• 正在加载中...
  • 太空望远镜

    太空望远镜,又叫光学望远镜,是天文学家的主要工具之一,大多数天文学上用的光学望远镜,都是由一片大的曲面镜,代替透镜来聚焦,这样可以确保灵敏的探测器能用最大限度收集从遥远星球发出的光,它可以避免地球因为大气层干扰而使得图像模糊不清的困扰。

    编辑摘要

    目录

    概述/太空望远镜 编辑

    (图)斯皮策太空望远镜发现星云斯皮策太空望远镜发现星云

    太空望远镜,从地球上发射,安放与在大气层之外的太空。在距离地面数百公里的轨道上,它不会受到大气层的干扰。大气层在保护人类的同时,也过滤掉了大量珍贵的来自宇宙的信息。地面上的光学天文望远镜因此望尘莫及。哈勃望远镜的重大发现包括拍摄到了遥远星系的“引力透镜”和新的恒星诞生的“摇篮”等等。天文学家越来越热衷于把望远镜送入太空,从而获得更多在地面上无法获得的信息。[1]

    工作原理/太空望远镜 编辑

    (图)太空望远镜太空望远镜了解宇宙

    科学家提议建造的一架太空望远镜将利用带图案的金属片来聚光,而不需镜子或透镜,此望远镜将具有令人惊讶的犀利视力,能发现其它恒星周围的地球大的行星。

    天文望远镜通常是用弯曲的镜子来聚光,但向太空发射时对镜子的大小就有限制,因为发射大型的物体到太空会增加成本,况且发射火箭的威力也是有限的。而这种新型望远镜采用了完全不同的方式来聚光,不需较大的主镜或透镜,而只需采用一面较小的次要镜子或透镜。

    此技术诀窍是充分利用了自然光波,能导致光线围绕着物体的边缘发生弯曲。这种现象就叫“衍射”,这就是为何你能听到来自大楼角落的声音的原因。这意味着只需让光线通过不透明金属片上雕刻的某种样式的孔洞,就能让光线聚集成一个图像。其实这类图案形的金属片早就用来聚集激光束,但一直没有应用到天文学领域。

    科学家称此金属片为菲涅尔区金属板,这一命名是源于法国物理学家菲涅尔于19世纪研究了衍射现象。 

    主要优势/太空望远镜 编辑

    太空望远镜太空望远镜

    太空作为天文研究地盘的太空望远镜,大部份皆为欧美国家所发射(只有少许例外地由日本发射)。在地球大气外装设观测设施有两大好处,首先影像可更为清晰,否则大气的阻隔会使影像变得模糊(情形就像身处充满蒸气的浴室之中)。

    可以侦察到那些从恒星和星系而来,却被大气层阻挡着的辐射,例如紫外线、X射线和伽玛射线。虽然我们有赖大气层保护免受太阳紫外线和X射线的灼伤,但是这也意味着如果我们留在地面上,便会错失大量来自宇宙的信息。

    科学家们可以通过它第一次探测太阳系外行星的大气层,并得知它们所围绕的恒星的年龄,以此进一步推断宇宙的年龄。寻找生命迹象 ,一架宽30米的菲涅尔成像仪将具有足够大的威力,能看到距离地球30光年范围内的地球大的行星,并能测量此行星的光谱,以寻找生命迹象,如大气中的氧气。菲涅尔成像仪还能测量遥远宇宙中非常年轻的星系的特性,拍摄我们太阳系中任何天体的详细图像。

    研发过程/太空望远镜 编辑

    (图)太空望远镜太空望远镜内部构造

    1918年,哈勃
    哈勃以具有直径2.5米反射镜的胡克望远镜探索遥远的星系,精确地指出银河中看似微弱的星云,其实是位在距离我们有几百万光年的其它星系中。他的研究有助于天文学家了解宇宙的浩瀚。

