三十年前，一组美国国家航空航天局的宇航员将哈勃太空望远镜从航天飞机的货舱中推出，送入近地轨道。在地球大气层之上，哈勃可以研究宇宙中地面天文台无法观测到的现象。它不是第一个太空望远镜，但它是迄今为止寿命最长、成果最多的一个——这在很大程度上归功于它的创新设计，使其可以被访问、维修和升级。如今，它已经不可逆转地改变了天文学，不仅促成了关于宇宙的深刻新发现，还促成了更雄心勃勃的太空望远镜计划。
虽然哈勃的眼睛位于地球上方500多公里处，但它的心脏可以说是在巴尔的摩：在太空望远镜科学研究所的大厅、办公室和会议室里，天文台的科学操作就在那里进行。为了纪念哈勃三十年的发现历程，《大众科学》采访了该研究所的主任肯·森巴赫，讨论了望远镜最革命性的发现、它在冠状病毒大流行期间的运行情况以及它还能持续多久。
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【以下为采访的编辑文本。】
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太空望远镜科学研究所主任肯·森巴赫。图片来源：NASA 和 STScI
作为太空望远镜科学研究所的主任，您与哈勃的关系是什么？
我负责哈勃的科学操作，以及我们在那里做的其他工作，比如即将到来的詹姆斯·韦伯太空望远镜[JWST]的科学和飞行操作，以及米库尔斯基太空望远镜档案馆的运行。所以哈勃是研究所工作的一个组成部分。我有一个优秀的团队，由一个任务办公室领导，该办公室负责我们在那里进行的日常哈勃操作。
就哈勃而言，您工作中最好玩的部分是什么？
看到整个哈勃团队协同工作，让一个伟大的科学想法变成壮观的东西，我从中获得了很大的满足感。这很有趣。但还有一些其他的事情——这是我的职位带来的好处。它被称为“主任酌情时间”。这给了我最多10%的望远镜时间供我选择使用——通常用于特别重要的观测，这些观测可能时间太紧迫或过于雄心勃勃，无法通过通常的望远镜时间分配渠道获得。有时，这些只是每个人都认为我们需要的东西，但它们不是最前沿的，它们不是全新的和闪亮的——必须完成的基础科学的基本问题，才能达到每个人都想达到的顶峰。
多年来，哈勃的一些最伟大的成功，真正推动了该领域的发展，都源于主任的酌情时间。我认为最好的例子是深场。第一个哈勃深场、随后的超深场、随后的前沿场——它们基本上都出自当时的主任说：“这足够重要和革命性，值得去做。即使其他人可能不同意我的观点，我们也会为了社区的利益而继续前进。”
因此，例如，我已经利用我的主任时间启动了一个名为ULLYSES的项目——“年轻恒星紫外线遗产库，作为基本标准”。这将是哈勃有史以来执行的最大项目。在望远镜绕地球运行的1000个轨道上，它将利用天文台独特的紫外成像和光谱学来解决恒星是如何形成的这个问题。结合来自当前和即将到来的设施（如盖亚、ALMA[阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列]和[JWST]）的其他观测，这可以让我们最终捕捉和揭示我们以前无法获得的恒星形成的细节。如果我们十年内不了解恒星的形成——凭借这个项目，以及所有这些令人惊叹的设施的出现——我们可能永远不会理解它。
而且，除了哈勃，其他任何东西都不能完成这些紫外线观测？
没错。你无法做到。你无法从地面天文台获得紫外线，因为地球大气层会阻挡这种光。所以你需要一个太空望远镜来完成它。而现在，哈勃是唯一能够提供这种信息的望远镜。[JWST]及其计划中的后续设备，一个名为WFIRST[宽视场红外巡天望远镜]的天文台，都在红外线范围内，因此它们无法做到。目前只有哈勃可以看到这种光，除了少数几个无法与哈勃的能力相提并论的例外情况。所以，当哈勃退役时，我们可能会对紫外线宇宙视而不见。现在，即使我们已经运行了30年，我真的认为，对于哈勃来说，最好的时刻尚未到来。
真的吗？可能到来的“最好”是什么？哈勃还能持续多久？
