國際載人航天日 | 探索太空奧秘的不只有載人航天，還有這8種太空望遠鏡

今天，是第六個國際載人航天日，也是人類首次載人航天飛行55周年紀念日。

1961年4月12日，蘇聯宇航員尤里·加加林乘坐「東方一號」宇宙飛船進入太空，在完成繞地球飛行一圈後，乘坐返回艙成功返回地面，成為人類進入太空的第一人。

在此之後，人類對太空的求知慾日漸膨脹，各國開始爭相進入太空探索模式。

載人航天可以讓人類伸手觸及到外層空間，而太空望遠鏡則可以讓我們看得更遠，洞察宇宙深空中的各種天體（物理）行為，研究宇宙誕生之謎。

太空望遠鏡，又叫空間望遠鏡。今天，就來八一八這8種著名的太空望遠鏡。

哈勃望遠鏡

在空間望遠鏡家族中，最著名的要數哈勃望遠鏡了，哈勃望遠鏡屬於大型里奇·克萊琴式望遠鏡，其技術特點在於使用了雙曲鏡面，從而獲得了極佳的光學性能。

雙曲鏡面對加工工藝要求非常高，代表了當時鏡面拋光的世界頂尖水平，也正是由於鏡面製造拖後了工程進度，哈勃望遠鏡在1980年代中期的費用就已經飆升到11億美元。

哈勃望遠鏡升空後，美國宇航局發現鏡面沒有達到設計要求，鏡面邊緣在加工上稍微偏離了2微米，造成了無法避免的球面像差，直接導致邊緣反射光無法聚焦。

幸好美國宇航局使用太空梭對哈勃進行了維修，在此後的二十多年時間內哈勃為我們提供了大量高清宇宙圖像，成為人類觀測宇宙的重要窗口。

開普勒望遠鏡

與哈勃望遠鏡相比，開普勒望遠鏡是後起之秀，2009年才進入軌道服役，任務方向為尋找系外行星，是迄今為止人類尋找系外行星的主力。

為了尋找太陽系之外的行星系統，美國宇航局為開普勒設計了一套全新的凌日觀測系統，能夠不間斷掃描太陽系周圍數千光年內的10萬顆恆星光度，一旦恆星光度出現微小變化，地面控制中心就可以分析出通過恆星盤面的行星基本情況。

在開普勒望遠鏡升空後不久，凌日觀測法一度發現了大量的系外行星候選者，目前系外行星的發現數量已經到達數千顆，幾乎都來自開普勒望遠鏡的觀測，美國宇航局科學家一度憧憬著發現類地行星的那一天。

不過好景不長，2013年開普勒反作用輪出現故障，直接導致望遠鏡方向錯亂「找不到北」，之後NASA通過光壓修復技術讓望遠鏡恢復觀測能力，但已經沒有了往日「犀利的目光」。

2014年，開普勒望遠鏡被安排了K2任務，觀測方向轉向調查遙遠的恆星系統。

赫歇爾空間望遠鏡

在紅外觀測領域，歐洲空間局的赫歇爾空間望遠鏡是一顆耀眼的明星，其發射於2009年，運行在距離地球150萬公里的拉格朗日點利薩如軌道上。

赫歇爾望遠鏡主要通過星載遠紅外儀對遙遠天體進行觀測，工作在遠紅外波段上，其鏡面直徑達到了3.5米，也是軌道上最大的反射望遠鏡之一。

由於宇宙中的遙遠天體時常無法被可見光望遠鏡捕捉到，因此歐洲空間局打造了這台觀測能力超強的紅外望遠鏡。

在入軌4年的觀測生涯中，拍攝到大量隱藏在遙遠塵埃雲背後的「隱形天體」，比如新生恆星、早期星系形成等。

由於在紅外觀測上需要超低溫環境，望遠鏡上的紅外探頭才能夠捕捉到遙遠天體的紅外光，歐空局為其配備了超流態氮冷卻劑，能夠提供接近絕對零度的超低溫效果。

這也意味著一旦冷卻劑消耗完全，望遠鏡的觀測生涯也就結束了。2013年，造價10億歐元赫歇爾空間望遠鏡結束了4年任務期後報廢。

斯皮策空間望遠鏡

斯皮策空間望遠鏡是美國宇航局大型軌道天文台的重要一員，從外觀上看其長得像一個巨大的圓筒，攜帶了當今世界上最先進的天基紅外陣列相機和紅外攝譜儀。

與傳統紅外望遠鏡一員，斯皮策望遠鏡也需要一個超級冷靜的大腦，主鏡面的溫度環境控制在零下267攝氏度，接近絕對零度。外殼還有一個保護罩，可遮擋太陽與地球反射光產生的溫度干擾，使望遠鏡能夠捕捉到遙遠宇宙的紅外光。

