登陆注册
2631500000028

第28章 追赶时空的距离——“哈勃”

“明月几时有,把酒问青天……”千百年来,人类遥望星空,苦苦追寻着宇宙万物的变化规律。望远镜的出现,大大地开拓了人类的视野,使我们可以通过它去观察宇宙。但是,由于在地面,望远镜受到大气层的遮挡和乌云、迷雾、雨雪、昼夜等条件的限制,使得从地面上观测星云像“从湖底去看飞鸟”,十分困难。随着航天技术的发展,科学家决定把望远镜搬上天空,搬到大气层以外去,让它无遮无挡一览无余地观测宇宙。1990年4月24日,随着“发现”号航天飞机的又一次升空,这个伟大的设想终于实现了。从此,地球有了一个值得骄傲的“太空巨眼”。

这个“太空巨眼”叫“哈勃”,它以美国天文学家埃德温·P·哈勃命名,以纪念这位天文学家在20世纪前半期对星系天文学和宇宙结构组成方面所作出的杰出贡献。“哈勃”是人类有史以来最大、最精密、结构复杂、设备先进的太空望远镜。它运行于距地面613公里高的轨道上,每973分钟绕地球一周。它全长131米,宽47米,重约12吨,其镜筒直径428米,主镜直径24米,副镜03米,装有先进的成像系统、计算机处理系统、中心消光圈、主镜消光圈、控制操纵系统、图像发送系统以及由两个长118米、宽23米、能提供24千瓦功率的太阳能电池板,两部与地面通信的抛物面天线等。除此之外,它还附带有宽视场行星照相机、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、精密制导遥感器等8台科学仪器设备。按照设计,它将使人类观测宇宙的视野扩大350倍,可看到宇宙中140亿光年处发出的光。它能观察到29等星,即相当于可看到500公里以外一支蜡烛的光。它能够单个地观测星群中的任一颗星,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,能分析河外星系,确定星系间的距离,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。它能观测的光谱范围之广,所提供的图像清晰度之高以及观测时间之长是任何一台望远镜所不可比拟的。美国为了研制这台世界第一号的天文望远镜,耗资21亿美元,用了近13年时间,花费了巨大的人力财力。

那么“哈勃”到底是什么样子呢?它的结构如图:

它的工作原理是这样的:来自太空中被观测目标的光线首先进入主镜,然后反射到副镜上,再由副镜射向主镜的中心孔,穿过中心孔达到主镜的焦面上形成高质量的图像,最后由各种科学仪器进行精密处理,把最终处理数据通过中继卫星系统发回地面。

然而,“哈勃”的研制及使用过程并非科学家原先设计的那样一帆风顺。中国有句老话叫“好事多磨”,用它来形容“哈勃”或许再恰当不过了,从它诞生的那一天起,便成了个“多灾多难”的不幸者:这台空前巨大先进的天文观测设备于1985年研制成功,按设计要在1986年发射,但由于“挑战者”号航天飞机爆炸,使它上天计划一推再推,一直到1990年4月24日才由“发现”号航天飞机发射升空。上天后,接连不断地出现问题。首先是两个与地面通信的天线不按计划转动,地面工程师费了很大的劲儿才通过遥控使之就位。接着,它又不断地晃动,原因是当它从地球阴影中飞出来进入强烈的阳光下时,温度很高的阳光打在“哈勃”那冰冷的太阳能板上时,使之产生了微弱的蠕动,从而引起整个望远镜缓慢晃动。科学家费了九牛二虎之力总算把问题解决了,然而新的问题又出现了:为了使“哈勃”能准确地对准观测目标,科学家花了8年心血为它编了一个“向导星表”,但由于一位电脑控制程序员的工作疏忽而忘记更改数据,结果使“哈勃”所观测的目标角度总比实际角度偏左。在用了很长时间,不断地进行软件调整使之逐步修正过来之后,一个更致命的问题让所有科学家目瞪口呆。他们发现,“哈勃”所观测的图像一直有一个“模糊圈”,经过一段时间的调查,原因终于查明了:原来,在镜片的加工过程中,一块模板被装偏了13毫米,把边缘部分多磨去了0002毫米。这一误差造成了主镜面几何球形像差,使从光轴上一点发出的光不能汇聚在同一像点上。这个从1978年开始粗磨,精磨到1981年才完成,用了400万个工时,使用了全美精度最高的模具的镜片,却由于操作者的失误成了“近视眼”,并且在完成后到上天的长达8年的时间里居然没有人认真核查修正,实在令人遗憾。

为了修复这台“巨眼”,美国国家航空和航天局(NASA)又花费巨资,制订了一套修整计划。1993年12月2日,7名宇航员乘“奋进”号航天飞机腾空而去,执行太空行走维修“哈勃”的重任。5日,2名宇航员经过8小时的太空行走,成功地抓回了“哈勃”太空望远镜;6日,另2名宇航员又进行了第2次太空行走,用6个半小时,成功地更换了太阳能电池板;7日,宇航员在第3次太空行走中,为“哈勃”换上了新的宽视场行星相机。新相机自身具有校正像差的功能,可使图像清晰度提高10倍;8日凌晨,2名宇航员进行了第4次太空行走,完成了这次太空修复的主要工程,给“哈勃”戴上了一付“眼镜”——“光学太空望远镜偏差校正仪”(这付“眼镜”,或许是世界上最贵的眼镜,它耗费了2-3亿美元);9日,宇航员进行了第5次太空行走,成功地把“哈勃”送回了轨道。至此,修复工程圆满完成。

