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哈勃空间望远镜,遨游太空三十年,为什么人类只去看过它四次?

2020/6/24 2:15:12 来源:原创 浏览:

1990年4月24日,“发现号”航天飞机将有史以来最精密的太空设备送进了太空。

这部太空设备在太空中已经“服役”了三十年——时间比原计划翻了一倍,对宇宙进行了150多万次观测,是历史上最多产的科学设备之一。

它就是,哈勃空间望远镜(以下简称“哈勃”)。

哈勃对全世界人民来说,具有很高的知名度。一说到它,我们都会想到它在浩瀚宇宙中拍到的、传回地球的那些绚丽多彩的星云图片。但是它所做的贡献,远远不止拍回了这些星云图片。

2020年4月24日,是哈勃的三十岁生日。

纪录片《哈勃三十年:揭示宇宙奇观》,回顾了哈勃从诞生之初到多次升级维护,再到独自遨游宇宙的众多历程,揭秘了很多关于哈勃的人和事。

哈勃的低谷与荣耀

上世纪40年代,天文学家们开始期待在不受地球大气层扭曲影响的情况下,观察宇宙。哈勃就是对这一梦想的实现,它是首个被送入绕地轨道的大型光学望远镜。

1990年4月24日,当地时间8点33分51秒,美国“发现号”航天飞机飞向高空。10分钟后,它带着哈勃进入预定轨道。然后将哈勃送到舱外,打开它的天线与电池帆板,按照计划释放了它。从那天起,哈勃开始了它的传奇经历。

哈勃的任务是揭开宇宙中一些最大的谜团,从恒星是如何形成的,到黑洞,还有暗能量。

在不到两个小时的时间里,纪录片《哈勃三十年:揭示宇宙奇观》讲述了哈勃这部不可思议的望远镜在发射后经历的荣耀、波折、嘲笑、成就、遗弃、孤独与怀念。

原来哈勃之所以叫做“哈勃”,是为了纪念伟大的天文学家埃德温·哈勃。他在二十世纪初发现了宇宙膨胀,其观点也代表了人类探索宇宙的初心。

我们不知道我们为何会生在这世上,但我们可以追寻这世界的真相。——埃德温·哈勃

哈勃拍摄到的星云图片令人叹为观止,它们大大拓展了人类对于宇宙空间的认识——原来我们所生存的宇宙是这样的,那里的景象这么美!

但是,哈勃拍摄的第一张照片,却没有达到科学家们的预期。虽然第一张照片的清晰度比地面望远镜拍摄的高清很多,但是拍到的恒星图像的外围出现了毛发状的光。原来是哈勃主镜面存在球面像差,这个瑕疵导致大部分光线发散。而这个失误,将导致哈勃的观测能力大大下降。

消息一出,舆论哗然,哈勃遭受着来自四面八方的批评与嘲笑。哈勃耗资15亿美元,有媒体讽刺地说“它本该为科学家们提供15年精彩绝伦的太空照片,可现在它却坏了”。

后来科学家们制定了补救方案,实施对哈勃的第一次维修。1993年12月2日,“奋进号”航天飞机载着宇航员们去看望哈勃。他们携带了100多种特制工具,矫正了哈勃存在的问题。

这次的维修非常成功,科学家们欢呼雀跃,美国总统还发去了贺电。

功能齐全的哈勃,有了更多的成就来证明自己。

被修复后的几个月,哈勃就见证了太阳系有史以来最壮丽的事件之一,也就是连续清晰地拍摄了彗星碎片撞击木星的过程。

一夜之间,哈勃的名声彻底扭转,成为每个天文学家都想使用的望远镜。同时,哈勃原来的负面形象得以扭转,它赢得了更高的关注度。

哈勃的完美“逆袭”,让它收获了牢固的民意基础,也是人们对它充满感情的开端。

彗星撞击木星一年后,哈勃被用来观测星云,帮助天文学家探索恒星是如何产生的,或者说它们是怎样被制造出来的。星云是巨大的尘埃和气体云,却是恒星诞生的地方。

哈勃用它无以伦比的高分辨率,拍摄到的结果让科学家们兴奋不已。著名的“创生之柱”,正是哈勃拍摄的。这些图片凭着前所未有的细节,揭示了恒星的诞生。

光年是光在一年中行进的距离,哈勃可以拍摄几百光年甚至几千光年外的星系。

哈勃能回首过去,看见星系的诞生,看到星系50亿年、90亿年、126亿年前的景象。哈勃 “它用一张照片,记录了近130亿年的历史。这是个惊人的成就。”

