哈勃太空望远镜结构图_哈勃太空望远镜还在使用吗

哈勃望远镜在大气层的哪一层？

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哈勃太空望远镜结构图_哈勃太空望远镜还在使用吗

解析:

哈勃望远镜是太空望远镜，故应在“太空”，但严格来说，哈勃望远镜在大气层的外层，亦称散逸层。它是大气的层,高度可达到3000公里，是大气层与太空的过渡。

相关资料：

哈勃望远镜长13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元，于1990年4月25日由美国航天飞机送上高590千米的太空轨道。哈勃望远镜以时速2.8万千米沿寂静的太空轨道运行，默默地窥探着太空的秘密。图1哈勃太空望远镜

哈勃望远镜是有史以来、精确的天文望远镜。它上面的广角行星相机可拍摄到几十到上百个恒星照片，其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上，其观测能力等于从看到1.6万千米外悉尼的一只萤火虫。

1999年4月，利用哈勃望远镜拍摄的深空图像，美国纽约州立大学斯托尼布鲁克分校的研究人员发现了宇宙边缘附近有一个距离地球130亿光年的古老星系，这是迄今为止人类所发现的遥远的天体；利用全新的近红外仪器，透过茫茫的星际，人们发现了“皮斯托”星，这是至今发现的的一个天体。利用哈勃望远镜的宽视场和行星摄像机，科学家获取了第一张伽玛射线爆发的光学照片；哈勃望远镜上的超级摄谱仪又向人们揭示了超新星的化学成分。

哈勃望远镜所收集的图像和信息，经人造卫星和地面数据传输网络，后到达美国的太空望远镜科学研究中心。利用这些极其珍贵的太空图像和宇宙资料，科学家们取得了一系列突破性的成就。沉寂多年的天文学领域，正发生着天翻地覆的变化。

哈勃望远镜预计2010年“退休”。21世纪的太空望远镜研制正紧锣密鼓地在全世界范围内展开。21世纪初叶，将有数台大型天文观测设备送入外层空间，这将是继哈勃望远镜取得的辉煌成就之后的，人类探测太空的又一次大手笔。

空间红外望远镜

将于2001年发射升空，其主镜口径84厘米，配备有灵敏度极高的红外探测元件。为避开地球红外辐射的干扰，它将遨游于近百亿米之遥的深空轨道。当望远镜在外层空间、处于极低温的条件下进行观测时，红外波段的宇宙“面容”纤毫毕现，较之于地面观测将清晰百万倍。

新“哈勃望远镜”

美国正在积极筹划研制新一代太空望远镜，旨在接替目前还在轨道运行的哈勃望远镜。新一代望远镜主镜为口径达7.5米，其观察范围比“哈勃”大4～6倍，清晰度却不亚于“哈勃”。新一代望远镜2003年开始制造，重量预定3000千克，而“哈勃”重达10000千克。制造这么大而又这么轻的镜片，要求在材料上有巨大的突破和进展。

“哈勃”在对宇宙形成初期进行探测时留下了1亿年到10亿年之间空白，新一代望远镜将填补这段空白，研究宇宙的甚早期，观察诸星系形成时期的情况。“哈勃”专门用紫外线和可见光中的短波来观测宇宙，而新一代望远镜则用电磁光谱中波长较长的红外线部分来深入探索宇宙。因为宇宙在扩张的过程中诸星系远离地球向外运动，它们的光变成波长较长的红光，以红外线的形式传到地球上。

新一代望远镜不像“哈勃”那样绕地球轨道，而是将稳定地占据地球与太阳之间、月球以外约150万公里的一条轨道。

空间干涉望远镜

预计于2005年3月被送入预定轨道。它实际上由7架30厘米口径的镜面组成，进入轨道空间后将释放排列成长达9米的望远镜阵。运用光学干涉技术，其终的空间分辨率可优于哈勃望远镜近千倍。建造空间干涉望远镜，要求极高的技术水平，它的应用将使天文学家分辨遥远恒星的能力迈上一个新的台阶。

地外行星搜寻者

“地外行星搜寻者”是美国宇航局空间的“点睛”之笔，于2012年发射升空。它汇集了人类太空望远镜技术的精华，将在寻找太空生命方面崭露头角。“地外行星搜寻者”的设计思路与空间干涉望远镜相似，但在规模与性能上有重大突破。空间干涉望远镜的可收卷镜阵延伸9米上下，而“地外行星搜寻者”的镜面阵列延展可达百米。利用它空前的分辨率，人们将足以探明，在太阳系邻近数十光年之内，是否存在与地球条件相似的行星，并进一步为解开地外生命的“悬念”获取宝贵的线索。

