哈勃太空望远镜www.9001.com,天文学家构想下一代

2019-11-29 03:33栏目:武器装备
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使用情况

它以2.8万公里的时速沿太空轨道运行,清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。同时,由于没有大气湍流的干扰,它所获得的图像和光谱具有极高的稳定性和可重复性。

一架苏联A-60机载激光武器试验机上的徽标,明确显示出以激光武器攻击哈勃空间望远镜的图像。因而引发对哈勃空间望远镜是否单纯用于和平用途的争论,以及反对太空军事化的抗议。更有阴谋论者进一步指出:哈勃空间望远镜初期的“近视”缺陷乃有意为之,直至苏联解体后两年才加以修正。

在望远镜发射数星期之后,传回来的图片显示在光学系统上有严重的问题,对图样缺陷的分析显示,问题的根源在主镜的轻微变形。

望远镜校正的问题在1993年12月的第一次维护(SM1)中得到解决。

从那以后,又进行了三次以上的维护(第二次维护SM2在1997年2月;第三次维护SM3A在1999年2月;第四次维护SM3B在2002年3月)来更换仪器、陀螺仪和太阳能帆板等。

哈勃太空望远镜

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  新浪科技讯,据国外媒体报道,美国的天文学家日前称,他们最近利用哈勃太空望远镜观测到了一个距地球约130亿光年的星系,这很可能是科学家们迄今为止观测到的最遥远星系。
  
  在最新一期出版的《天体物理学杂志》上,天文学家们公布了他们的这一最新观测成果。参与此次观测活动的欧洲南方天文台天文学家皮埃洛-罗萨提表示,哈勃太空望远镜拍摄到的图像表明,这个星系距离我们大约130亿光年,有可能成为迄今观测到的最遥远的星系。由于距离遥远,该星系发出的光要经过长年累月才能为我们所见,因此我们的目前的观测只是该星系在130亿年前的一个瞬象。在那个时间节点上,这个星系可能还刚刚形成,因此此次最新观测可能是该星系婴儿时期的一张照片。加州大学天文学家加斯-伊林沃斯说:“令人惊喜的是,我们发现了一个年轻、明亮星系130亿年前的样子,且图像是如此详细清晰。”
  
  这个年轻的星系编号为A1689-zD1,它在宇宙大爆炸后诞生于7亿年前。在它生命早期的绝大部分时间中,宇宙处于“黑暗时期”,当时膨胀的宇宙中的物质正在冷却并形成氢气云。最后,这些物质大块地形成会发光的恒星和星系,它们让宇宙升温并驱散雾气。科学家们猜测,这个新发现的星系可能是最早形成,并帮助结束宇宙黑暗时期的天体成员之一。美国约翰-霍普斯金大学天文学家拉里-布拉德利说:“天文学家们相当肯定,高能物体,如类星体未能提供足够的能量来结束宇宙的黑暗时期,能量的提供者一定包括许多年轻的、有恒星不断形成的星系。”
  
  此次发现还有赖于一个自然放大镜--Abell1689星系团,它位于我们和这个遥远星系之间,其重力非常强大,像一个巨型变焦透镜一样可以使通过其附近的光弯曲,放大我们的观测物体。罗萨提说:“这个星系位于Abell1689星系团附近,后者使得前者成为哈勃和Spitzer望远镜的囊中之物。现行理论认为宇宙是137亿年前诞生的,这个被称为宇宙大爆炸的事件是一切的起点,包括时间和空间。宇宙大爆炸后的1亿年内是宇宙形成阶段重要的婴儿期。然而,科学界至今对这个时期知之甚少,由此将其称作黑暗时代。天文学家一直在搜寻那些在黑暗时代形成的天体。而该星系的发现无疑将为探索宇宙形成初期的情形提供新的证据。该星系内部目前仍然在以每年1至5个太阳质量的速度形成星体,而它现在的总质量仅为银河系的万分之一。”
  
  哈勃太空望远镜是被送入轨道的口径最大的望远镜。它全长12.8米,镜筒直径4.27米,重11吨,由三大部分组成,第一部分是光学部分,第二部分是科学仪器,第三部分是辅助系统,包括两个长11.8米,宽2.3米,能提供2.4千瓦功率的太阳电池帆板,两个与地面通讯用的抛物面天线。哈勃太空望远镜在距地面500公里的太空上进行观测,不仅不受恶劣气候的影响,每天都可以进行观测,而且摆脱了地球大气的干扰,能够达到地面上任何望远镜也达不到的高灵敏度和高分辨能力。

