一、哈勃空间望远镜的用途是什么

1990年4月，美国用航天飞机把一个口径为2〜4米的光学望远镜送入了太空，并以美国著名的天文学家哈勃的名字命名，称为哈勃空间望远镜。

为什么人类 要把耗资21亿美元和长达40多年的时间才建成的望远镜发射到太空中呢？如果你在地面利用望远镜观测过某些天体，就会知道，不论望远镜口径制作得‘多大，仍会有很多天体观察不到。 这是因为许多天体不仅发出可见光，而且还发出 一些我们肉眼看不见的光，如红外线、紫外线、X射线等，它们在穿过地球厚厚的大 气层时，绝大部分被大气层反射或吸收了，只有可见光、射电波和一小部分红外线能够照射到地面，被我们的望远镜捕捉到。

即使我们能观测到的这一部分光也因 为大气的折射、抖动而使观测精度受到影响。 看来地球的大气层是进行天文观测 的一个重大障碍。

送入太空的哈勃空间望远镜所要完成的任务是探测、测量遥远星空中由恒星或星系发出的光。对于那些肉眼看不到的光则用特殊的仪器来测量。

当哈勃空间 望远镜的主镜对准某一发光星球时，来自遥远星空的光会被聚焦到望远镜中的各 种仪器上，然后其将收集到的数据转换成无线电信号，并借助通信卫星转发回地球，地球上的计算机再将接收到的信号还原成可供天文学家研究的各种图像，从而揭开宇宙的许多秘密。 目前，宇航员已经给“患了近视”的哈勃空间望远镜矫正了“视力”，现在发送回的图像非常清晰。

天文学家把哈勃空间望远镜誉为“观天法宝”，相信有了它人类可以看到更多更远的天体。

二、什么是哈勃望远镜

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。

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。哈勃空间望远镜和康普顿γ射线天文台、钱卓X光天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分[1] 。

哈勃空间望远镜由NASA和ESO合作共同管理。哈勃的未来依靠后续的维修任务是否成功，维持稳定的几个陀螺仪已经损坏，目前（2007年），连备用的也已经耗尽，而且另一架用于指向的望远镜功能也在衰减中。

陀螺仪必须要以人工进行维修，在2007年1月30日，主要的先进巡天照相机（ACS）也停止工作，在执行人工维修之前，只有超紫外线的频道能够使用。另一方面，如果没有再提升来增加轨道高度，阻力会迫使望远镜在2010年重返大气层。

自从2003年航天飞机哥伦比亚不幸事件之后，由于国际太空站和哈勃不在相同的高度上，使得太空人在紧急状况下缺乏安全的避难场所，因而NASA认为以载人太空任务去维修哈勃望远镜是不合情理的危险任务。NASA在从新检讨之后，执行长麦克格里芬在2006年10月31日决定以亚特兰大进行最后一次的哈勃维修任务，任务的时间安排在2008年9月11日， [2] 基于安全上的考量，届时将会让发现号在LC-39B发射台上待命，以便在紧急情况时能提供救援。

计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作至2013年。如果成功了，后继的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）应该已经发射升空，可以衔接得上任务了。

韦伯空间望远镜在许多研究计划上的功能都远超过哈勃，但将只观测红外线，因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈勃的功能哈勃空间望远镜的历史可以追溯至1946年天文学家莱曼·斯必泽（Lyman Spitzer, Jr.）所提出的论文：《在地球之外的天文观测优势》。在文中，他指出在太空中的天文台有两项优于地面天文台的性能。

首先，角分辨率（物体能被清楚分辨的最小分离角度）的极限将只受限于衍射，而不是由造成星光闪烁、动荡不安的大气所造成的视象度。在当时，以地面为基地的望远镜解析力只有0.5-1.0弧秒，相较下，只要口径2.5米的望远镜就能达到理论上衍射的极限值0.1弧秒。

其次，在太空中的望远镜可以观测被大气层吸收殆尽的红外线和紫外线。斯必泽以空间望远镜为事业，致力于空间望远镜的推展。

在1962年，美国国家科学院在一份报告中推荐空间望远镜做为发展太空计划的一部分，在1965年，斯必泽被任命为一个科学委员会的主任委员，该委员会的目的就是建造一架空间望远镜。在第二次世界大战时，科学家利用发展火箭技术的同时，曾经小规模的尝试过以太空为基地的天文学。