总之，21世纪的“天眼”，将具备前所未有的高灵敏度、高分辨率、大视场以及多天体观测能力。就整体而言，它们观测宇宙的效能将全面超越其“老大哥”----哈勃太空望远镜，从而全方位地开阔人类探测宇宙的视界。

哈勃太空望远镜结构

放大倍数 = 物镜焦距 / 目镜焦距。如果望远镜没有标明物镜焦距，可以实际测量一下。例如，量出太阳成像的直径，并根据太阳每米焦距成像直径为8.7mm计算即可。另外，物镜焦距一般能够从镜筒的长度估计出来。对于一些结构特殊的望远镜，光路有可能经过内部棱镜或平面镜折射会缩短实际镜筒的长度，屋脊形折射甚至在外面不易观察出来。还有，长焦的摄影镜头由于采用了特殊结构，尽管没有反射，也可以使得镜筒的长度远小于焦距。

以前在阿西莫夫别的天文书上了解到哈勃望远镜可以分辨出20000公里远处的一枚5分硬币

哈勃历经16年拍摄而合成的图片：含26.5万个星系！

这张宇宙图像被称为“宇宙、全面的 历史 书籍”，该图像以及一段望远镜镜头缩放视频，涵盖了26.5万个星系， 历史 可追溯至133亿年前。

为了搞清楚这些星系距离我们有多远，科学家制作了一段视频，将拍摄的远点进行放大，呈现出天空全景。这张照片是结合31项哈勃任务的终结果，分别是由不同天文学小组完成的。

哈勃太空望远镜至今仍是人类 探索 宇宙强大的勘测工具之一，即使它已勘测宇宙29年时间。当哈勃太空望远镜观测遥远太空目标时，也意味着它能观测到更早期的宇宙景象，甚至可观测到133亿年前宇宙天体，该时期仅距离大爆炸发生5亿年时间。

放大图像显示，遥远星系是人类肉眼在没有望远镜的情况下所能看到亮度的100亿分之一，它们是133亿年前形成的。哈勃遗产场(HLF)图像包括来自极深场(XDF)勘测图像，它提供了对宇宙遥远天体的景象观测。

这张完整的马赛克图像和相应的单独照片可通过太空望远镜米库尔斯基档案馆(MAST)获得，这是一个网络数据库，收录了哈勃太空望远镜和其他美国宇航局任务的天文数据。

耶鲁大学天文学教授皮特·范·多克姆(Pieter van Dokkum)博士和同事负责拼凑这些宇宙图像，他说：“哈勃观测星空已有几十年，现在我们将它观测到的图像组合成为一张高质量广角图像，它看上去就是一本宇宙 历史 书籍。”

哈勃遗产场图像包含的星系照片是之前深场勘测图像数量的100倍，部分原因是它覆盖的视野更广，几乎与月球直径相近。

美国加州大学圣克鲁兹分校加思·伊林沃思(Garth Illingworth)博士是美国宇航局研究小组负责人，他说：“这张照片包含了宇宙星系成长的全部 历史 ，从婴儿时期至完全发育的成年时期。在未来太空望远镜发射之前，没有任何一张照片能够超越它。”

研究古老的星系可使天文学家跟踪分析宇宙膨胀，以及分析地球生命潜在的化学和物理变化。

多克姆博士称，天文学家希望扩大美国宇航局广域红外勘测望远镜的多波段图像范围，它能比哈勃遗产场 探索 更广阔的宇宙区域。

目前科学家用正在研究第二组马赛克图像，基于从另一个宇宙区域拍摄的5200多张哈勃太空照片。

“天眼”哈勃望远镜在哪里？

在介绍哈勃太空望远镜之前，我们首先了解下哈勃望远镜的故事。而事实上该故事还要从1946年说起，当时普林斯顿的天文学家莱曼·斯皮策曾建议美国研制一台太空望远镜，但自从国会于1977年批准之后，这个一直受到进度推迟、工作混乱、经费超支的困扰。当直径2.4米的主透镜经过5年的研磨、抛光于1981年完成时，所耗资金就比预算超出300万美元。再加上各种各样的技术问题和1986年“挑战者”号航天飞机失事后航天飞机停飞3年的禁令，直到1990年4月24日才把这台望远镜发射上天。