    1947年,加州巴洛马山的海尔望远镜
    架设在美国加州巴洛马山,具有直径5米反射镜的海尔望远镜,可以实现对可见宇宙的较外边缘的观测。天文学家利用它对遥远的星系,如仙女座星系,做非常仔细的观测,他们测量出仙女座星系距离地球二十万亿公里,是先前所知距离的两倍。

    1960年代起,计算机辅助观测
    当今的天文学家将计算机应用于望远镜所有的设计、架构与操作的各个阶段,促使新一代效能更佳的望远镜来临,结果产生了许多不同的模式,适用于多种不同的任务。

    1977年,多面反射镜组成单一影像
    凭借计算机的辅助,许多来自反射镜的影像可结合成单一影像。1977年设于美国亚历桑那州霍普金斯山的第一座多面反射镜望远镜(MMT)首次运行。该望远镜一排6片,直径1.8米的反射镜,可聚集到相当于直径4.5米单片反射镜所聚集之光线。

    1986年,电子藕合装置(CCD)进一步辅助观测
    电子仪器与计算机的问世对天文学产生了深远的影响,强化的影像促使天文学许多不同新见解的产生。具有电子藕合装置的电子感应器可感测到最微弱的光学讯号,或侦测许多不同种类的辐射。经过计算机处理后,讯号被整理与加强,这些经由电子仪器观测到的讯号传递了清晰的信息。数字处理将极细微的差异放大,显现出原来被地球大气掩藏,以致肉眼看不到的东西。

    1990年,拼嵌式望远镜
    拼嵌式望远镜具有成本低廉、修补时易移动的优点。美国夏威夷的凯克望远镜是由36片反射镜拼嵌成一座直径10米的望远镜。凯克望远镜所观测的物体亮度比海尔望远镜所能见到的强4倍。

    1990年,哈勃太空望远镜
    排除了地球的混浊大气层的视野干扰,哈勃太空望远镜正在距离地表600 公里处环绕地球运行和观测。哈勃太空望远镜是有史以来最具威力的望远镜,它让我们观看宇宙的视野起了革命性的改变。现代,计算机网际网络计算机网际网络通畅无阻,使终端个人使用者不受时间和空间的限制,就可结合全球(甚至外层空间中)的观测望远镜进行远方遥控观测。并可立刻结合先进计算机软件进行分析与数字处理。

    主要种类/太空望远镜 编辑

    (图)斯皮策太空望远镜斯皮策太空望远镜

    空间红外望远镜

    2001年发射升空,其主镜口径84厘米,配备有灵敏度极高的红外探测元件。为彻底避开地球红外辐射的干扰,它将遨游于近百亿米之遥的深空轨道。当望远镜在外层空间、处于极低温的条件下进行观测时,红外波段的宇宙“面容”纤毫毕现,较之于地面观测将清晰百万倍。

    空间干涉望远镜

    于2005年3月被送入预定轨道。它实际上由7架30厘米口径的镜面组成,进入轨道空间后将释放排列成长达9米的望远镜阵。运用光学干涉技术,其最终的空间分辨率可优于哈勃望远镜近千倍。建造空间干涉望远镜,要求极高的技术水平,它的应用将使天文学家分辨遥远恒星的能力迈上一个新的台阶。

    地外行星搜寻者

    “地外行星搜寻者”是美国宇航局空间计划的“点睛”之笔,计划于2012年发射升空。它汇集了人类太空望远镜技术的精华,将在寻找太空生命方面崭露头角。“地外行星搜寻者”的设计思路与空间干涉望远镜相似,但在规模与性能上有重大突破。空间干涉望远镜的可收卷镜阵延伸9米上下,而“地外行星搜寻者”的镜面阵列延展可达百米。利用它空前的分辨率,人们将足以探明,在太阳系邻近数十光年之内,是否存在与地球条件相似的行星,并进一步为解开地外生命的“悬念”获取宝贵的线索。

