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天文史上最重要的仪器——哈勃空间望远镜

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哈勃空间望远镜是以著名天文学家、美国芝加哥大学天文学博士爱德温·哈勃为名，在地球轨道上并且围绕地球的太空空间望远镜，它于1990年4月24日在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射。

哈勃空间望远镜是美国大型轨道天文台计划中的4台空间天文台之一（另3台分别为康普顿伽马射线天文台、钱德拉X射线空间望远镜和斯皮策空间望远镜），镜面直径2.4米，位于地球大气层外，相较于地面上的光学望远镜，哈勃空间望远镜避免了地球大气及恶劣天气对天文观测的影响，弥补了地面光学观测的不足。

听起来很美好，但是在发射升空数星期后，研究人员发现从哈勃空间望远镜传回的图像有严重的问题，获得的的最佳图像品质远低于预期：遥远的恒星被扩散成超过一角秒半径的圆。对图像缺陷的分析显示，问题来源于太空极端环境影响及地面设计误差——主镜的形状被磨错了，虽然只差了微不足道的2微米，但这个差别造成了灾难性的球面像差。这样来自镜面边缘的反射光不能聚集在与中央反射光相同的焦点上，严重减损了望远镜观察暗天体的能力，这意味着几乎所有宇宙学研究计划都不能执行，因为它们都是非常暗弱的观测对象。NASA和哈勃空间望远镜因此成为许多人嘲笑的对象。

1993年，奋进号执行了对哈勃空间望远镜的第一次维修任务，研究人员设计一个有相同球面像差，但效果相反的光学系统来抵消误差，相当于配上一副能改正球面像差的眼镜。用来改正球面像差的仪器称为空间望远镜光轴补偿校正光学（COSTAR）。为了给COSTAR在望远镜内提供位置，必须移除其中一件仪器，天文学家的选择是牺牲高速光度计。这次成功维修重新恢复了公众对NASA能力的信任，更让人看到了人类非凡的工程学智慧和勇气。

随后，哈勃空间望远镜又陆陆续续进行了四次维护。2009年5月11日14点01分，亚特兰蒂斯号航天飞机在肯尼迪航天中心发射升空。在此次太空之旅中，机上的7名宇航员通过5次太空行走对哈勃空间望远镜进行了最后一次维护，为其更换了大量设备和辅助仪器。同时科学家也在研制哈勃的接班人——詹姆斯•韦伯空间望远镜。

詹姆斯·韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope，缩写JWST)，曾称为“新一代空间望远镜”（Next Generation Space Telescope），2002年以NASA第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名，是NASA、ESA和加拿大航空航天局联合研发的空间红外望远镜，质量为6.2吨，约为哈勃空间望远镜(11吨)的一半。主反射镜由铍制成，口径达到6.5米，面积为哈勃太空望远镜的5倍以上。它还能在近红外波段工作、能在接近绝对零度(相当于零下273.15摄氏度)的环境中运行。

詹姆斯•韦伯空间望远镜的主要任务是观测今天可见宇宙的初期状态。詹姆斯•韦伯空间望远镜附带了可折叠遮阳板，保持它的镜片和四个科学仪器的温度低于零下220摄氏度。因其处于日地拉格朗日2点，在这里看来，地球和太阳之间的相对位置不变，不用频繁修正位置。但由于种种原因，詹姆斯•韦伯空间望远镜发射时间一再推迟，对其预算已从最初的5亿美元增加至目前的近百亿美元。目前发射时间已推迟至2021年。每次关于詹姆斯•韦伯空间望远镜的发布会都是一如既往的几个词：“我，詹姆斯•韦伯，没钱了，打钱……”