作者：Katharine Sanderson
天文学界起初并不想要这台仪器，但时代变了：如今，为了获得哈勃太空望远镜的使用时间（本周是其 20 周年纪念），一位天文学家通常要面对至少 11 位其他渴望的科学家的竞争。
以美国天文学家埃德温·哈勃命名的哈勃望远镜已在地球轨道上运行 20 年，传回了可见光、近红外和紫外光谱部分的图像。在这段时间里，它经历了重大维修，证明了暗物质的存在，深入了解了超新星的生与死，并以其照片征服了公众的想象力。然而，贯穿这一切的是，该仪器的生存不止一次受到威胁。
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哈勃的近代史始于 1962 年，当时美国国家科学院建议建造一台太空望远镜，尽管天体物理学家莱曼·斯皮策在 20 世纪 40 年代就提出了这个想法。1970 年，美国国家航空航天局 (NASA) 开始调查这种仪器的可行性。这促使鲍勃·奥德尔（Bob O'Dell），现任职于田纳西州纳什维尔市的范德堡大学，冒险一试：1971 年，他辞去了在芝加哥大学的工作，成为哈勃的首任项目科学家。“我放弃了终身教授职位。我辞职去赌在一个甚至没有获得资助的项目上，”奥德尔说。在接下来的 12 年里，他着手向 NASA 资助者和他的同行推销这个想法，他的许多同行宁愿看到 NASA 资助 20 台地面望远镜，并且不认为位于大气层之上的优势值得付出代价，他说。
奥德尔成功了。独立的太空望远镜科学研究所于 1983 年在巴尔的摩成立，负责运行望远镜的科学操作并将数据提供给科学家。首次发射原定于 1986 年，但由于挑战者号航天飞机灾难和技术问题而推迟。然后在 1990 年 4 月 24 日，发现号航天飞机将哈勃太空望远镜发射到距地球 575 公里的轨道上。
首次亮相
问题很快出现。镜子的边缘形状不正确，这导致哈勃最初拍摄的图像模糊不清。奥德尔坚称，这些照片仍然比地面观测效果更好，但由于模糊的“光晕”，只有图像中间 20% 的部分是清晰聚焦的。人们开发了算法来补偿这一点，但另一个问题是望远镜在每次轨道运行中从阳光照射到黑暗时，由于太阳风而发生的意外晃动。哈勃的批评者和媒体迅速声称该仪器是“技术上的失败品”，奥德尔说。
帮助及时到来。望远镜被设计为可以持续维修，对其最终寿命没有限制——在 1993 年 12 月的第一次维修任务之后，光学器件得到了升级，照片变得更加清晰。从那时起，哈勃又进行了四次维修，由航天飞机运送的宇航员执行。“今天的哈勃不是发射时的哈勃，”加州大学圣克鲁兹分校和利克天文台的天文学家桑德拉·费伯 (Sandra Faber) 说。她计算出，今天的仪器比 1990 年强大 60 倍。
在 2003 年至 2006 年间，哈勃的未来看起来并不确定。当时的 NASA 局长肖恩·奥基夫 (Sean O'Keefe) 于 2004 年取消了最后一次维修任务。他的继任者迈克·格里芬 (Mike Griffin) 于 2006 年恢复了该任务，并最终于 2009 年 5 月进行。
哈勃观测超新星
与哈勃的磨难并驾齐驱的是科学上的成功。“哈勃是继伽利略的第一个望远镜之后历史上最重要的望远镜，”费伯说。费伯说，能够比以前更深入地回顾宇宙的历史，并观察它的演变，具有根本的重要性，而哈勃使这一切成为可能。“哈勃首次证实，遥远的宇宙与附近的宇宙看起来不同，”她说。
哈佛大学的罗伯特·基尔什纳 (Robert Kirschner) 研究超新星。哈勃为基尔什纳和其他团队提供了宇宙膨胀正在加速的证据——这颠覆了当时流行的宇宙膨胀正在减缓的观点。证据来自对超新星的观测，超新星是非常大的垂死恒星的最终爆炸。哈勃探测到的这些超新星的光线来自比预测的更远的地方。根据费伯的说法，这种宇宙加速膨胀的证据是“自量子物理学和广义相对论以来物理学中最深刻的发现”。
基尔什纳说，哈勃通过观察超新星，为天文学家确定暗能量的性质提供了信息。后来，在 2006 年，哈勃还证明了暗物质的存在。费伯利用哈勃证明了黑洞的大小与其伴随星系的大小有关。
垂死的恒星
奥德尔利用他在哈勃项目上的时间，仔细观察了我们星光熠熠的邻居猎户座星云，以及其中年轻恒星周围的行星形成区域。“我们第一次能够对这些年轻恒星周围的原行星盘进行成像，”奥德尔说。“你永远无法用地面望远镜获得那种角度光谱分辨率，”他说。奥德尔此后一直在研究从恒星喷射出的喷流以及它们如何与星云中的周围物质相互作用。
哈勃拍摄了各种星云的令人惊叹的照片，2001 年的一项互联网民意调查允许公众选择哈勃应该近距离拍摄哪个星光奇观。获胜者是马头星云。哈勃还设法拍摄了我们宇宙有史以来最深邃的图像，即哈勃超深空场。该望远镜与其他太空仪器合作，更广泛地观察太空中的辐射：钱德拉 X 射线天文台和斯皮策太空望远镜（覆盖红外线）共同补充了哈勃的成像能力，产生了惊人的效果。
现在哈勃已经 20 岁了，它的未来已得到保证，直到 2013 年 4 月底，NASA 最近延长了运营合同。此后，它的未来尚不确定。没有计划进行更多的维修任务，电池、太阳能电池板和望远镜指向机械将逐渐开始失效。詹姆斯·韦伯太空望远镜将于 2014 年发射，它将在一定程度上继续哈勃的工作。
在 2013 年之前，基尔什纳希望哈勃及其仪器（高级巡天相机、宇宙起源光谱仪、精细制导传感器、近红外相机和多目标光谱仪、太空望远镜成像光谱仪和广域相机）将保持良好状态。奥德尔确信该仪器还有五年的工作寿命。他说，由于 11 比 1 的超额认购率，我们可以确信望远镜剩余寿命的每一秒都将得到最大限度的利用。