过去三十年的一个教训是，哈勃总是在它所看的任何地方给我们带来新的和有趣的事情。它是近年来我们对宇宙的知识以惊人的速度增长的关键贡献者。我们学得越多，就越觉得我们需要学得更多——这在一定程度上也是我们仍然有如此难以置信的需求的原因。我们每年仍然收到来自世界各地的研究人员的1000多份提案，他们希望利用哈勃来研究从太阳系物体到可见宇宙边缘的各种事物。
现实一点说，我认为哈勃还有五年的寿命。我们正在以一种旨在使其在2025年前保持科学生产力的方式运行天文台。这是否意味着我们能够达到2025年？不，明天可能会出问题——毕竟这是太空行业。但是，话又说回来，也许我们可以达到2030年。哈勃有很多内置的冗余。而且，在其整个生命周期中，宇航员曾五次访问、维修和升级它。每次维修任务都使天文台恢复了活力，并赋予它新的能力——更好的电子设备、更好的机械组件、更好的探测器等等。事实上，这些新东西中的大部分都没有失效，这意味着它们已经度过了婴儿死亡期。它们可能会再运行10到15年。哈勃的大部分部件都非常健康。让我担心的是天文台最初的一些东西，比如精细制导传感器电子设备。30年来，它们每天都沐浴在宇宙辐射中。最终，这会造成损害。
至于哈勃仍然可以做的变革性事情：首先，哈勃可能会对多信使天文学产生重大影响——你利用引力波天文台来探测诸如合并的黑洞和中子星等事物，然后使用其他更传统的设施来研究这些事物。这是一个研究领域，它正在为宇宙中最巨大和最活跃的事件打开一个全新的窗口，这些事件会使时空结构产生涟漪。哈勃可以极大地帮助我们了解夜晚发生了什么，到底是什么碰撞或合并导致了这些涟漪。
此外，哈勃最初旨在帮助解决的问题之一仍然存在，即确定宇宙膨胀的速度——即所谓的哈勃常数。现在，根据宇宙微波背景测量的哈勃常数的值与根据使用超新星观测相对附近的宇宙测量的值之间存在日益增长的紧张关系。该天文台已帮助将附近宇宙的哈勃常数值精确到10%，正如最初承诺的那样。然后我们将其提高到3%。现在，我们正在努力将其提高到1%。我们可能很快会达到这样的程度，即这两组估计值之间的紧张关系确实需要全新的物理学类型来描述正在发生的事情。也许那里有另一种中微子。发现这样的东西将是巨大的。
随着[JWST]的出现，让我们记住，人们将用[JWST]观察的一切，他们也会想用哈勃来观察，以便在这两个天文台都在运行的情况下获得更完整的图像。对恒星形成、第一个星系、系外行星的研究都将受益于这两个天文台的合作。
因此，所有这些事情都让我相信，哈勃最美好的岁月尚未到来。
您认为NASA应该考虑另一次维修任务吗？
这当然是值得考虑的事情。在不久的将来——2020年代甚至可能是2030年代，在紫外线和真正蓝色的可见光方面，哈勃的能力没有明显的继任者。如果哈勃真的在2025年结束，我们可能会有10年、15年甚至20年的时间缺口，直到另一架大型望远镜能够上线并具备这些能力。这对该领域会有多大的损害？你肯定会希望哈勃或类似的东西与其他许多计划中的未来任务的观测协同作用。
你知道，我永远不会押注哈勃会失败。但在与任何潜在的哈勃翻新相关的潜在成本效益方面，有很多方面需要考虑。必须做出权衡。我想说，直接关上那扇门是短视的。但是，在没有仔细考虑的情况下就说“让我们去做”也是轻率的。
冠状病毒大流行显然给社会的各个方面带来了挑战。它是否影响了哈勃的运行？
好吧，很难将哈勃望远镜置于这样一个波及全球的巨大事件的背景下进行讨论。但我们很幸运，因为我们对此做好了充分的准备。多年来，我们一直在精简规模、优化流程并实现运营自动化，以此来节约资金并提高效率。因此，我们可以确保科学研究持续进行，并且在我们的团队大部分居家办公的同时，哈勃望远镜的运行也能继续。我们确实有一些人员在现场负责向望远镜上传指令。然而，对于必须有人在现场进行实际操作的地面观测台来说，现在要保持其运转就困难得多。因此，在整个疫情期间，哈勃望远镜正在以观测来填补一部分空白。我们很自豪并且很高兴能够做到这一点。我们很高兴能够提供鼓舞人心的科学成果，在可能原本黑暗的时期为人们带来一丝光明。