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眼睛是我們心靈的窗戶，因爲有眼睛的存在，所以我們看到了這萬千世界，無數的光芒通過眼睛成爲了一次次美好的回憶，比如愛人的笑容，母親的面龐，父親的嚴肅的眼神等等……但是天文學上，宇宙十分巨大，我們不可能通過眼睛來看到宇宙的全貌，因爲人類的好奇心和我們不斷探索的進取心，各國都向太空發射了很多的太空望遠鏡。

而這些太空望遠鏡就是我們人類觀測的眼睛，也是我們瞭解宇宙，觀察宇宙的一個重要途徑。說了太空望遠鏡，大家可能第1個想到的就是哈勃太空望遠鏡，其實除了哈勃太空望遠鏡之外，還有其他很多的太空望遠鏡，他們都有什麼歷史？如何進行觀測？科學家又是如何得到宇宙的數據呢？如何測量宇宙的數據呢？

哈勃太空望遠鏡

哈勃太空望遠鏡自1990年發射以來爲我們提供了一系列多姿多彩的圖像，這讓我們感到了人類的渺小。其實不僅僅是美麗的星系星雲圖片，還有哈勃太空望遠鏡收集到的所有數據也向我們展示了宇宙的新面貌，我們的宇宙觀正在不斷的刷新。從最接近於我們的月亮到最遙遠的星系之間有很多很多的星雲星系超新星黑洞中心等等天體，這都是哈勃需要觀測的。

1923年德國的一位科學家的名字叫赫爾曼奧伯斯，是他首次提出可以將望遠鏡發射到軌道上，以幫助克服地球大氣造成的影響。隨着科技的不斷髮展火箭發射也變得越來越普遍，這個想法也變的也越來越接近現實。

哈勃太空望遠鏡拍攝到的“上帝之眼”星雲

所以在1975年歐洲航天局開始與美國宇航局合作制定了合約書，也就是歐洲航天局和美國宇航局要來準備一起來開發哈勃太空望遠鏡了。考慮到當時的維修維護機制，正好航天飛機的誕生也爲哈勃太空望遠鏡的誕生提供了一臂之力。

事實勝於雄辯，哈勃太空望遠鏡改變了人們對宇宙的看法，它是一個非常成功的太空望遠鏡。

在1990年的時候，哈勃太空望遠鏡最開始的預算是15億美元，，這在科學界引起了很大的恐慌，因爲這實在是太貴了。那麼科學家爲什麼要發射了這麼貴的太空望遠鏡地球之外進行觀測呢？地面上也有很多天文臺和望遠鏡都可以進行，但是其實這些觀測與太空望遠鏡的觀測是不一樣的，因爲太空望遠鏡觀測的時候沒有任何的阻礙，他們觀測的時候不會受到地球大氣層和其他光污染的影響。

哈勃太空望遠鏡長13.2米，重量達到了11110公斤，它的直徑約4.2米。哈勃太空望遠鏡的主鏡直徑是2.4米，主鏡質量達到了828公斤，副鏡的直徑爲0.3米，副鏡質量爲12.3公斤。哈勃望遠鏡上的初始儀器包括廣域行星相機、戈達德高分辨率光譜儀(GHRS)、微弱物體照相機(FOC)、微弱目標光譜儀(FOS)和高速光度計。哈勃太空望遠鏡在1993年12月進行了一次維修任務，也就是Sts-61挑戰者號航天飛機的等任務。在1997年2月進行了一次服務任務，是發現號航天飛機執行了本次任務，航天飛機任務標號爲Sts-82。在1999年12月進行了第3次任務是一次維修任務，航天飛機編號爲Sts-103。最後的兩次維修分別爲2002年3月和2009年5月。哈勃太空望遠鏡的動力來源是Nih電池和兩個近8米高的太陽能模塊。

STS-103發現號航天飛機維修任務

哈勃太空望遠鏡一共維修服務過5次，雖然超過了預算，但是它爲我們帶來的數據確實改變了全人類對於宇宙的觀點。直到現在，哈勃太空望遠鏡每週還會給地球超過120G的數據。而在這其中最著名的還是一張名叫哈勃超深場的一副特別的拼接圖。這張特別的拼接圖裏面一共有3000多個星期有的星系離我們很遠，其他望遠鏡是無法觀察到的，而有的星系還很年輕沒有形成具體的輪廓，這也是哈勃最著名的一次觀測。

除了對宇宙中的星星進行觀測，哈勃還幫助天文學家觀測大爆炸以來已經過去了多長時間。具體就需要通過測量一種特殊的脈衝星的造父變量，天文學家們便能夠縮小宇宙的年齡，最後確定宇宙的年齡是137億年。在哈勃望遠鏡升空之前，人們認爲的宇宙年齡是100億年到200億年之間，沒有精確到137億年。