    哈勃望远镜

    哈勃望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜。它上面的广角行星相机可拍摄到几十到上百个恒星照片,其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上,其观测能力等于从华盛顿看到1.6万千米外悉尼的一只萤火虫。哈勃望远镜所收集的图像和信息,经人造卫星和地面数据传输网络,最后到达美国的太空望远镜科学研究中心。利用这些极其珍贵的太空图像和宇宙资料,科学家们取得了一系列突破性的成就。沉寂多年的天文学领域,正发生着天翻地覆的变化。
    (图)费米伽马射线太空望远镜费米伽马射线太空望远镜

    康普顿伽马射线太空望远镜

    重15.4吨、长9.45米,造价6.7亿美元,是迄今进入太空最重的卫星之一。1991年4月5日,它随“阿特兰蒂斯号”航天飞机升空。在9年的太空旅行中,康普顿为人类探索宇宙写下了一本厚厚的功劳簿。2000年5月30日,这只人类在外层空间最犀利的“眼睛”开始回家的路程,并于6月4日在人工控制下坠入太平洋。

    斯皮策太空望远镜

    于2003年8月25日发射升空,是人类史上最大的红外线波段太空望远镜,取代了原来的IRAS望远镜,斯皮策前身名为SIRTF(Space Infrared Telescope Facility)。 它的观测波段为3微米到180微米波长,由于地球大气层会吸收部份的红外线,而且地球本身也会因黑体辐射而发出红外线,所以在地球表面无法获得红外波段的天文资料。

    钱德拉X射线太空望远镜

    美国哥伦比亚号航天飞机1999年7月23日升空,把钱德拉X射线太空望远镜(Chandra X-ray Observatory)送到了太空。这一空间天文望远镜将帮助天文学家搜寻宇宙中的黑洞和暗物质,从而更深入地了解宇宙的起源和演化过程。钱德拉望远镜是美国航宇局NASA“大天文台”系列空间天文观测卫星中的第三颗。该系列共由4颗卫星组成,其中康普顿(Compton)伽马射线观测台和哈勃太空望远镜(HST)已分别在1990和1991年发射升空,另一颗卫星称为太空红外望远镜设施(SIRTF),也就是斯皮策太空望远镜,于2003年发射成功。

    空间视野/太空望远镜 编辑

    中国首台大口径太空望远镜有望在自己的空间实验站上建成,它的口径不如哈勃太空望远镜大,但视场即“空间视野”较哈勃更为宽阔。按计划中国将在2020年前后拥有首个空间站,此前还有多个重要建设节点。在神八飞船与天宫一号完成首次空间交会对接后,2012年中国将相继发射神九、神十飞船与之对接。[2]

    空间站三舱段总重不超过66吨,其中可提供有效载荷的重量约17吨,大口径空间望远镜计划放置于作为第二副舱的实验舱内。望远镜主镜的最大口径为2米,比哈勃太空望远镜的2.4米口径小约六分之一,分辨率也相对低些,但它的特点在于拥有较大视场,可同时观测更广大的宇宙空间。这台太空望远镜具有多功能,以可见光观测为主,同时也具备红外观测等手段。

    相关文献

    添加视频 | 添加图册相关影像

    参考资料
    [1]^引用日期:2011-12-27
    [2]^引用日期:2011-12-27

    互动百科的词条(含所附图片)系由网友上传,如果涉嫌侵权,请与客服联系,我们将按照法律之相关规定及时进行处理。未经许可,禁止商业网站等复制、抓取本站内容;合理使用者,请注明来源于www.baike.com。

    登录后使用互动百科的服务,将会得到个性化的提示和帮助,还有机会和专业认证智愿者沟通。

    互动百科用户登录注册
    此词条还可添加  信息模块

    WIKI热度

    1. 编辑次数:14次 历史版本
    2. 参与编辑人数:5
    3. 最近更新时间:2013-06-07 11:01:13

    互动百科

    扫码下载APP