“哈勃”在带病出征的几年中,为人类发回了大量珍贵的照片资料,取得了许多成果。修复后的“哈勃”是否能像科学家所希望的那样,帮助人类解开重大的宇宙之迷,追寻宇宙起源,找到宇宙究竟是有限的还是无限的等问题的答案呢?这些还需要时间来回答。

同类推荐
  • 校园实用经典赠言寄语(实用一生的语言精华丛书)

    校园实用经典赠言寄语(实用一生的语言精华丛书)

    《实用一生的语言精华丛书:校园实用经典赠言寄语》是一本科普类读物。歇后语、座右铭、格言等无疑都是一种浓缩的语言精华,可能经过千百年来人们的不断提炼和传承,才得以流传至今。《实用一生的语言精华丛书:校园实用经典赠言寄语》主要内容包括赠言寄语类型的语言精华。集趣味性和知识性于一身,可以作为广大青少年朋友修身养性、努力学习的一个指路明灯。
  • 地理常识悦读

    地理常识悦读

    本书搜集了有关地理方面的世界最早和最新、最大与最小、最多与最少、最高与最低等多项纪录,内容丰富,既有一定的知识性,又有一定的趣味性,因而对广大读者增长科学知识、开拓眼界大有裨益。你想不想外出旅游?你想不想看看世界的变化?那就让我们一起走进领略下地理世界的多彩吧!
  • 自信伴你走天涯(指导学生身心健康发展故事集)

    自信伴你走天涯(指导学生身心健康发展故事集)

    学生时代,是一个充满理想的季节,也是人体发育的转折关键期,这一时期,如何正确认识和对待自己的生理变化,怎样面对生活和生理的各种烦恼,是决定青少年身心是否健康的关键。
  • 政府新闻发言人教程

    政府新闻发言人教程

    本书共分三篇:观念篇、技巧篇与专题篇,每篇包含三章。每章之前均有对该章重点内容的概括,根据不同篇章的内容将配有不同形式的案例,有的案例附在一章之后,有的融进正文之中。
  • 走向未来(科技发展大趋势·科学新导向丛书)

    走向未来(科技发展大趋势·科学新导向丛书)

    本册《走向未来:科技发展大趋势》一书是一本尽情畅想明天、激发中小学生想象力的科普读物。如果有一天地球停止转动?你会觉得心脏好像要从嘴里飞出去,所有的东西都会以很快的速度飞向东边……如果明天的太阳不再升起?白天会和夜晚一样黑,公鸡不知道应该什么时候打鸣……如果地球是方的会怎样?如果你有三只眼睛会怎样?如果我们和外星人联系上会怎样?……上百个令人目瞪口呆的问题,引发孩子强烈的好奇心和丰富的想象力;超乎寻常的难题和巧妙的回答,带领孩子进入奇妙的科学世界,创造一个完全不同于今日的全新地球。
热门推荐
  • 长安志

    长安志

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 寓圃雜記

    寓圃雜記

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 佛说长者子懊恼三处经

    佛说长者子懊恼三处经

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 一笑亡国:褒姒

    一笑亡国:褒姒

    《一笑亡国——褒姒》中优美生动的文字、简明通俗的语言、图文并茂的形式,把中国文化中的物态文化、制度文化、行为文化、精神文化等知识要点全面展示给读者。
  • 我家夫人是全系废材

    我家夫人是全系废材

    她是异界修真者,炼器炼丹、符箓阵法、医术无一不精,就连玄学也手到擒来。意外渡劫失败,重生成现代陆家二小姐。软弱可欺?不好意思,从来只有她欺负别人的份!渣父联合小三让她与母亲净身出户?那她便让他们一无所有!有人找茬?没关系,随手就给出一个倒霉套餐,让他们没空找茬。于是重生而来的陆大师很忙,不是绘制灵符、炼制丹药、熬制美容膏等,就是在打脸踹渣的道路上。至于那个风华绝代的男人,嗯……看在男人把整个人送给她的份上,那她就收下好了。【现代架空,男强女强,爽爆无虐无误会文,男女主身心干净(划重点)】
  • 美漫里的小邪神

    美漫里的小邪神

    推荐新书《长的太可爱了怎么办》穿越到了漫威世界,并且召唤出了小邪神,并与之签订契约,成为古一都需要谨慎对待的人。拥有不下于托尼·斯塔克的智慧,弄出一个《十万个冷笑话》版本的雷神托尔,将超杀女变成一只兽耳娘……本书为无限流
  • 科试考

    科试考

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 定格历史的史学名著(下)

    定格历史的史学名著(下)

    史学名著即突出地反映某一史学思潮、彰显其学术价值与时代意义者。史著可以再现昔日人类活动的“体相”,且能显示出历史演进之因果关系,为民众生活提供借鉴。本书对于现今人们了解历史、阅读历史典籍、创作历史题材的文学艺术作品,有十分重要的参考价值。
  • 卡耐基沟通的艺术与处世智慧

    卡耐基沟通的艺术与处世智慧

    《卡耐基沟通的艺术与处世智慧》是一本关于改善人际关系及为人处世艺术的经典之作。它对于开阔我们的视野、改善我们的人际关系,特别是克服封闭式的人性弱点,将有非常宝贵的启示和借鉴作用。
  • 打造口碑的160个营销手法

    打造口碑的160个营销手法

    《打造口碑的160个营销手法》结合了大量小店经营的实践,归纳总结出160个打造小店优良口碑的营销细节,并从普适理论到营销实践两个层面进行阐述,内容涵盖经营、管理、营销、推广各个方面,案例横跨服装、餐饮、网络等各个行业,有着很强的指导意义和可操作性。