超期服役的哈勃望遠鏡再續傳奇

為慶祝哈勃空間望遠鏡在地球軌道運行35週年，NASA發佈了哈勃望遠鏡圖像以及一系列其近期拍攝的精彩圖像。圖片來源：NASA官網

◎本報記者 張佳欣

35年前，美國國家航空航天局（NASA）將哈勃空間望遠鏡送入近地軌道。自那時起，它便開啓了空間科學的新紀元。其拍攝的生動圖像以及帶來的無數科學突破，重塑了人類對宇宙的認知，還為新一代望遠鏡的開發帶來啓發。

35年後，儘管它的“繼任者”——“宜居世界天文台”已提上日程，但哈勃望遠鏡依然“寶刀未老”，在天文學領域發揮着巨大作用。

捕捉地面望遠鏡無法觀測的景象

1990年4月24日，哈勃望遠鏡搭乘“發現號”航天飛機升空。此後，它便一直停留在距離地球表面約515公里的軌道上。在這個有利位置上，哈勃望遠鏡幾乎能毫無阻礙地觀測宇宙，在很大程度上避免了地球大氣層產生的干擾和模糊效應。

美國《科學新聞》雜誌報道，哈勃望遠鏡與其他望遠鏡的一個關鍵區別在於，它能收集電磁波譜中紫外光部分的數據。這對於理解温度超過數萬攝氏度的天體至關重要，比如大質量恆星和黑洞附近的混亂區域。

地面望遠鏡無法觀測來自太空的紫外光，因為地球大氣層會阻擋大部分紫外光。儘管其他一些空間望遠鏡對紫外光敏感，但它們拍攝的圖像要模糊得多，而哈勃望遠鏡則具有一雙“慧眼”，其觀測的清晰度是以往傳統地面望遠鏡的十倍。其極高的靈敏度能捕捉到亮度僅為人眼所能看到的最暗恆星十億分之一的天體。而同樣以拍攝壯觀圖像著稱的詹姆斯·韋布空間望遠鏡，則對紫外光不敏感。

“在較短的紫外光和可見光波段，哈勃望遠鏡在靈敏度和分辨率方面，仍然是人類所能達到的最佳水平。”美國斯圖爾德天文台天文學家凱文·海恩萊恩説。

仍是最受歡迎的天文設備之一

對於一台空間望遠鏡來説，35年的“服役期”已經相當漫長。

“令人驚奇的是，35年後，哈勃望遠鏡仍然擁有獨一無二的能力，是科學發現和論文發表領域的‘主力’。”美國太空網援引美國西南研究院科學家庫爾特·雷瑟福德的話稱，“科學家們申請使用這台設備的時間，比實際可使用的時間多出好幾倍，這意味着只有最頂尖、最出色的觀測想法才能被哈勃望遠鏡選中。”

據歐洲空間局官網報道，為了延長哈勃望遠鏡的壽命，從1993年到2009年，宇航員乘坐航天飛機，對哈勃望遠鏡進行了5次維修，包括為其升級相機、計算機和其他支持系統。

如今，它已經進行了近170萬次觀測，觀測了大約5.5萬個天文目標。截至今年2月，科研人員基於哈勃望遠鏡的發現所撰寫的論文已超過2.2萬篇，被引用次數超過130萬次。哈勃望遠鏡收集的所有數據都已被歸檔，目前數據總量已超過400太字節。申請利用哈勃望遠鏡進行觀測的科學家人數是實際獲得觀測機會人數的6倍，這使得哈勃望遠鏡成為當今最受歡迎的天文設備之一。

維護還是退役面臨兩難選擇

在1990年之前，地面上那些性能強大的光學望遠鏡，觀測範圍僅能觸及宇宙的一半。對於宇宙年齡的估算，各方觀點大相徑庭。當時，人們只是懷疑超大質量黑洞是一系列罕見高能現象背後的能量源泉。而且，在那個時期，尚未在任何一顆恆星周圍發現過行星的蹤跡。

哈勃望遠鏡則取得了眾多突破性發現。它通過深空場觀測，揭示了無數早期宇宙中的星系；精確測量了宇宙的膨脹速度，為宇宙學研究提供了關鍵數據；發現超大質量黑洞在星系中普遍存在，改變了人們對星系演化的認知；首次測量了系外行星的大氣層，開啓了系外行星研究新紀元；也為發現加速宇宙膨脹的暗能量作出了重要貢獻。

然而，不可否認的是，哈勃望遠鏡現在已超期服役，遠超其最初的設計壽命。其最近一次維護任務是在近16年前。英國科技新聞網站The Register報道稱，目前，NASA沒有安排任何維護任務，而且軌道衰減意味着，這台望遠鏡遲早會以某種方式返回地球。

不過，哈勃望遠鏡還能再進行一次維護嗎？航天器還能提升到更高的軌道嗎？從技術上講，答案是肯定的。然而，需要考慮兩方面因素。一方面，即便通過維護延長其使用壽命，並確保其能受控進入大氣層，但相較於繼續運行所帶來的收益，以及其他即將投入的觀測能力更強的天文台，哈勃望遠鏡的實際價值究竟還有幾何？

另一方面，NASA可能面臨資金短缺的困境。由於美國政府大幅削減NASA的財政預算，NASA的整體經費預計將從248億美元大幅削減至188億美元。屆時，NASA連發射一座已完工的南希·格雷斯·羅曼空間望遠鏡都可能捉襟見肘，更遑論承擔延長一台“高齡”望遠鏡壽命的任務了。

儘管如此，科學家們仍然希望哈勃望遠鏡能堅持到40歲“生日”。