可以让人进入光．它有镜子来聚集并将光线聚集到它“眼睛”所在的焦点。的HST有几种类型的“眼睛”形式的各种仪器。就像昆虫能看到紫外线或我们人类能看到可见光一样，哈勃也必须能够看到从天空中落下的各种各样的光。

具体来说，哈勃是一个卡塞格伦反射望远镜．这只是意味着光线通过开口进入设备，并从主镜反射到副镜。副镜依次将光通过主镜中心的孔反射到焦点主镜后面。如果你画出入射光的路径，它就像字母“W”，只是有三个向下的驼峰而不是两个。

在焦点处，更小的半反射半透明的镜子将入射光分布到各种科学仪器上。(我们将在下一节中详细讨论这些仪器。)你可能已经猜到了，这些不是普通的镜子，你可以凝视着欣赏自己的倒影。

HST的镜子由玻璃制成，并涂有纯铝(百万分之一英寸厚)和氟化镁(百万分之一英寸厚)层来制作反映可见光、红外线和紫外线。主镜直径7.9英尺(2.4米)，副镜直径1.0英尺(0.3米)。

接下来我们将讨论哈勃如何处理这些射向望远镜镜子的光。

通过观察不同波长的谱光对一个天体，你可以辨别它的许多性质。为此，HST配备了几台科学仪器。每种仪器都使用电荷耦合器件（ccd）而不是胶卷捕捉光线。ccd检测到的光被转换成数字信号，存储在车载电脑并传递给地球．然后，这些数字数据被转换成令人惊叹的照片。让我们看看每种仪器对这些图像18新利最新登入的贡献。

的广角和行星相机2（WFPC2)是哈勃的主要“眼睛”或相机。它借助四个排成“L”形的CCD芯片来捕捉光线——三个低分辨率宽视场CCD芯片，外加一个高分辨率行星相机CCD芯片。所有四个芯片同时暴露在目标上，目标图像集中在所需的CCD芯片上。这只眼睛可以看到可见光和紫外线，并可以通过各种滤光片拍摄图像，制作出自然的彩色照片，比如这张著名的鹰状星云图像。

通常，星际气体和尘埃会阻挡我们看到来自各种天体的可见光。没问题:哈勃望远镜可以看到隐藏在尘埃和气体中的物体发出的红外光或热量。为了看到这种红外光，HST有三个灵敏的相机组成近红外摄像机和多目标光谱仪（多目标光谱仪）.

除了照亮天体，从天体发出的光还可以揭示它的组成。具体的颜色告诉我们有什么元素存在，每种颜色的强度告诉我们有多少元素存在。18新利最新登入的空间望远镜成像光谱仪（性传播感染)分离入射光的颜色，就像棱镜分离光的颜色一样彩虹．

除了描述化学成分外，光谱还可以传达天体的温度、密度和运动。如果物体在移动，化学指纹可能会向光谱的蓝色端(向我们移动)或红色端(远离我们)移动。不幸的是，STIS在2004年失去了权力，此后一直处于不活跃状态。

请继续阅读，看看哈勃望远镜的套筒里还有哪些其他科学仪器。

在一次维修任务2002年2月，宇航员增加了高级测量照相机（ACS)，使哈勃望远镜的视野扩大了一倍，并取代了作为哈勃望远镜长焦镜头的微弱物体相机。

ACS，可以看到光，以帮助绘制分布图暗物质，探测宇宙中最遥远的物体，寻找大质量行星，并研究星系团的演化星系．科学家估计它可以使用5年，就在此时，2007年1月，由于电力短缺，它的3个摄像头中的2个无法使用。

图表哈勃太空望远镜．鼠标在“望远镜功能”上检查每个功能。注意:在2002年，微弱物体照相机被高级测量照相机所取代。

HST上的最后一个仪器是它的精细制导传感器（的投篮)，它可以指向望远镜，精确测量恒星的位置和直径，以及双星的分离。哈勃望远镜总共有三个这样的传感器;两个用来指向望远镜，并使其固定在目标上，在目标附近的HST场中寻找“引导”星。当每个FGS发现一颗引导星时，它就会锁定它，并将信息反馈给HST转向系统，以保持该引导星在其领域内。18luck手机登录当两个传感器控制望远镜时，一个是自由制造的天体测量测量(明星位置)。天体测量对探测行星很重要，因为绕轨道运行的行星会引起母恒星摆动当它们在天空中移动时。

对这些仪器的多次维修，以及一些补充，计划在2009年初的下一次维修任务中进行。

现在你知道哈勃是如何拍摄这18新利最新登入些照片的了。接下来我们将了解哈勃作为宇宙飞船的另一种生活。

哈勃不仅仅是一个望远镜用高度专业化的科学仪器。它也是宇宙飞船。因此，它必须有动力，与地面沟通，并能够改变其态度(方向)。

HST上的所有仪器和计算机都需要电权力。两个大太阳能电池板履行这一责任。每个像翅膀一样的面板可以将太阳能转换成2800瓦的电能。当HST处于地球的阴影中时，储存在飞船上的能量电池能维持望远镜7.5小时。

除了发电外，HST还必须能够与地面控制器通话，以中继数据并接收下一个目标的命令。HST采用一系列中继进行通信卫星被称为跟踪与数据中继卫星(TDRS)系统．目前，在天空的不同位置有五颗TDRS卫星。