哈勃超深場

哈勃太空望遠鏡還會觀察遠處的行星與恆星以確定它們的形成過程時間等等其他數據，這樣就可以幫助我們來瞭解自身太陽系的形成。除了對遠處的行星與恆星進行一定的觀測之外，哈勃還對太陽系內的行星進行了觀測，比如木星和海王星的大紅斑和大黑斑，土星的隕石環等等。

哈勃太空望遠鏡可以說是“無所不觀”，它的貢獻是巨大的。

蓋亞太空望遠鏡

蓋亞太空望遠鏡其實是歐空局的太空天體測量任務，也是歐空局長期科學計劃的一部分，他的目標就是編織一個超過1億顆星星組成的3D空間目錄，其實這樣算起來的話，也就是我們大家向銀河系中不到0.7%的恆星。蓋亞的主要任務是準確觀測這1億顆恆星，比如它們的位置、距離、運動和亮度的變化等等。

歐洲航空局科學家預計將發現數十萬顆新天體，除此之外還需要觀測我們太陽系內的數十萬顆小天體。最終的任務還需要對愛因斯坦的廣義相對論進行嚴格的新觀測測試。

天文學家通過比較蓋亞的一系列精確預測，就可以確定恆星在太空中的距離和運動。由此產生的數據庫可以幫助天文學家能夠追蹤銀河系的歷史。這是一次很不錯的觀測任務。

歐洲航空局於2006年5月和空中客車公司和其他航空公司確定了合約。同時Astrium公司和其他幾家德國和英國分公司一起分包商公司參與了蓋亞衛星製造。蓋亞衛星由兩部分組成：有效載荷模塊和服務模塊。有效載荷模塊安置在一個保護措施之內，它是一個穹頂狀物體，有效載荷包含了兩個望遠鏡和三個科學儀器，保護措施穹頂由陶瓷材料碳化硅合成。

在有效載荷模塊下，服務模塊包含用於運行儀器的電子單元，以及推進系統、通信單元和其他基本部件。這些部件安裝在錐形框架的碳纖維增強塑料，也就是CFRP面板上。

最後，在服務模塊下面，一個巨大的遮陽罩使航天器處於陰影中，使有效載荷模塊可以保持在-110℃左右的幾乎恆定溫度，科學家必須保持一定溫度，讓儀器能夠進行精確和敏感的讀數。防曬板的直徑約爲10米，對於運載火箭來說太大了，所以它由十幾個摺疊板組成，是需要在發射後自動部署的。發電所需的一些太陽能電池板固定在遮陽板上，其餘的安裝在航天器的底部。

蓋亞衛星的驅動力是由極高熱機械穩定性部件所驅動的，採用了低擾動冷氣體微推進進行精密姿態控制，該儀器用於精密指向工作模式下的精密速率傳感。

看到這裏我們不得不佩服各位科學家對衛星的構造部署，把有效載荷的觀測部分進行隔離，保持平穩的溫度，而把蓋亞衛星的驅動力部分和保護措施連接起來，這樣可以有效節省所佔空間，給主鏡等模塊留出空間。

費米伽馬射線太空望遠鏡

費米伽馬射線太空望遠鏡是美國宇航局在2008年6月11日發射的，他的主要任務旨在研究伽馬射線的發射源，比如高速射線爆和脈衝星，還有就是對宇宙中最神祕的天體黑洞還有暗物質，暗能量等進行研究。費米伽馬射線太空望遠鏡是由美國宇航局主導的一次科學探測衛星，其他國家比如法國，德國，日本和意大利，瑞典等也都對這個計劃進行了資助活動。

費米攜帶兩種大面積望遠鏡儀器(LAT)和伽馬射線爆發監測器(GBM)，其工作能量範圍爲10 keV至300 GeV(10000至300000000000電子伏特)。LAT的主要探測器是由直角的硅和鎢條組成的，也就是伽馬射線電子——正電子成對然後電離成條中的物質，所以電離電荷與伽馬射線的強度成正比。這些條的排列有助於確定輻射的方向。宇宙射線比伽馬射線更常見，但LAT的物質只與宇宙射線以及伽馬射線相互作用，所以科學家可以區分或者忽略宇宙射線。

伽馬射線爆發監測器GBM由12個相同的探測器組成，每個探測器都包含一個薄薄的碘化鈉單晶體圓盤。伽馬射線的探測使晶體發出由光敏管桌面計數的閃光。多達一半的探測器可以看到相同的閃光，但不同的強度取決於探測器與光源的角度。此過程允許計算伽馬射線爆發位置，以便宇宙飛船可定向指向LAT的源頭，以獲得詳細的觀測結果。