哈勃太空望远镜示意图

该望远镜是用埃德温·哈勃的名字命名的，因为哈勃在1929年发现了宇宙膨胀。而科学家们研制这台望远镜的目的，便是观测宇宙的边缘，以有助于对人类深的一些问题找到答案。

资料显示，哈勃太空望远镜是被送入轨道的口径的望远镜。该望远镜总长12.8米，镜筒直径4.28米，主镜直径2.4米，连外壳孔径则为3米，全重约11.5吨。这是一个完整的性能卓越的空间天文台，借助它可观测到宇宙中140亿光年远发出的光；它能够单个地观测到星群中的任一颗星；它能研究和确定宇宙的大小和起源，以及宇宙的年龄、距离标度；它还能分析河外星系，确定行星部、星系间的距离，它能对行星、黑洞、类星体和太阳系进行研究，并画出宇宙图和太阳系内各行星的气象图。

专家指出，该望远镜由3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能电池帆板及两个与地面通讯用的抛物面天线。镜筒的前部是光学部分，而后部则是一个环形舱，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，太阳能电池帆板和天线从筒的中间部分伸出。

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。

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8台科学仪器，分别是：

(1)宽视场行星照相机。

它灵敏度高，观测波段极宽，从紫外一直到红外；不仅可观测太阳系行星，还可对银河系和河外星系进行观测，且照片清晰度非常高。

(2)暗弱天体照相机。

它是两个既独立又相似的完整天体和探测系统，可探测到暗至23~29等的星体。

(3)暗弱天体摄谱仪。

它可对从紫外到近红外波段的辐射进行光谱分析，又可测算它们的偏震。

(4)高分辨率摄谱仪。

它能对紫外波段进行分光观测，能观察更暗弱、更遥远的天体。

(5)高速光度计。

它可在可见光波段和紫外波段范围内对天体做精确测量，可确定恒星目标的光度标准，又进一步识别过去人们观测到的天体情况。

(6)精密制导遥感器。

望远镜上一共有3台精密制导遥感器，分别用于望远镜定向系统和天置精密测量定位。

事实上，这些科学仪器是为望远镜在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的仪器。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做大的修理，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。

当发现该望远镜观测距离不够远时，因首次拍摄到一颗天体的图像带来的兴奋一下子便变成极度的担忧。原来预计可以观测140亿光年远的望远镜现在只能观测到40亿光年！后来发现是因为主透镜边缘磨得太平，多磨掉了0.25毫米。更糟的是太阳能电池板每跨过一次昼夜分割线（90分钟）就折曲一次，引起了使视觉模糊不清的图像跳动。于是，描述情况很糟的种种说法都加在了哈勃望远镜的身上，批评家们甚至开始对美国航空航天局是否该继续存在下去提出了质疑。

3年后，美国宇航局对“重病缠身”的哈勃望远镜进行了一次耗资2.5亿美元、为期11天的大修。由航天员给它装上了称作“眼睛”的矫正光学部件和不易弯曲的太阳能电池板，中止了图像跳动。另外还装上了经过改进的摄像机。

在随后的1997年2月，美国航空航天局耗资3.5亿美元又进行了第二次维修，这次航天员又安装了2台新的仪器，使望远镜的数据搜集能力提高了9倍。一台近红外摄像机和多天体摄谱仪，把望远镜的能力扩展到了比电磁频谱中可看到的红光波长更长的红外线范围。另一台是太空望远镜成像摄谱仪，被称作是哈勃望远镜的“彩色视觉”。与以前的摄谱仪的区别是，它可以一次观测多达512个不同的天域或天体，找到可以确定这些天体的成分、速度和温度的线索。

为了扩大数据存储能力，航天局还装上了一台固态型磁带数据记录器。同以前所用的技术相比，这些新的仪器具有人工智能，可以一起协同工作，也可以同原先安装在望远镜上的其他摄像机一起工作。在各种波长的同时成像对天文学家更深入地研究某个天体非常有利。

事实证明，“哈勃”确实为人类探索太空提供了诸多依据。首先，“哈勃”帮助解决了一些长期困扰天文学家的问题，而且导出了新的整体理论来解释这些结果。“哈勃”的众多主要任务之一是哈勃太空望远镜拍摄的蝴蝶