对哈勃第二次升级维护后,它甚至可以探测星系的核心,寻找宇宙中迄今为止发现的最奇特、最恐怖的天体之一——黑洞。

1997年4月14日,哈勃扫描了代号为M84的星系中心,对其中心看不见的黑洞进行了测重。测量结果显示,这个黑洞的质量,至少是太阳的3亿倍,是宇宙中真正的怪物。

原本很多天文学家认为,超大质量黑洞是很罕见的,但是哈勃却发现它们无处不在!哈勃彻底改变了我们对黑洞的认识,甚至让天文学家们调整了研究的方向。

科学家们还借助哈勃来回答人类曾提出的一个深刻的问题:宇宙的命运是什么。

哈勃观测到一颗在超新星爆炸中死去的大质量恒星留下的光迹。而中国天文学家曾在公元1054年7月4日目睹过超新星爆炸这个现象——哈勃让我们看到了先人们见过的场面的痕迹,多么奇妙。

通过分析测量结果,科学家们发现宇宙中存在着一种新的力量,它在重塑宇宙的未来。哈勃的助力,让天文学界一次次有了惊人的发现。

触摸过哈勃的宇航员们

为哈勃执行过太空行走任务的宇航员,有16名。每一次任务都是高危任务,他们都是冒着生命危险去修理和升级了哈勃。

纪录片《哈勃三十年:揭示宇宙奇观》中,采访了一些执行过哈勃维修任务的宇航员们。史蒂文、凯瑟琳、斯托利、约翰、迈克,他们感觉像是组成了一个特殊的乐队。乐队的每个人都齐心协力,完成了带来非凡成果的哈勃的升级维护任务。

时隔多年,他们对于每一个任务的每一个细节都能娓娓道来。一步一步要怎么做,他们都记得清清楚楚。

宇航员首先要在地面上练习他们在太空中所要完成的一切。虽然地球上没有任何地方可以抹去重力,但是对于要在航天飞机里生活的宇航员来说,他们要学习怎样在墙上睡觉、刷牙、吃东西。

他们会在一个巨大的有1600万加仑的水池里训练,这个水池是“中性浮力实验室”。水里有假想的哈勃和航天飞机,然后宇航员穿上白色的宇航服在水池里一遍遍地检查整个计划。

其实,在水池里的训练主要是动作编排,“你要明白抓住这个把手后,就可以伸手抓那个把手,这样你就可以动了。”因为无法真正模拟太空环境,宇航员要尝试着接受所有不同的感受,到时再根据太空里的情况做出判断。

在纪录片中,宇航员们详细描述了坐着火箭升空时的感受。他们把自己固定在一枚巨大的火箭上,而火箭会在8分半钟内,从静止加速到28000公里每小时以上。“它是个大怪兽,是个庞然大物。而我们就在它的肚子里,生死由它。”

大约在发射前的一两分钟,航天飞机会开始轻微晃动,这是因为工作人员在检查引擎,确保转动正常。这时候,宇航员会感觉到有些左右晃动,听起来像是水泵在启动。10分钟倒计时,出现轰鸣声和震动,宇航员就知道引擎已经就绪。两分钟后,主引擎熄火分离,航天飞机的飞行变得平稳。

“你会感觉加速度越来越大,身体在座位上也越来越重。八分半钟后加速的过程结束,前一刻你还觉得被压得喘不上气,后一刻马上要飘起来了,那种感觉太神奇了。”

