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空间望远镜
space telescope |
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| 在地球大气外进行天文观测的大望远镜。 |
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| 第一架空间望远镜又称哈勃望远镜 ，于1990年4月24日由美国发现号航天飞机送上离地面600千米的轨道 。其整体呈圆柱型，长13米，直径4米 ，前端是望远镜部分 ，后半是辅助器械，总重约11吨。该望远镜的有效口径为2.4米 ，焦距57.6米 ，观测波长从紫外的120纳米到红外的1200纳米 ，造价15亿美元 。原设计的分辨率为0.005 ，为地面大望远镜的100倍 。但由于制造中的一个小疏忽 ，直至上天后才发现该仪器有较大的球差，以致严重影响了观测的质量。1993年12月2～13日，美国奋进号航天飞机载着7名宇航员成功地为“哈勃”更换了11个部件，完成了修复工作，开创了人类在太空修复大型航天器的历史。修复成功的哈勃望远镜在10年内将不断提供有关宇宙深处的信息 。1991 年4月美国又发射了第二架空间望远镜，这是一个观测γ射线的装置，总重17吨，功耗1.52瓦，信号传输率为17000比特／秒 ，上面载有4组探测器，角分辨率为5′～10′。其寿命2年左右。 |
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| 人类为了摆脱厚厚的大气层对天文观测的影响，一方面设法选择海拔高、观测条件好的地方建立天文台，另一方面设法把天文望远镜搬上天空。著名的“柯伊伯机载天文台”，就是在c141飞机上安装望远镜，飞行高度在万米以上，曾用于观测天王星掩星。自从1957年第一颗人造卫星上天以后，各国先后发射了数以百计的人造卫星及宇宙飞行器用于天文观测。像美国的“天空实验室”就拍摄了17.5万多幅太阳图像，还观测了科胡特克彗星。著名的哈勃空间望远镜，是目前最先进的空间望远镜。人们把它的诞生看成伽利略望远镜一样，是天文学走向空间时代的一个里程碑。 |
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21世纪之初，美国航空航天局(nasa)计划实施一系列重大空间观测项目。预期在前后十余年时间之内，把4台大型天文观测设备送入外层空间。此项宏伟规划，是继20世纪90年代哈勃太空望远镜取得辉煌成功之后，nasa跨世纪太空探测蓝图中承前启后的又一次大手笔。
这些耗资钜亿的大型空间天文台，使用最先进的技术手段"武装到牙齿"，以实现前所未有的高灵敏度、高分辨率、大视场及同时观测多个天体的能力。从整体而言，它们探测宇宙的效能将全面超越其先驱者哈勃太空望远镜(hst)。它们的投入运行，必然极大地拓展人类认识宇宙的视野。
首先将于2001年发射升空的是"空间红外望远镜(sirtf)"，其主镜口径84厘米，配备极高灵敏度的红外探测元件。为彻底避开地球红外辐射的干扰，它将巡游于近千万公里之遥的深空轨道。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"可谓纤毫毕现，比之于地面观测何止清晰百万倍！
计划中的第二台仪器是"空间干涉望远镜(sim)"。预计在2005年3月送入绕地轨道。它实际上是一个在空间释放的由7架30厘米口径镜面排列而成长达9米的望远镜阵。运用光学干涉技术，其最终的空间分辨率可比hst胜强近千倍。建造这台望远镜的技术要求极高，它的应用将使天文学家分辨遥远恒星的能力迈上新的台阶。
下一个登场的是"新世代望远镜(ngst)"，定于2007年上天。ngst也是专为红外观测而设计的，与sirtf不同的是，它的口径可达7.5米。其集光能力接近hst的9倍，但造价却只及hst的四分之一。
对地外生命的不懈探索乃是nasa空间计划的点睛之笔。"地外行星发现者(tpf)"集空间望远镜技术之精粹，欲为人类寻觅太空知音建立不世之功。tpf计划在2010年到2012年之间发射上天。它的设计思路与sif相仿，但在规模和性能上已不可同日而语。sif的可收卷镜阵延伸9米上下，而tpf的镜面阵列则可达百米尺度。利用其空前的高分辨率，人们足以探明，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。
tpf的具体项目规划尚在襁褓之中，然而无庸置疑，对解开人类在宇宙中的地位这一亘古之谜，tpf定将作出其历史性的贡献。 |
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kongjian wangyuanjing
空间望远镜
space telescope
为在大气层外进行天文观测而设计制造的光学望远镜。它与地面望远镜相比有下列优点:①可接收波段范围更宽的辐射。一般反射系统在短波方面可以延伸到1000埃的远紫外区。对于更短的波长要采用掠射成像系统，目前对 X射线已能成像。②在宇宙空间不受大气的干扰，光学望远镜的分辨本领可达到它的衍射极限。③天空背景不受大气辉光和照明灯光的影响，有利于对暗星的探测。尤其是因为点像不受大气干扰而变得很锐，对暗星的探测和分光工作都大为有利。④不存在重力引起的结构变形。
空间望远镜光学系统的设计和制造比地面望远镜要严格得多。其镜面的精度要求达到0.01微米左右。大口径的镜面在有重力存在的地面上，加工到这样高的精度是困难的。为保持各光学元件与接收仪器之间的精确几何位置，并且要能经受住进入空间时出现的超重和振动，望远镜的机械装置必须有足够的刚度和强度。另一方面，从运载上考虑，空间望远镜的重量必须尽可能轻，所以，应选择强度高、膨胀系数小的材料（如铍、钛、碳纤维塑料）制造望远镜的机架，而镜面必须采用熔石英或微晶玻璃薄壁蜂窝结构。为了降低仪器本身的热辐射，机架各部分应镀上高反射材料，如金、银等，并尽可能降温。为保证空间望远镜正确地指向目标，并进行跟踪观测，必须有精度很高的姿态控制和导星系统。另外，对于各种接收仪器操纵、转换和观测结果的记录输送，还要配备有遥控、遥测系统。
（杨世杰）
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