文/黄京一、苟利军
2020年的4月24日，即将迎来一位天文界的超级明星哈勃望远镜的30岁生日。对于太空望远镜的30年，尽管年纪如同一位耄耋老人，然而视力却一如青壮年一样锐利。从最初的失败到后来的巨大成功，回顾这30年，一路走来，实属不易。就让我们对哈勃的诞生前后做一个简单回顾。
1990年4月24日清晨，美国佛罗里达州肯尼迪航天中心的广场上人头攒动。上午8时33分，在倒数31秒后，矮胖的“发现号”航天飞机一飞冲天，而它携带的正是此后为天文领域做出巨大贡献的超级明星——哈勃空间望远镜。
随着发射台的滚滚浓烟，哈勃望远镜奔向它渴望已久的太空之旅。随后的30年中，它历经数次坎坷后绝处逢生，它的大放异彩不仅为人类探索宇宙开启一扇窗，亦彻底打破人类对宇宙的认知和看法。
30年后的今天，当人类重新回顾哈勃望远镜的传奇之路时，笔者试图重新拼接起它身上一系列碎片化过往，还原从构思、研发、升空、探索的全景历程，找寻一幅幅唯美画面背后的艰难险阻，回望人类对太空探索迈出的这一大步。
携带着天文学家的期望和梦想，哈勃望远镜在1990年4月24日由“发现号”航天飞机 发射入轨。/ NASA
梦想启航
400多年前，伽利略举起自己制作的简易望远镜对准星空，他看到了与前人所见完全不同的星空，掀起了人类探索宇宙的热潮。天文望远镜从此成为观测天空不可或缺的重要工具，而天文探索直接改变并重塑了人类对宇宙的看法以及宇宙观念。之后的几百年，望远镜的口径越来越大，制作工艺更加先进。透过望远镜，人们发现的天体和宇宙现象也越来越多。
“究竟银河系就是我们的所有宇宙，还是银河系外有其它的类似银河系结构？”二十世纪的这场天文学大辩论当时并没有结果。但几年之后，美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）使用当时世界上最大口径的2.5米胡克望远镜，发现了银河系之外还有其它星系存在，而且这些星系正在远离我们银河系。这一系列发现让人们意识到，宇宙是如此广袤，宇宙在膨胀，这也成为宇宙大爆炸理论的观测基础，哈勃也因此被称为“20世纪最伟大的科学家之一”。
天文学家也发现，地球大气对望远镜观测结果影响很大，不仅成像质量受到大气湍流的影响，光谱中的红外线和紫外线也被大气层吸收。于是，望远镜从地面走向太空成为必然。
哈勃空间望远镜 / NASA
为了得到更为完美的图像，20世纪40年代，美国天文学家提出了发射空间望远镜的想法。1946年二战结束，任教于美国普林斯顿大学的天文学家莱曼·斯皮策（Lyman Spitzer）在报告提出空间望远镜有潜力发现意想不到的新现象，并可能就此改变人类关于空间和时间的基本观念，这成为哈勃望远镜的起点，他也为了这个伟大的理想奋斗了数十年。
20世纪40、50年代，造价昂贵、技术难度极大的空间望远镜让大部分天文学家望而却步，不过1957年苏联的第一颗人造卫星上天让天文界看到了希望。随着美苏两国“太空竞赛”的逐步升级，美苏两国的太空领域发展获得了历史性的发展机遇。1958年10月，美国航天局（NASA）成立，斯皮策关于大型空间望远镜的宏伟计划不再是科学幻想。
1970年，NASA设立了空间望远镜工程委员会和任务的科学委员会。但随着NASA的太空经费开始缩减，大型空间望远镜项目一度因经费遭到美国国会反对。在斯皮策和他的同事的努力下，终于，1977年，国会授权批准哈勃望远镜开始细节设计和制造，大型空间望远镜项目正式启动。但由于预算缩减为原来的一半，约2亿美元，NASA将望远镜口径从3米降至2.4米，仪器设备也相应缩水，并邀请欧洲空间局（ESA）加入承担15%的研制经费，相应给予欧洲科学家不少于15%的使用时间。