哈勃望远镜将对黑洞研究产生深刻影响

星云要比以前更准确地测量出造父变星的距离，这可以让我们更加准确地定出哈勃常数的数值范围，这样才能对宇宙的扩张速率和年龄有更正确的认知。在“哈勃”升空之前，哈勃常数在统计上的误估计是50%，但在“哈勃”重新测量出室女座星系团和其他遥远星系团内的造父变星距离后，提供的测量值准确率可以在10%之内。这与“哈勃”发射之后以其他更可靠的技术测量出来的结果是一致的。

“哈勃”也被用来改善宇宙年龄的估计，宇宙的未来也是被质疑的问题之一。来自高红移超新星搜寻小组和超新星宇宙论的天文学家使用望远镜观察遥远距离外的超新星，发现宇宙的膨胀也许实际上是在加速中。这个加速已经被“哈勃”和其他地基望远镜的观测证实，但加速的原因目前还很难以理解。

而由“哈勃”提供的高解析光谱和影像很明确地证实了盛行的黑洞存在于星系核中的学说。在60年代初期，黑洞将在某些星系的核心被发现还只是一种假说，在80年代才鉴定出一些星系核心可能是黑洞候选者的工作，“哈勃”的工作却使得星系的核心是黑洞成为一种普遍和共同的认知。“哈勃”在未来将着重于星系核心黑洞质量和星系本质的紧密关联上，“哈勃”对星系中黑洞的研究将在星系的发展和中心黑洞的关连上产生深刻与长远的影响。

“哥伦比亚”航天飞机示意图

作为一个无可否认的事实是，哈勃太空望远镜已到“晚年”。它在太空的十几年中，经历4次大修，分别为1993年、1997年、1999年、2001年。尽管每次大修以后，“哈勃”都面貌一新，特别是2001年科学家利用“哥伦比亚”航天飞机对它进行的第四次大修，为它安装测绘照相机，更换了太阳能电池板，更换已工作11年的电力控制装置，并激活处于“休眠”状态的近红外照相机和多目标分光计，然而，大修仍掩盖不住它的“老态”，因为“哈勃”从上太空起就处于“带病坚持工作”状态。

美国航空航天局将于近期召集各方面专家和宇航员共同讨论，到底在何时以何种方式让NASA（美国航空航天局）骄子——“哈勃”“寿终正寝”。尽管人们仍对它恋恋不舍，但“哈勃”所剩时日不多，也许在今年或稍晚一些时候就会被换下“一线”。

目前，美国正在积极筹划研制新一代太空望远镜，旨在接替目前还在轨道运行的哈勃望远镜。据，新一代望远镜主镜口径达7.5米，其观察范围比“哈勃”大4～6倍，清晰度不亚于“哈勃”。新一代望远镜，重量预定3000千克，而“哈勃”重达10000千克。制造这么大而又这么轻的镜片，要求在材料上有巨大的突破和进展。

“哈勃”在对宇宙形成初期进行探测时留下了1~10亿年之间空白，而新一代望远镜将填补这段空白，研究宇宙的早期，观察诸星系形成时期的情况。“哈勃”专门用紫外线和可见光中的短波来观测宇宙，而新一代望远镜则用电磁光谱中波长较长的红外线部分来深入探索宇宙。因为宇宙在扩张的过程中诸星系远离地球向外运动，它们的光变成波长较长的红光，以红外线的形式传到地球上。

专家指出，新一代望远镜不像“哈勃”那样绕地球轨道，而是将稳定地占据地球与太阳之间、月球以外约150万千米的一条轨道，制造一个望远镜阵。专家预计其终的空间分辨率可优于哈勃望远镜近千倍。

作为将于2010年结束观测活动的哈勃太空望远镜的后续机，于2011年发射升空。但因哈勃太空望远镜的修补等延命措施的效果，故发射改期为2013年。

自从1959年世界第一个空间探测器升空以来，人类已相继发射了拜访月球、太阳系的7大行星以及小行星和彗星的探测器。有的探测器还飞到太阳系外去揭示更遥远的深空奥秘，其中对月球的考察详细，甚至派遣了航天员赴月球实地考察。

地外星系示意图

这些探测器取得了巨大成果，大大扩展了人类的活动范围，揭开了月球和太阳系各大行星的不少奥秘，回答了过去天文学家们争论不休的许多不解之谜，促进了空间科学向着更深、更广的领域发展。