開普勒太空望遠鏡

其實美國宇航局的開普勒太空望遠鏡的重點是尋找太陽系以外的行星，也就是尋找可能與地球相似的行星，開普勒太空望遠鏡自2009年3月推出以來，已經有9年的運作時間，開普勒太空望遠鏡是在去年11月15日退役的。

自從開普勒太空望遠鏡發射以來，天文學家僅通過這個望遠鏡就發現了數以千計的太陽系外行星（以下簡稱系外行星）。這些行星中有許多是在天鵝座的一個小區域發現的，開普勒在任務的前四年就發現了天鵝座的這個特別的區域。

開普勒太空望遠鏡在任期內發現2682顆系外行星，還有超過2900顆候選行星有待確認，不過就以往得觀測數據表明，這些候選行星大部分是不會出現數據誤差的。而且開普勒太空望遠鏡的服役時間遠遠超過預定的日期……其實開普勒太空望遠鏡的諸多發現就是爲了幫助天文學家爲系外行星分組，這也有助於理解它們和我們地球行星的起源。

開普勒太空望遠鏡花費了美國宇航局6億美元的預算，在2009年是美國宇航局的“發現號”計劃的一部分，該計劃的目標是探索太陽系的小天體，開普勒是在2001年被選定開發的，該計劃還有一個黎明號探測器，它的任務就是觀測Vesta和Ceres穀神星。

太空望遠鏡不斷升空，觀測的技術也在不斷進步，在2014年2月，天文學家們開創了一種新的技術。根據理論，一顆圍繞着多顆行星的恆星在重力上是穩定的，而一顆恆星與行星有一個緊密聯繫的關係，也就是說恆星系統的一部分，由於每顆恆星的質量引力，它的系統會變得不穩定。通過這項技術，研究小組在一次發佈中公佈了715顆確認行星，這是當時規模最大的一次成果公告。

所以美國宇航局也給開普勒太空望遠鏡定義了一個綽號，叫做：行星獵人，或者也可以叫做行星觀察者。

普朗克衛星

要說到宇宙微波輻射背景CMB大家肯定都知道，宇宙微波輻射背景也可以說是宇宙大爆炸的餘暉，但是普朗克衛星這個名字大家可能就不太瞭解了，其實說到宇宙微波輻射背景大家就應該想到普朗克衛星了。普朗克衛星於2009年發射，這顆衛星用了多年的時間收集了完整的CMB數據，研究它的科學家們剛剛完成併發布了他們的最後分析。那麼，普朗克衛星是改變了我們對CMB的看法呢？這還要從宇宙微波輻射背景說起。

其實大爆炸的餘暉不是均勻分佈，有一些區域有幾百微克爾文的微小溫度波動。雖然這在後期起到了很大的作用，但在引力增長之後，早期宇宙和今天的大尺度宇宙，只是在小於0.01%的水平上是不均勻的。普朗克衛星比先前任何時候都更精確地檢測和測量了這些波動差異。

這是一張宇宙微波輻射背景圖片，這張圖片要比以往任何時候都要精緻準確得多。20世紀90年代初，COBE衛星爲我們提供了宇宙微波背景的第一張精確的全天地圖，分辨率約爲7。大約十年前，wmap成功地把它降低到了大約0.5的分辨率。但是普朗克探測器它可以測量到0.07左右。

COBE是中巴的第一顆衛星，它只測量到7的波動。WMAP能夠在五個不同的頻帶測量分辨率降至0.5，Planck在9個不同的頻帶中的分辨率可以一直下降到5弧分(0.07°)。圖片來源：NASA/COBE/DMR；NASA/WMAP科學小組。換句話說，在早期本階段的宇宙圖片中不可能有衛星或者探測器比普朗克拍攝的更好了。

高分辨率，測量這種光偏振的能力，以及多個頻帶，使我們能夠比以往任何時候更好地理解、測量和減去銀河系中塵埃的影響。如果你想要理解大爆炸的餘輝，你必須理解可能會污染信號的影響因素。

結語

其實上面的太空望遠鏡只是幾個比較著名的，其實在太空中還有很多太空望遠鏡，它們都在夜以繼日的工作，爲人類的宇宙觀而奮鬥～

在未來，太空觀測的途徑將會越來越多，宇宙的神祕面紗也會一點一點的揭開，只要我們的太空觀測技術不斷進步，也許未來有一天我們真的可以堪破宇宙的真相。

加油吧，科學！