至此，大型空间望远镜项目正式启动。为纪念伟大的美国天文学家埃德温·哈勃，这架望远镜在1982年被正式命名为——哈勃空间望远镜。
哈勃空间望远镜计划的推进者莱曼 · 斯皮策。/ ESA
艰难飞天
1978年，哈勃望远镜正式开始建造，美国国会拨付3600万美元开始设计并计划于1983年发射升空。这一巨大工程涉及到大量的工业、技术和科学上的工作，数千人参与其中，要使望远镜满足各种性能需求，在工程和管理上的挑战非同一般。因为研制预算的增加，哈勃望远镜曾饱受质疑，发射时间也从1983年推迟到1986年。
就在万事俱备的时候，灾难突然来临。1986年1月28日，“挑战者号”航天飞机从肯尼迪航天中心升空73秒后爆炸解体，碎片拖着火焰和白烟四散飘飞坠落到大西洋，7名宇航员全部遇难。这场震惊世界的灾难让美国航天事业受到巨大打击，NASA调查员们开始着手调查原因，航天飞机也被迫终止飞行。因为“挑战者号”也是计划执行哈勃任务的航天飞机，哈勃望远镜升空时间再次被推迟。
经过4年的漫长等待，1990年4月24日，“发现”号航天飞机带着哈勃望远镜及5名航天员到达了离地球500多千米的预定轨道。历经20多年，耗资47亿美元的哈勃望远镜终于飞天，开始它的伟大使命。
1990年哈勃空间望远镜从发现号航天飞机中释放至太空。/ NASA
“近视眼”哈勃
1990年5月20日，万众期待的哈勃望远镜终于传回地面第一张照片，随即给所有人浇了一桶冷水，照片成像质量远远没有达到设计要求。两个月的调查结果发现，哈勃望远镜居然是天生“近视”。由于镜片少磨了2200纳米，对于精度非常高的哈勃镜面而言是一个重大缺陷，从而导致从目标恒星来的所有光线不能被聚在同一个锐焦点上。
47亿美元的投入居然只是制造出了“哈勃麻烦”。NASA面临着比维护自身形象更巨大的挑战——如何找到修正的办法？如果换成别人，故事或许就此悲剧结束，可对于有着主角光环的哈勃来说，这只是它传奇故事的开端。
“哈勃”第一次维修任务后不久的发布会上，美国参议员芭芭拉·米库尔斯基向大家宣布维修成功。版权：NASA
哈勃望远镜在设计时就采用低轨维修的大卫星，可以通过航天飞机作为定期维护者，为了保障15年的设计寿命，航天飞机大约每3年就要对哈勃望远镜进行一次全面的修理。“护花使者”航天飞机出场！1993年，“奋进号”航天飞机升空，对哈勃望远镜进行了仪器和设备的更换。7名宇航员们完成5次创纪录的太空行走，包括几项重要操作，为哈勃望远镜戴上“眼镜”，解决了“近视”问题。
1993年12月18日凌晨，NASA官员、天文学家们焦急等待修复后的“哈勃”的第一张图片，一颗标记为AGK+81°266的亮星。大约一点，照片终于传回，一个干净、清晰、聚焦的恒星图像出现在眼前，瞬间大家欢呼起来，“哈勃”麻烦终于结束！1994年1月13日，NASA召开新闻发布会，宣布哈勃望远镜通过光学系统维修修正了主镜的球面像差问题，哈勃图像清晰度达到预期。这是“哈勃”的历史里程碑，如同伽利略开启现代观测天文学一般，哈勃望远镜终于开起了人类认识宇宙的崭新时代。
1993年12月，哈勃空间望远镜的第一次维修任务。/ NASA
本文来自投稿，不代表本人立场，如若转载，请注明出处：http://www.sosokankan.com/article/2981829.html