对地外星球进行探测的主要目的是：研究月球和太阳系的起源和现状；通过对太阳系各大行星及其卫星的考察研究，进一步揭示地球环境的形成和演变情况；认识太阳系的演化，探寻生命的起源和演变历史；利用宇宙空间的特殊环境进行各种科学实验，直接为国民经济服务。

带你看哈勃望远镜眼中的深空宇宙，每一张照片都如此美丽

星系，是一个由众多恒星组成的巨大天体系统，在早期，人类碍于观测技术的原因，认为宇宙中只有银河系一个星系存在。然而随着天文学的发展以及望远镜的出现，人们开始认识到银河系并非是宇宙的整个结构，在银河系之外还存在着其他星系。

早提出这种设想的是康德与赖特，当时人们已经发现，在黑暗的夜空中除了拥有发光的恒星之外还有一些云雾形状的天体，他们认为这些天体可能是由大量恒星组成，由此提出了宇宙岛假说

不过由于起初没有任何证据的支持，从而宇宙岛假说不被人信服，。直到后来天文学家埃德温-哈勃通过胡克望远镜的发现，才终确认银河系之外还存在其他无数星系

如今，天文学家估计，在整个已知的宇宙中星系总量少拥有两千亿乃至上万亿个左右，而这也都归功于先进的哈勃望远镜，没错，就是以埃德温哈勃命名的空间望远镜。

目前人类拥有的星系照片基本都是由哈勃望远镜拍摄，今天就带大家去看看那些哈勃望远镜眼中的美丽深空星系图片。

作为经典的星系照片之一，便是距离我们近的大星系，仙女座星系。

仙女座星系距离地球大约为254万光年，它比我们银河系要大得多，直径达到了22万光年，这是哈勃望远镜拍摄的15亿像素照片，其内密密麻麻的亮光都是一颗颗恒星，科学家估算这些恒星的数量少拥有将近一万亿颗。

这是涡状星系，编号为M51，涡状星系位于北天的猎犬座，距离地球大约2300万光年，直径为6万光年，在他的旁边还有一个较小的伴星系，目前在引力的作用下正发生融合现象。

这是的NGC 4594星系，由于形状似一顶墨西哥人带的草帽，因而又被称为草帽星系。草帽星系位于室女座，距离地球大约2930万光年。它的独特之处在于拥有着壮观的尘埃环，如果进入到它的内部，我们会发现这里孕育了大量的年轻亮星，而在它的中心位置是一个密集的球状星团。

这是老鼠星系，位于后发座，距离地球约为2.9亿光年。老鼠星系是由两个螺旋星系组成的星系，他们彼此之间正发生碰撞合并，引力使他们不断地互相穿插融合，从而形成了两条很长的尾带，在时间的推移下终会形成一个更大的新星系。

这是位于大熊座的风车星系，早由法国天文学家皮埃尔-梅香发现，风车星系距离地球约2100万光年之遥，直径为17万光年，他与我们银河系非常相似，其内也拥有着多条螺旋臂。

这是位于仙女座的阿普273，也是一个正在发生碰撞融合的星系，距离地球为3亿光年。阿普273星系极为美丽，两个星系之间相距数万光年，他们在碰撞中形成了一朵如绽放的玫瑰，因此也被评为美的星系之一。

这是NGC 3256星系，位于船帆座，距离地球约为1亿光年。NGC 3256已经是两个星系融合后的大星系，其内的恒星极为灿烂，由于在融合过程中星云不断发生碰撞，从而导致大批新的恒星诞生。

这是蝌蚪星系，位于天龙座，它的直径长达28万光年，距离地球有4亿光年，蝌蚪星系的独特之处是有着一条细长的尾巴，形象似蝌蚪一般，科学家猜测这可能一个致密的星系入侵所造成的。

这是车轮星系，也是一个经过碰撞融合后的新星系，直径为十五万光年。我们可以看出他的样貌与车轮极其相似，因而被称为车轮星系。他位于玉夫座，距离我们有五亿光年，

这是哈氏天体，一个的环星系，直径为10万光年，由于奇特的样貌而被人熟知，在他的的外围环状是蓝色恒星，中间则是年老的红色恒星组成，距离地球约6亿光年。

其实在我们宇宙中还有许许多多的美丽星系，而这也只是哈勃望远镜眼中的微小部分，这不由得让我们感叹宇宙是如此的浩瀚。