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望远镜的光学部分是整个仪器的心脏。它采用卡塞格林式反射系统,由两个双曲面反射镜组成,一个是口径2.4米的主镜、另一个是装在主镜前约4.5米处的副镜,口径0.3米。投射到主镜上的光线首先反射到副镜上,然后再由副镜射向主镜的中心孔,穿过中心孔到达主镜的焦面上形成高质量的图像,供各种科学仪器进行精密处理,得出来的数据通过中继卫星系统发回地面。

早在1996年,一份类似的AURA报告最终刺激国会和NASA出资并建造了6.5米的JWST。

 

结构特点

它全长12.8米,镜筒直径4.27米,重11吨,由三大部分组成,第一部分是光学部分,第二部分是科学仪器,第三部分是辅助系统,包括两个长11.8米,宽2.3米,能提供2.4千瓦功率的太阳电池帆板,两个与地面通讯用的抛物面天线。镜筒的前部是光学部分,后部是一个环形舱,在这个舱里面,望远镜主镜的焦平面上安放着一组科学仪器;太阳电池帆板和天线从筒的中间部分伸出。

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一旦“哈勃”退役,科学家利用可见光和紫外线观测太空的能力将大打折扣。“我们要做些什么才能填补这一缺口?”AURA报告的合著者之一、马里兰州巴尔的摩市空间望远镜科学研究所天文学家Marc Postman说,“这开始成为一个真正的问题。”

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  • 名称:哈勃太空望远镜
  • 制造商:洛克希德公司
  • 发射日期:1990年4月25日
  • 首次轨道发射:1990年4月25日
  • 发射地点:佛罗里达,肯尼迪航天中心
  • 轨道:613千米×620千米(381英里×385英里),倾角28.5°
  • 运载火箭:“发现者”号航天飞机(STS-31)

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报告的作者还试图让两个派系的天文学家团结起来:那些研究系外行星的科学家以及那些研究更广泛的天体物理问题的科学家。“我们认为HDST在许多方面都将成为一部具有革命意义的望远镜。”Postman说,“现在的挑战是让所有的群体都相信这正是他们想要的。”

距地130亿光年的A1689-zD1星系

研制历程

从它于1946年的原始构想开始,直到发射为止,建造空间望远镜的计划不断的被延迟和受到预算问题的困扰。在它发射之后,立即发现主镜有球面像差,严重的降低了望远镜的观测能力。幸好在1993年的维修任务之后,望远镜恢复了计划中的品质,并且成为天文学研究和推展公共关系最重要的工具。

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HDST的主镜将至少有10米宽。图片来源:NASA/GSFC

 

参数

  • 长度:13.3米
  • 中心直径:4.3米

  哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope,缩写为HST),是以天文学家爱德温·哈勃(Edwin Powell Hubble)为名,在轨道上环绕着地球的望远镜。它的位置在地球的大气层之上,因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后,已经成为天文史上最重要的仪器。它已经填补了地面观测的缺口,帮助天文学家解决了许多根本上的问题,对天文物理有更多的认识。哈勃的哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入(最敏锐的)的光学影像。

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像JWST一样,HDST在发射时将是折叠起来的,它将飞往太空中的“L2”稳定引力点——距离地球150万公里,在那里,HDST将像花儿一样绽放。然而与JWST不同的是,HDST在常温下便可以运行,并不需要复杂的冷却系统,正是这一点让价值80亿美元的JWST成本超支并延期发射。

 

结构特点研制历程使用情况

哈勃太空望远镜

华盛顿哥伦比亚特区大学天文学研究协会于7月6日发布的这份报告迄今为止仅仅是一份愿望清单:HDST可能连工程师的绘图板也上不去。但这项研究发布的时候恰逢政府的资助者们开始思考美国下一个十年天文学的重点项目。并且其知名度颇高的作者很可能会影响到美国宇航局是否应该在即将到来的下一个十年努力争取另一个伟大的空间天文台项目的讨论。

