昨天晚上,美国国家航空航天局公布了耗资100亿美元的詹姆斯·韦布空间望远镜的首批5张全彩宇宙图像,引起了全世界的关注。
这些宇宙图像确实非常精彩,展现了宇宙的浩渺和星空之美。关于这些宇宙图像都讲述了什么知识,我们这里不介绍了,感兴趣的朋友可以在下面这篇文章里阅读。
很多人会好奇:为什么人类要把望远镜送上太空去呢?空间望远镜的历史是怎样的呢?咱们今天来了解一下。
众所周知,望远镜其实就是利用光学原理,收集来自遥远物体的光线,聚焦在一起供人类观测的工具,能够大大拓展我们的视野。
大概400年前,意大利著名科学家伽利略将这种工具对准了夜空,打开了科学的新大门,也让人们意识到望远镜这玩意不仅可以看地面,还可以看宇宙。随着人类打造的望远镜越来越强大,看到的宇宙天体也越来越远,破解的谜题也越来越多。
一开始,天文学家还能在自己家利用自己打磨的望远镜发现新的天体,比如英国天文学家威廉·赫歇尔就是这样发现天王星的。到了后来,天文台被建得越来越高,很多天文台都搬到山上去了。
为什么会这样呢?是因为山顶离那些天体更近、更容易观测吗?当然不是,这些天体动辄就距离我们成千上万光年(1光年≈9.46万亿公里),还在乎山顶那点高度?
真正的原因在于,地球大气层的扰动,会影响天文望远镜的观测。虽然我们肉眼看地球的空气是透明的,但天文望远镜太敏感了,空气的流动会严重干扰观测结果,给天文学家带来许多麻烦。
因此,早在1923年的时候,德国太空先驱三人组之一的赫尔曼·奥伯斯出版专著《Die Rakete zu den Planetenrumen(火箭进入行星空间)》,首次提到了关于利用火箭将望远镜送上太空的想法。太空中没有地球大气的干扰,可以随心所欲地进行观测。
要知道,这个想法确实是很大胆的,因为直到1957年,前苏联才发射了人类第一颗人造卫星——斯普特尼克1号,可见这个想法有多么富有创造力。
到了1946年,美国天文学家小莱曼·斯皮策也发表了论文,专门论述了空间望远镜的优势,并且一生之中都在为这项事业奋斗着。到了2003年,美国宇航局发射新的空间望远镜时,也用他的名字来给它命名,这就是著名的斯皮策空间望远镜。
说回到上个世纪,由于当时人类还没有将望远镜送上太空的技术,所以也只能想一些折中的办法,比如将望远镜放在了飞机上。这虽然比不上后来的空间望远镜,但也比地面上的望远镜强得多。
比较著名的就是美国宇航局的柯伊伯机载天文台,它是将一台0.8米口径的望远镜架设在了一架改装的C-14飞机,飞行到12500米高空进行观测,当时也取得了很多成就。
显然,这也是没有技术的情况下退而求其次的办法,如果可以的话,自然还是要将望远镜送上太空更好。毕竟飞机起飞也是要花钱的,还受天气的影响。空间望远镜可以24小时随时观测,还有很多的天体或者现象即使在高空也不便于观测的。
因此,在掌握火箭发射技术后,科学家就迫不及待地将望远镜送上太空了。最早的空间望远镜可以追溯到1968年的美国轨道天文台OAO-2。不过当时一共发射了4颗,只有2颗取得了成功。再加上人类技术有限,它也只工作了1个月左右就退役了。
世界上最著名的空间望远镜,莫过于哈勃空间望远镜了。就在轨道天文台OAO-2发射的同一年,美国宇航局就正式决定,要建造一台口径达3米的空间望远镜,预计在1979年发射升空。
遗憾的是,当时美国宇航局拿到的预算太过拮据,不断削减这台望远镜的预算,最后甚至直接撤销了项目。
这么重要的项目被取消,天文学家们自然是不会甘心的,许多天文学家亲自拜访美国的众议员和参议院,四处游说,才终于在1977年争取到了预算,但只有最初预想的一半——聊胜于无。
没有办法,他们只能精打细算,最后连3米的口径也被打了八折,变成了2.4米。即便如此,此时距离预定的发射时间也只有2年了,根本来不及打造。而且这点钱也还是不够建造望远镜的,所以他们又请求欧洲航天局出钱,并分享出15%的使用时间。
一直到了1990年,这台望远镜才终于发射升空,这就是著名的哈勃空间望远镜。
哈勃发射的6年后,美国宇航局就大胆设想下一代空间望远镜了,也就是今天的詹姆斯·韦布空间望远镜。韦布的口径达到了6.5米,综合观测能力是哈勃的100倍!根据美国宇航局的计划这个项目耗资大约是5亿美元,预计在2007年发射升空。
然而,美国宇航局似乎有放鸽子的传统,韦布望远镜的发射时间也像哈勃一样一拖再拖,连带着花费的资金也水涨船高。到了去年发射的时候,美国宇航局已经在这个项目上花了差不多88亿美元,再加上后续维护的费用,总共预计要花掉96亿美元,也就是将近100亿美元!
确实是有点恐怖了。
但不管怎么说,美国宇航局这96亿美元没有白花,26年的心血也没有白费,韦布望远镜的5张图像也可以说是完美了。它能够帮助天文学家取得的天文学发现,是无法用金钱来衡量的。
直到今天,美国宇航局仍然有正在打造的新的空间望远镜,比如南希·罗曼空间望远镜,这些望远镜都是人类了解宇宙的关键。
至于咱们国家嘛,大概在明年也要发射望远镜了。可以肯定的是,咱们花的钱比美国少得多,望远镜的性能却一点也不差。有了这些空间望远镜,我们可以更加了解这个宇宙。
同时,我们也不要忘了为这些望远镜付出毕生心血的科学家们,比如提出空间望远镜概念的斯皮策、为哈勃项目四处奔走的哈勃之母南希·罗曼、为了中国天眼在贵州深山跋涉12年的天眼之父南仁东。
期待有一天,我们能够拥有一台南仁东望远镜!