斯皮策望遠鏡的觀測目標是宇宙誕生之後出現的第一代天體，比如早期星系和恆星，可以認為這是來自宇宙遠古的光線，其中記錄了宇宙120多億年前的信息。

斯皮策望遠鏡還在系外行星觀測領域有所貢獻，一旦系外行星通過恆星盤面，望遠鏡就能捕捉到紅外輻射的變化，最終確定行星的軌道。

雖然斯皮策望遠鏡自2003年升空在紅外觀測領域一枝獨秀，但還是逃避不了紅外望遠鏡的宿命，在耗盡冷卻劑後結束觀測使命。

詹姆斯·韋伯空間望遠鏡

科學家之所以熱衷於使用紅外望遠鏡的根本原因在於能夠觀測到被宇宙塵埃等物質遮擋的天體，以及部分遙遠天體微弱的紅外輻射，這就意味著我們通過紅外圖像能夠看到截然不同的景象。

美國宇航局正在建造的新一代空間望遠鏡被命名為詹姆斯·韋伯，這也是一台紅外望遠鏡，攜帶了先進紅外相機與導星感測器。詹姆斯·韋伯望遠鏡也是哈勃望遠鏡的繼任者，造價達到88億美元，預計在2018年發射升空。

詹姆斯·韋伯望遠鏡採用了革命性的鏡面設計，主鏡面由18塊1.3米跨度的六邊形小鏡面構成，入軌後可展開形成直徑為6.5米的主鏡。

每個小鏡面的打磨過程也非常考究，表面使用了輕質鈹材料和重量為0.12盎司的黃金，堪稱黃金鏡面，鏡面背後還有一個微調電機，整體設計相當精細，允許的變形幅度不超過38納米。

如此精密的望遠鏡能否在入軌後保持完好的狀態也受到外界質疑，更重要的是詹姆斯·韋伯望遠鏡將定點在距離地球150萬公里的L2點上，一旦出現故障，我們就無法派遣宇航員對其進行維修，這也意味著該望遠鏡發射、展開等動作需要100%成功。

X射線望遠鏡

美國宇航局在1999年發射了一顆X射線天文衛星，即錢德拉X射線天文台，當時幣值為15億美元。

錢德拉空間望遠鏡的建造目的是對宇宙中可釋放X射線的天體進行觀測，比如伽瑪射線暴中的X射線發射信號、銀河系中央的超大質量黑洞X射線輻射等，目前已經進入第16個年頭。

美國宇航局正在籌劃建造新的X射線望遠鏡接替錢德拉望遠鏡，也將工作在X波段上，目前已經入圍了三個方案，如果一切順利，2020年底就會發射升空。

費米空間望遠鏡

在伽瑪射線波段上最著名的要數費米空間望遠鏡，其全稱為大天區伽瑪射線空間望遠鏡，專門用來觀測宇宙中的伽瑪射線暴。

我們知道伽瑪射線具有極強的能量，屬於高能天體物理範疇，其背後也蘊藏著強大能量的天體，費米空間望遠鏡的任務就是尋找宇宙中突然爆發的伽瑪射線暴，監視高能天體事件。

普朗克望遠鏡

普朗克望遠鏡屬於歐洲空間局為數不多的空間望遠鏡項目，利用前所未有的高解析度觀測宇宙微波背景輻射，繪製出迄今最為精確的微波背景輻射圖。

目前科學界認為宇宙微波背景輻射是大爆炸之後的餘溫，對其進行研究可揭開宇宙大爆炸之謎。

由於冷卻劑消耗殆盡，在2013年徹底退役。退役前實現了對宇宙微波背景進行5次巡天觀測，積累了大量寶貴的數據。

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