文章来源:新浪科技

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哈勃空间望远镜是在地球轨道上并且围绕地球的空间望远镜,它于1990年4月24日在肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射。哈勃空间望远镜的位置在地球的大气层之上,因此影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线,是天文史上最重要的仪器之一。它成功弥补了地面观测的不足,帮助天文学家解决了许多天文学上的基本问题,使得人类对天文物理有更多的认识。此外,哈勃的超深空视场则是天文学家目前能获得的最深入也是最敏锐的太空光学影像。

(点击图片看清晰大图)

NASA几乎可以肯定要与其他空间机构合作把这一建议变成现实。加利福尼亚州帕萨迪纳市卡内基天文台天文学家Alan Dressler指出,全尺寸HDST很可能会耗资100亿美元甚至更多。他认为支持者可能需要考虑一个缩小版的HDST。

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Postman指出,HDST将需要一个至少10米的镜面,以便能够观测许多太阳系外行星的大气。这架望远镜的上限12米是由一个可行的火箭系统能够发射到太空中的重量所决定的。

除了光学部分,望远镜的另外一个主要部分就是装在主镜焦平面上的八台科学仪器,分别是:宽视场和行星照相机、暗弱天体照相机、暗弱天体摄谱仪、高分辨率摄谱仪、高速光度计和三台精密制导遥感器。

一队颇具影响力的美国天文学家已经将他们的视野投向了未来最大和最好的空间望远镜——作为深受爱戴的哈勃空间望远镜的称职“接班人”,有人预测其成本可能高达100亿美元甚至更多。

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通过直接观测大量太阳系外行星的大气以寻找生命的迹象,HDST将最终回答人类在宇宙中是否孤独的问题。它同时还将戏剧性地重塑关于宇宙如何演化的科学认知。

太空望远镜在距地面500公里的太空上进行观测,不仅不受恶劣气候的影响,每天都可以进行观测,而且摆脱了地球大气的干扰,能够达到地面上任何望远镜也达不到的高灵敏度和高分辨能力。

这份报告的联合组长、西雅图华盛顿大学天文学家Julianne Dalcanton表示:“很难说清这将是一幅多么壮观的场景。”

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哈勃空间望远镜在今年庆祝了其25岁“生日”并且将不再接受宇航员的维护,据估计它还能再运行五六年。当其停止运转的那一刻,JWST应该已经在轨,但新的空间望远镜将以不同于“哈勃”的波长展开观测——利用红外线而非可见光和紫外线。在JWST之后,NASA队列中的下一个大型空间望远镜被称为大视场红外巡天探测望远镜,但它也主要依赖红外线进行观测。

这些科学仪器是为望远镜在最初几年运转期间所配备的。为了使太空望远镜能够充分利用最新技术成果,焦平面上的这些仪器设计成可作各种不同组合和更换方式。在望远镜工作期间,可以通过航天飞机上的航天员进行维修更换,必要时,也可以用航天飞机将整个望远镜载回地面作大的修理,然后再送入轨道。太空望远镜的寿命按设计要求至少15年,估计实际可达几十年。

拟议中的高清空间望远镜将拥有一个直径为12米的主镜面。这一宽度是2.4米的哈勃空间望远镜的5倍,后者用敏锐的眼光彻底改变了天文学对宇宙的认识;它同时还是詹姆斯韦伯空间望远镜宽度的近2倍,后者目前正准备于2018年发射升空。

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但不幸的是,由于制造上的误差,哈勃太空望远镜不能辨别140亿光年以外的物体,而只能看清40亿光年的物体。另外,它的太阳能电池板因热胀冷缩还存在颤抖。为此,美国的数名宇航员于1993年进行了两次检修,经过艰苦的努力,终于修复了患了“近视”的哈勃太空望远镜,使其分辩率达到最初要求。

哈勃太空望远镜是被送入轨道的口径最大的望远镜。它全长12.8米,镜筒直径4.27米,重11吨,由三大部分组成,第一部分是光学部分,第二部分是科学仪器,第三部分是辅助系统,包括两个长11.8米,宽2.3米,能提供2.4千瓦功率的太阳电池帆板,两个与地面通讯用的抛物面天线。镜筒的前部是光学部分,后部是一个环形舱,在这个舱里面,望远镜主镜的焦平面上安放着一组科学仪器;太阳电池帆板和天线从筒的中间部分伸出。

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