超期服役的哈勃望远镜再续传奇

为庆祝哈勃空间望远镜在地球轨道运行35周年，NASA发布了哈勃望远镜图像以及一系列其近期拍摄的精彩图像。图片来源：NASA官网

◎本报记者 张佳欣

35年前，美国国家航空航天局（NASA）将哈勃空间望远镜送入近地轨道。自那时起，它便开启了空间科学的新纪元。其拍摄的生动图像以及带来的无数科学突破，重塑了人类对宇宙的认知，还为新一代望远镜的开发带来启发。

35年后，尽管它的“继任者”——“宜居世界天文台”已提上日程，但哈勃望远镜依然“宝刀未老”，在天文学领域发挥着巨大作用。

捕捉地面望远镜无法观测的景象

1990年4月24日，哈勃望远镜搭乘“发现号”航天飞机升空。此后，它便一直停留在距离地球表面约515公里的轨道上。在这个有利位置上，哈勃望远镜几乎能毫无阻碍地观测宇宙，在很大程度上避免了地球大气层产生的干扰和模糊效应。

美国《科学新闻》杂志报道，哈勃望远镜与其他望远镜的一个关键区别在于，它能收集电磁波谱中紫外光部分的数据。这对于理解温度超过数万摄氏度的天体至关重要，比如大质量恒星和黑洞附近的混乱区域。

地面望远镜无法观测来自太空的紫外光，因为地球大气层会阻挡大部分紫外光。尽管其他一些空间望远镜对紫外光敏感，但它们拍摄的图像要模糊得多，而哈勃望远镜则具有一双“慧眼”，其观测的清晰度是以往传统地面望远镜的十倍。其极高的灵敏度能捕捉到亮度仅为人眼所能看到的最暗恒星十亿分之一的天体。而同样以拍摄壮观图像著称的詹姆斯·韦布空间望远镜，则对紫外光不敏感。

“在较短的紫外光和可见光波段，哈勃望远镜在灵敏度和分辨率方面，仍然是人类所能达到的最佳水平。”美国斯图尔德天文台天文学家凯文·海恩莱恩说。

仍是最受欢迎的天文设备之一

对于一台空间望远镜来说，35年的“服役期”已经相当漫长。

“令人惊奇的是，35年后，哈勃望远镜仍然拥有独一无二的能力，是科学发现和论文发表领域的‘主力’。”美国太空网援引美国西南研究院科学家库尔特·雷瑟福德的话称，“科学家们申请使用这台设备的时间，比实际可使用的时间多出好几倍，这意味着只有最顶尖、最出色的观测想法才能被哈勃望远镜选中。”

据欧洲空间局官网报道，为了延长哈勃望远镜的寿命，从1993年到2009年，宇航员乘坐航天飞机，对哈勃望远镜进行了5次维修，包括为其升级相机、计算机和其他支持系统。

如今，它已经进行了近170万次观测，观测了大约5.5万个天文目标。截至今年2月，科研人员基于哈勃望远镜的发现所撰写的论文已超过2.2万篇，被引用次数超过130万次。哈勃望远镜收集的所有数据都已被归档，目前数据总量已超过400太字节。申请利用哈勃望远镜进行观测的科学家人数是实际获得观测机会人数的6倍，这使得哈勃望远镜成为当今最受欢迎的天文设备之一。

维护还是退役面临两难选择

在1990年之前，地面上那些性能强大的光学望远镜，观测范围仅能触及宇宙的一半。对于宇宙年龄的估算，各方观点大相径庭。当时，人们只是怀疑超大质量黑洞是一系列罕见高能现象背后的能量源泉。而且，在那个时期，尚未在任何一颗恒星周围发现过行星的踪迹。

哈勃望远镜则取得了众多突破性发现。它通过深空场观测，揭示了无数早期宇宙中的星系；精确测量了宇宙的膨胀速度，为宇宙学研究提供了关键数据；发现超大质量黑洞在星系中普遍存在，改变了人们对星系演化的认知；首次测量了系外行星的大气层，开启了系外行星研究新纪元；也为发现加速宇宙膨胀的暗能量作出了重要贡献。

然而，不可否认的是，哈勃望远镜现在已超期服役，远超其最初的设计寿命。其最近一次维护任务是在近16年前。英国科技新闻网站The Register报道称，目前，NASA没有安排任何维护任务，而且轨道衰减意味着，这台望远镜迟早会以某种方式返回地球。

不过，哈勃望远镜还能再进行一次维护吗？航天器还能提升到更高的轨道吗？从技术上讲，答案是肯定的。然而，需要考虑两方面因素。一方面，即便通过维护延长其使用寿命，并确保其能受控进入大气层，但相较于继续运行所带来的收益，以及其他即将投入的观测能力更强的天文台，哈勃望远镜的实际价值究竟还有几何？

另一方面，NASA可能面临资金短缺的困境。由于美国政府大幅削减NASA的财政预算，NASA的整体经费预计将从248亿美元大幅削减至188亿美元。届时，NASA连发射一座已完工的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜都可能捉襟见肘，更遑论承担延长一台“高龄”望远镜寿命的任务了。

尽管如此，科学家们仍然希望哈勃望远镜能坚持到40岁“生日”。