在1946年，首度观察到了太阳的紫外线光谱。英国在1962年发射了太阳望远镜放置在轨道上，做为亚利安太空计划的一部分。

1966年NASA进行了第一个轨道天文台（OAO）任务，但第一个OAO的电池在三天后就失效，中止了这项任务了。第二个OAO在1968至1972年对恒星和星系进行了紫外线的观测，比原先的计划多工作了一年的时间。

轨道天文台任务展示了以太空为基地的天文台在天文学上扮演的重要角色，因此在1968年NASA确定了在太空中建造直径3米反射望远镜的计划，当时暂时的名称是大型轨道望远镜或大型空间望远镜（LST），预计在1979年发射。这个计划强调须要有人进入太空进行维护，才能确保这个所费不贷的计划能够延续够长的工作时间；并且同步发展可以重复使用的航天飞机技术，才能使前项计划成为可行的计划。

[3][编辑] 对资金的需求轨道天文台计划的成功，鼓舞了越来越强的公众与论支持大型空间望远镜应该是天文学领域内重要的目标。在1970年NASA设立了两个委员会，一个规划空间望远镜的工程，另一个研究空间望远镜任务的科学目标。

在这之后，NASA下一个需要排除的障碍就是资金的问题，因为这比任何一个地面上的天文台所耗费的资金都要庞大许多倍。美国的国会对空间望远镜的预算需求提出了许多的质疑，为了与裁军所需要的预算对抗，当时就详细的列出了望远镜的硬件需求以及后续发展所需要的仪器。

在1974年，在裁减政府开支的鼓动下，杰拉尔德福特剔除了所有进行空间望远镜的预算。为回应此，天文学家协调了全国性的游说努力。

许多天文学家亲自前往拜会众议员和参议员，并且进行。

三、哈勃空间望远镜是如何工作的（为什么有时候比光速快的物体或光线它

哈勃望远镜是世界上最大、图像最清晰的天文望远镜.他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，视宁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.他带有以下设备，帮他完成任务·广域和行星照相机（WF/PC） ·戈达德高解析摄谱仪（GHRS） ·高速光度计（HSP）） ·暗天体照相机（FOC） ·暗天体摄谱仪（FOS） WF/PC原先计划是光学观测使用的高分辨率照相机.由NASA的喷射推进实验室制造，附有一套由48片光学滤镜组成，可以筛选特殊的波段进行天体物理学的观察.整套仪器使用8片CCD，做出了两架照相机，每一架使用4片CCD."广域照相机"（WFC）因为视野较广，在解像力上有所损失，而"行星照相机"（PC）以比WFC长的焦距成像，所以有较高的放大率.GHRS是被设计在紫外线波段使用的摄谱仪，由哥达德太空中心制造，可以达到90,000的光谱分辨率，同时也为FOC和FOS选择适宜观测的目标.FOC和FOS都是哈勃空间望远镜上分辨率最高的仪器.这三个仪器都舍弃了CCD，使用数字光子计数器做为检测装置.FOC是由欧洲太空总署制造，FOS 则由Martin Marietta公司制造.最后一件仪器是由威斯康辛麦迪逊大学设计制造的HSP，它用于在可见光和紫外光的波段上观测变星，和其它被筛选出的天体在亮度上的变化.它的光度计每秒钟可以侦测100,000次，精确度至少可以达到2%.哈勃空间望远镜的导引系统也可以做为科学仪器，它的三个精细导星传感器（FGS）在观测期间主要用于保持望远镜指向的准确性，但也能用于进行非常准确的天体测量，测量的精确度达到 0.0003弧秒.。

四、

天文望远镜能观测到的最远距离是200亿光年，这是总星系的范围.通常把我们观测所及的宇宙部分称为总星系.也有人认为，总星系是一个比星系更高一级的天体层次，它的尺度可能小于、等于或大于观测所及的宇宙部分.总星系的典型尺度约100亿光年，年龄为100亿年量级.通过星系计数和微波背景辐射测量证明总星系的物质和运动的分布在统计上是均匀和各向同性的，不存在任何特殊的位置和方向.总星系物质含量最多的是氢，其次是氦.从1914年以来，发现星系谱线有系统的红移.如果把它解释为天体退行的结果，那就表示总星系在均匀地膨胀着.总星系的结构和演化，是宇宙学研究的重要对象.有一种观点认为，总星系是2*10e10年以前在一次大爆炸中形成的.这种大爆炸宇宙学解释了不少观测事实（元素的丰度、微波背景辐射、红移等）.另一种观点则认为，现今的总星系是由更大的系统坍缩后形成的，但这种观点并不能解释微波背景辐射.。