宇航员们回忆看到哈勃时的情景,透露出一种对哈勃的亲切与怀念。“你可以远远地就看到它,看上去很清晰,就像是一颗星星。然后距离越来越近,它就变得更亮了。”

他们都知道航天是极其危险的,但他们也知道航天的意义,所以选择了义无反顾。

为什么人们对哈勃饱含感情

2003年2月1日,“哥伦比亚号”航天飞机在重返大气层时烧毁,没有幸存者。

这一悲剧发生后,考虑到航天飞机的安全问题,2004年1月,美国航天局宣布,取消即将进行的哈勃望远镜飞行任务。

“哈勃望远镜被遗弃了。”有助于我们预言宇宙命运的哈勃,自己却前途未卜。

没想到,放弃哈勃的决定,引发了人们的强烈抗议,美国航天局每周都收到上千条要求实施拯救哈勃计划的信息。当时哈勃已经家喻户晓,大家都不想放弃它。

2006年10月,美国航天局局长迈克尔·克里芬宣布:“我们将为哈勃空间望远镜增加一个维护任务,在航天飞机计划退役前完成。”话未说完,现场欢呼一片,人们纷纷起立鼓掌,局长本人也哽咽停顿。

民众们对于哈勃所倾注的感情,让哈勃有了最后一次与人类面对面的机会。

2009年5月,航天员们开展对哈勃的第四次维护任务,也是最后一次维护任务。经历了七年的孤独之后,哈勃终于最后一次和航天员以及航天飞机重聚。

航天员们都知道那是最后一次看到哈勃,他们为哈勃修好了那些故障的设备,换上了新的科学仪器,让它处于前所未有的良好状态。

在这最后的会面时间,有宇航员在进入舱门前,静静地待在那里,享受着景色;有宇航员拍拍哈勃,向它敬了个礼,“祝愿它在今后的旅途中一切顺利”。

最后一次与“我们的地球,我们的宇宙,还有哈勃望远镜”同框后,宇航员们回家了。而哈勃,需要自己继续探索宇宙。

“我想你。”

“谢谢你让我看到了宇宙的美丽。”

“生日快乐,哈勃,30岁快乐。”

在纪录片的末尾,有宇航员们对哈勃的深情表白。

宇航员斯托利更是对哈勃这样打招呼:“嗨,亲爱的。”他说完这句后静默了一会,似乎是在稳定情绪,才接着说:“我爱你。”

不但是宇航员们对哈勃有着深厚的感情,世界各地的人们都对哈勃有着特殊的关注与情感。

哈勃就像是每一个人在太空中的眼睛,它让我们看到了以往从未见过的景象,并深受震撼。它从一开始的不被看好,再到后来的屡创奇功,就像是一个人的传奇经历,让人惊叹连连又深受鼓舞。

每当它向人们展示某种天文现象时,就像是远在太空的它在精神层面上与人们对话。它用自己拍摄的图片,无声告诉人们宇宙的起源、绚丽与变化。

尽管还会有更多的空间望远镜,但是人们对哈勃的感情,恐怕难以在其他空间望远镜上重演。哈勃对于人们来说永远是特别的,这是属于人们对哈勃——这位宇宙观测“开荒者”的殊荣。

“哈勃不仅是人类历史上最成功的望远镜,也是人类历史上最成功的科学实验之一,真正将全人类团结在了一起,都感觉像是在用自己的眼睛看宇宙。”

自2009年以来,哈勃始终独自在太空中遨游,再也不会有人触摸到它。“发现号”航天飞机也已经在博物馆。

但是哈勃会继续向我们呈现宇宙的浩瀚,发现宇宙的奇迹。直到,它老得再也不能动。

生日快乐,哈勃。

谢谢你,让我们看到了宇宙的样子。

祝愿你,在今后的旅途中一切顺利!

(文中配图均源自纪录片《哈勃三十年:揭示宇宙奇观》)




2020年04月28日星期二

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