一个有影响力的美国天文学家团体已经阐述了他们对迄今为止最大、最优秀的太空望远镜的愿景——一个值得称道的、深受喜爱的哈勃太空望远镜的继任者，有人说其造价可能高达100亿美元或更多。
拟议中的高清晰度太空望远镜 (HDST) 将配备一个直径达 12 米的反射镜。这相当于 2.4 米哈勃望远镜宽度的 5 倍，哈勃望远镜以其清晰的宇宙景象彻底改变了天文学，并且几乎是正在为 2018 年发射做准备的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 的两倍宽。HDST 最终可以通过直接探测数十颗系外行星的大气层以寻找生命迹象，来回答人类是否是宇宙中唯一生命的问题。它还可能极大地重塑我们对宇宙如何演化的科学理解。
“很难表达它将会有多么壮观，” 报告联合主席朱丽安·达尔坎顿（Julianne Dalcanton），华盛顿大学西雅图分校的天文学家说道。
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这份报告由大学天文研究协会 (AURA) 于 7 月 6 日在华盛顿特区发布，目前仅是一份愿望清单：HDST 可能永远无法进入工程师的绘图板。但这项研究出炉之际，正值政府资助者开始考虑下一个美国天文学优先事项十年调查（将于 2020 年进行）。其备受瞩目的作者很可能会影响关于 NASA 是否应该在未来几十年推动建设另一个伟大的太空天文台的讨论。
正是 1996 年一份类似的 AURA 报告，最终促使国会和 NASA 资助并建造了 6.5 米的韦伯望远镜。
波长 gap
哈勃望远镜今年 庆祝了其 25 周年，并且不再接受宇航员的维护支持，预计还能再运行五到六年。当它停止工作时，JWST 应该已经在轨道运行，但这个较新的望远镜将在与哈勃不同的波长下工作——使用红外光而不是可见光和紫外光。在 JWST 之后，NASA 队列中的下一个大型太空望远镜是一个名为广域红外巡天望远镜的任务，但它也将主要在红外波段工作。
一旦哈勃望远镜退役，科学家们将失去在可见光波段拍摄令人惊叹的、哈勃质量的天文图像的能力，或者使用强大的太空仪器探测被地球大气层滤除的紫外线波长的能力。“我们将如何填补这个空白？” 马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科学研究所的天文学家，也是 AURA 报告的合著者马克·波斯特曼（Marc Postman）问道。“这开始成为一个真正的问题。”
波斯特曼说，HDST 需要至少 10 米宽才能能够观测数十颗系外行星的大气层——这是建立关于宇宙中生命是否普遍存在的可靠统计数据所需的数量。望远镜 12 米的上限尺寸是由可行的火箭系统可以发射到太空的重量决定的。
折叠式反射镜
像 JWST 一样，HDST 将折叠发射，然后前往距离地球 150 万公里的太空“L2”稳定引力点，在那里它会像花朵一样展开。但与 JWST 不同，它将在接近室温的温度下运行，从而无需复杂的冷却系统，而这些冷却系统是导致耗资 80 亿美元的 JWST 成本超支和延误的原因之一。
报告的作者还试图将天文学家中的两个派别 объединить 起来：研究系外行星的人和研究更广泛的天体物理学问题的人。“我们认为 HDST 将在许多方面成为一场革命性的望远镜，” 波斯特曼说。“现在的挑战将是让所有这些社群都同意这确实是他们想要的。”
NASA 几乎肯定必须与其他航天机构合作才能将该提案变为现实。艾伦·德雷斯勒（Alan Dressler）是加利福尼亚州帕萨迪纳市卡内基天文台的天文学家，也是 1996 年领导了促成 JWST 的研究的负责人，他说，全尺寸 HDST 可能会花费 100 亿美元或更多。他认为，倡导者可能需要考虑在雄心勃勃的 12 米提案之外，再考虑一个缩小版的 HDST。“如果规模被认为太大，而没有考虑 ‘缩小范围’ 以朝着同一方向迈出更适度——但仍然很大——的一步，那将是非常不幸的，” 他说。
达尔坎顿认为，全尺寸 HDST 的科学价值是值得的。“这是一项永远不会显得没有吸引力的任务，” 她说。“除非我们已经建造了它。”
本文经许可转载，并于2015 年 7 月 6 日首次发表。