要不要给哈勃空间望远镜续命？

这是一架在太空遨游三十余载的空间望远镜，是以卓越的天文学家爱德文·哈勃（Edwin Hubble）命名的大型天基天文台。身处穹顶之上，远离了地表的风雨雷电、大气扰动以及无处不在的光污染。哈勃空间望远镜通过精确测量造父变星更正了哈勃常数，得出宇宙的寿命及其膨胀的速度[1]；通过在可见光波段下对星系中心的高分辨率观测，得出附近矮星系中心是一颗黑洞的结论[2,3]；将镜头移向木星，天文学家收获了当时最清晰的行星影像资料，通过对木卫三极光的观测，得出其地表冰层之下是一个100千米深的全球海洋[4,5]；与此同时，哈勃空间望远镜对矮行星冥王星和彗星的观测均为太阳系演化带来了丰硕的天文学成果。时至今日，历经5次大修，哈勃空间望远镜依旧承载了人类对深邃宇宙探索的渴望：150万次的观测活动，19,000篇文献以及不胜枚举的科普著作，背后是哈勃空间望远镜的支持。

哈勃望远镜首发艺术概念图 图源：forbes.com

然而，哈勃空间望远镜的轨道高度（535公里近地轨道，每95分钟绕地球一周）决定了如果不定期进行轨道机动，稀薄的外层大气将在2026年把它拖回地球母亲的怀抱。返回的过程不会太顺利，上千摄氏度灼热的等离子体会让它在大气层中燃烧得渣都不剩。当然，这并不是大家希望看到的结果。

2022年9月22日，NASA和SpaceX宣布他们正在研究操纵龙飞船捕获哈勃空间望远镜的可行性。具体来说，龙飞船与哈勃空间望远镜进行对接，利用飞船的助推器，将望远镜推至更高的轨道。这个想法除了能够延长望远镜的工作时限，还有一个诱人的前景——通过维修和翻新充分榨干其光学主镜的性能，搭载最新的传感器，将获得更加清晰的影像。

SpaceX龙飞船 图源：SpaceX

说了这么多，或许有人会好奇，前段时间刚发射的韦布望远镜，不论是在成像精度，还是视场广度较哈勃空间望远镜提升显著，我们为什么还要把经费和时间浪费在一台上世纪的“老古董”身上呢？

问得好！细细想来，不论是资深的天文学者，还是观测者，每当我们用手边的镜子观察宇宙，总会有人上前询问道：“欸！这是天文望远镜吧，它到底能看多远啊？”。具体能看多远，取决于你的观测波段（可见光还是不可见光，光学还是射电）和观测手段（地基还是天基）。与之相对应的硬件的关键参数是镜面口径及焦距。

这是一张光学望远镜主镜尺寸对比图，哈勃空间望远镜的主镜口径为2.4米，韦布望远镜的主镜口径是6.5米，是哈勃空间望远镜的2.6倍。

哈勃空间望远镜VS詹姆斯·韦布空间望远镜 图源: 王启儒@牧夫天文

哈勃空间望远镜对天文学家来说仍具有价值，它在紫外线、可见光和近红外下进行观测活动。韦布望远镜的观测波段仅限近红外和远红外。同时，由于韦布望远镜处在日地拉格朗日L2点，距离地球150万千米，如此遥远的距离，人类尚不具备对其进行空间维修的能力，因而未来相当长的一段时间内它只能任凭微流星的侵扰，相比之下，“停在家门口”的哈勃空间望远镜反而更容易进行维修和升级。

哈勃空间望远镜与韦布望远镜观测波段比较 图源：NASA

对哈勃空间望远镜的第6次维修计划包含在2022年2月公布的北极星计划中，这是NASA与SpaceX的合作项目，通过开展多达三项载人航天飞行任务，旨在进一步拓展人类在外层空间长期生存和科学观测的技术，并为后续重返月球、前往火星及深空的探索作铺垫。

对此，SpaceX客户运营和集成副总裁表示：“北极星计划有助于扩展当前太空探索技术的边界，并推动商业合作伙伴之间创造性地解决复杂问题。”

SpaceX宇航员整装待发 图源：SpaceX

“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远生活在摇篮中。”这是出自"苏联航天之父"康斯坦丁·爱德华多维奇·齐奥尔科夫斯基的名言。天基天文台正是人类探索太空的慧眼，亦是照亮前行道路的灯塔。相信在未来相当长的一段时间内，哈勃空间望远镜将继续为天文工作者们提供有价值的数据。小编预测科学家会帮它续命！

PS，2022年10月9日，我国的第一个太阳空间望远镜——先进天基太阳天文台——由长征二号丁运载火箭发送至预定轨道，并如期开展相应的观测活动，开启了中国综合性太阳空间观测的时代。后续将观测和研究太阳磁场与太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑爆发和日冕物质抛射的起源及三者之间可能存在的因果关系，揭示太阳磁场演变导致太阳耀斑爆发和日冕物质抛射的内在物理机制，为空间天气提供预报的物理基础。

综合编译：王启儒

校对：牧夫天文校对组

后期：胡永葳

责任编辑：毛明远

参考与引用

[1]Palmer, Roxanne (April 24, 2015). "25 of the Greatest Hubble Telescope Discoveries From the Past 25 Years". World Science Festival. Archived from the original on March 6, 2016. Retrieved February 23, 2016.

[2]Gebhardt, K; Bender, R; Bower, G; Dressler, A; et al. (2000). "A Relationship between Nuclear Black Hole Mass and Galaxy Velocity Dispersion". The Astrophysical Journal. 539 (1): L13–L16. arXiv:astro-ph/0006289. Bibcode:2000ApJ...539L..13G. doi:10.1086/312840. S2CID 11737403.

[3]Ferrarese, Laura; Merritt, David (2000). "A Fundamental Relationship between Supermassive Black Holes and their Host Galaxies". The Astrophysical Journal. 539 (1): L9–L12. arXiv:astro-ph/0006053.

[4]Saur, Joachim; Duling, Stefan; Roth, Lorenz; Jia, Xianzhe; et al. (March 2015). "The search for a subsurface ocean in Ganymede with Hubble Space Telescope observations of its auroral ovals". Journal of Geophysical Research. 120 (3): 1715–1737.

[5]Bibcode:2015JGRA..120.1715S. doi:10.1002/2014JA020778.hdl:2027.42/111157. Archived from the original on July 20, 2018. Retrieved August 25, 2019.

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来源：牧夫天文

编辑：冬眠爱好者