哈勃的通信过程也得到了两个主要计算机的帮助，它们安装在科学仪器舱上方的望远镜管上。一台计算机与地面对话以传输数据和接收命令。另一台计算机负责控制HST和各种内务功能。哈勃还有备用电脑，以备紧急情况。

但是用什么来检索数据呢?这些信息收集后会发生什么?18luck手机登录放置在望远镜上的四个天线在哈勃和马里兰州格林贝尔特戈达德太空飞行中心的飞行操作团队之间传输和接收信息。在接收到信息后，戈达德将18luck手机登录其发送到马里兰州的太空望远镜科学研究所(STScI)，在那里它被转换成波长或亮度等科学单位。

接下来了解哈18新利最新登入勃如何导航。

哈勃围绕着地球每97分钟，所以专注于一个目标是很困难的。三个机载系统允许望远镜固定:固定在一个物体上:陀螺仪我们在前一节中谈到的精细制导传感器，以及反作用轮。

陀螺仪记录着哈勃望远镜的总体运动。就像指南针一样，它们感知到哈勃的运动，告诉飞行计算机哈勃已经远离了目标。飞行电脑然后计算哈勃必须移动多少以及向哪18新利最新登入个方向才能保持在目标上。然后飞行计算机指挥反作用轮来移动望远镜。

哈勃的精细制导传感器通过引导来帮助望远镜固定在目标上星星．三个传感器中的两个在各自的视野内找到目标周围的引导星。一旦被发现，他们就会锁定导航星，并将信息发送到飞行计算机，以使导航星保持在他们的视野范围内。18luck手机登录传感器比陀螺仪更灵敏，但陀螺仪和传感器的组合可以使HST在望远镜轨道运动的情况下固定在目标上数小时。

HST无法使用火箭发动机或者像大多数卫星那样使用气体推进器，因为废气会在望远镜附近盘旋，使周围的视野蒙上阴影。相反，HST已经做到了反应的轮子在运动的三个方向上(x/y/z或俯仰/滚转/偏航)定向。反作用轮是飞轮，就像离合器上的飞轮一样。当HST需要移动时，飞行计算机会告诉一个或多个飞轮旋转的方向和速度，从而提供动作力。18新利最新登入按照牛顿第三运动定律(对于每一个动作都有一个相等且相反的反应)，HST在飞轮的相反方向旋转，直到它到达目标。

有什么是哈勃望远镜做不到的吗?

虽然HST拍摄了无数令人难以置信的图像和发现，但它确实有一些局限性。

这些限制之一是HST不能观察太阳因为紧张光高温会烧毁它的敏感仪器。由于这个原因，HST总是背对太阳。这也意味着哈勃望远镜无法观测汞，金星和某些星星也离太阳很近。

除了物体的亮度，哈勃的轨道也限制了我们能看到的东西。有时候，天文学家想要哈勃观测的目标会被哈勃望远镜挡住地球就像哈勃的轨道一样这可以限制观察给定物体的时间。

最后，HST通过一段范艾伦辐射带，其中带电粒子来自太阳风被地球磁场困住这些遭遇战会产生高背景辐射，这会干扰仪器的探测器。望远镜不可能在这些时期进行观测。

接下来了解天空中伟大天文台的未来。

目前，哈勃望远镜的未来还有些不确定。最后一次维修任务定于2008年10月10日进行。18新利最新登入然而,美国国家航空航天局由于休斯顿任务控制中心的强制疏散，我们损失了一周的准备时间飓风艾克横扫德州。

然后,航天飞机亚特兰蒂斯号原定于2008年10月14日发射，搭载7名机组人员宇航员为了完成这项任务，这段旅程原本需要11天，并延长了时间望远镜的至少活到2013年。

18新利最新登入然而，在2008年9月29日，由于严重故障，NASA将最后一次任务推迟到2009年初的某个时候。哈勃望远镜的指挥和数据处理仪器出现了故障，它停止了捕捉和发送产生我们所熟悉和喜爱的深空图像所需的数据。

当亚特兰蒂斯号最终发射时，美国宇航局可能会为失败的部件发送一个替换部件。18新利最新登入然而，在此之前，美国宇航局必须测试替换部件，并培训宇航员如何安装它。与此同时，该机构还试图激活命令和数据处理系统的备份通道，以便望远镜可以恢复传输数据。

哈勃之后的生活计划是什么?

哈勃望远镜的继任者，詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)，以美国宇航局前局长詹姆斯·韦伯的名字命名，将研究宇宙历史的每个阶段。距其轨道约100万英里(160万公里)地球在美国，这台望远镜将揭示关于太阳诞生的信息18luck手机登录星星，其他太阳系和星系以及我们太阳系的演化。

为了取得这些令人着迷的发现，JWST将主要依靠四种科学仪器:近红外(IR)摄像机，近红外多目标光谱仪，中红外仪器和可调谐滤波器成像仪。

JWST以前被称为“下一代太空望远镜”，计划于2013年发射，是美国宇航局、欧洲航天局和加拿大航天局的国际合作项目。

但在我们继续讨论JWST并忘记哈勃之前，也许这台辛勤工作的望远镜值得我们花点时间。多亏了哈勃无与伦比的发现，地球大气层之外迷人的图像已经为每个人所欣赏。从两个螺旋星系之间的罕见对齐到星系团之间的强大碰撞，哈勃望远镜已经将一小块天空带到了离地球更近的地方。

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