什么是哈勃望远镜？
哈勃望远镜是人类历史上之一架空间望远镜，也是目前更先进的空间望远镜。
空间望远镜的概念最早出现在1940年，19世纪70年代和80年代，美国航空航天局与欧洲航天局合作，设计与建造空间望远镜。1990年，世界上之一台空间望远镜问世了，设计者们用美国天文学家埃德温·鲍威尔·哈勃（1889～1953）的名字为其命名。
1990年4月22日，“发现号”航天飞机将哈勃望远镜送入地球轨道，哈勃望远镜开始运行于距离地面600千米的高空，摆脱了地球大气对天文观测的干扰，因此它的威力远远超过地基光学望远镜。哈勃望远镜总重约11吨，焦距57．6米，分辨率为0．005，为地面大望远镜的100倍，观测波长从紫外的120纳米到红外的1200纳米，造价15亿美元。在哈勃望远镜的帮助下，人类加深了对星系形成的了解，大致确定了宇宙诞生的年龄，增加了对恒星演化历程的知识，发现了黑洞存在的证据，并通过对遥远的类星体的研究，探察了宇宙的结构。
哈勃是如何成为最强大望远镜的？追溯哈勃历史，原来也很曲折离奇
1990年4月24日，著名的哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope，缩写：HST）发射升空。
如今，哈勃望远镜已经成为了世界上最著名的望远镜，它所公布的每一张宇宙照片都备受瞩目。可是，回顾起哈勃望远镜的发射历程，我们能想到的只有那几个词语——跌宕起伏、曲折离奇。
关于太空望远镜的构想，远比你想象的要早。
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 Planetenr?umen（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。
1946年，美国天文学家 小莱曼·斯皮策 发表了论文《Astronomical advantages of an extraterrestrial observatory（地外天文台的天文优势）》，正式提出了空间望远镜的概念和优势。
斯皮策一生之中始终致力于空间望远镜的研制上，对于哈勃望远镜以及其他空间望远镜的发射都作出了杰出的贡献。因此，NASA也将2003年发射升空的太空望远镜以他的名字来命名，这就是今年刚刚退役的 斯皮策太空望远镜 。
1962年，美国国家科学院也提交了一份报告，认为空间望远镜应该作为一项重要的天文视野来发展。于是，在1965年的时候，NASA成立了一个致力于建造空间望远镜的委员会，这个委员会的委员长即是斯皮策。
1974年，在空间望远镜还没有问世的时候，“寒酸”的科学家们只能利用飞机将观测设备承载到空中进行有限的观测。比如 柯伊伯机载天文台 ，就是利用改装过的C-14飞机搭载到12500米高空，在相对稀薄的大气环境下提高人类的观测能力。
为何天文学家纷纷将目光放在了太空？难道地球这个“小庙”容不下望远镜这一尊“大佛”吗？
容不下。
地球的大气层对于生命的存在至关重要，如果没有它，现在的地球将是一片死寂。但是，它阻拦了外太空辐射的同时，也阻拦了人类的视野。虽说我们的肉眼看不见空气，但这不意味着它真的是“看不见”，大气湍流在天文观测时给天文学家带来了巨大的障碍。
不仅如此，地球大气层可以遮挡或者削弱很多波段的电磁波。比如我们熟知的臭氧层，可以吸收大部分 紫外线 ，保护我们不会被太阳辐射所伤害，但是也阻止了科学家利用紫外线波段对宇宙进行观测。如果能让天文望远镜摆脱地球大气层，那就可以不受大气层的干扰，极大地扩展人类的视野。
不论是理论上还是其他一些初步的实践成果都告诉我们：空间望远镜的确具有非常巨大的观测优势。1968年，NASA正式决定：建造一台口径达到3米的空间望远镜，名称暂定为大型轨道望远镜或大型空间望远镜（LST），预计发射时间为1979年。这台望远镜，就是后来的哈勃太空望远镜。
可是，这个计划从一开始就面临着一个重大的问题：钱。
正应了那句话：钱不是万能的，没有钱却是万万不能的。
对于这台望远镜的高昂预算，美国国会提出了质疑，并且要求必须想办法降低预算。当科学家们绞尽脑汁地思考如何削减预算时，却接到通知说不用考虑这个问题了——不是国会有钱了，而是国会明确表示：这个项目撤销。
天文学家们如同遭到了晴天霹雳，他们到处游说，很多人亲自拜访众议员和参议员。1977年，在他们的不断努力下，参议员才决定恢复一半的预算。
直到1979年，也就是最初计划发射这台望远镜的那一年，它的主镜片才刚刚开始抛光。直到两年后，承担这项任务的珀金·埃尔默公司仍然没有完成抛光工作。此时，抛光的费用已经超出了最初的预算。NASA无奈之下，只好决定“打个八折”，把这台望远镜的口径改为2.4米，也就是现在哈勃望远镜的口径。从这个角度来讲，哈勃望远镜只是个“ 残次品 ”。
即便如此，这台望远镜的经费仍然严重不足，国会又把钱包捂得极紧。无奈之下，NASA只好转而向欧洲航天局求助。对于欧航局来说，这恐怕算得上是天上掉馅饼了。于是，他们出人、出力、出钱、出设备，助NASA一臂之力。前提条件是：欧航局获得这台望远镜 15% 的使用时间。因此，我们看到的一些哈勃太空望远镜的照片都是两个航天局合作的。
本段开篇的那句话如果反过来说，就是当时NASA遇到的尴尬。没有钱是万万不能的，但钱也不是万能的。即使得到了欧航局的帮助，望远镜的发射时间仍然一推再推，先是推迟到1986年3月，然后推迟到同年9月。这一次，他们不用再推了，因为问题已经不是望远镜打造的问题了。
1986年1月28日，是天文史上最悲痛的一天，美国 挑战者号航天飞机 发生事故爆炸，7名宇航员全部牺牲。这个打击让NASA不得不停下脚步，暂停了航天飞机的发射。
研发哈勃望远镜的相关工作人员反倒是把握住了这个机会，继续提高望远镜的灵敏度、改进地面控制系统。但是，原本计划搭乘航天飞机进入太空的哈勃望远镜，不得不放在无尘室中精心保存，这无异于是在白白地烧钱。望远镜的发射，已经刻不容缓。
1990年4月23日，美国肯尼迪航天发射中心，万众瞩目的时刻终于到来。从提出构想到这一刻，已经过去了44年。这台在前不久决定以刚刚逝世一年的著名天文学家埃德温·哈勃的名字来命名的太空望远镜，终于装进了“发现者”号航天飞机，被发射升空。4月24日，在航天飞机的投放后，哈勃太空望远镜正式开始服役。
这个时候，原始预算只有 4亿美元 的哈勃望远镜，已经烧掉了接近 15个亿 。在它的身上，一共配备了五大武器：
图为哈勃太空望远镜的结构示意
从尺寸上看，哈勃望远镜和一辆公交车差不多。它的口径为2.4米，总宽度4.2米，长度为13.2米，重量约为11.11吨。目前运行在大约540公里的高空，以每秒7.59公里的速度绕地球公转。
可是，这一台无数天文学家呕心沥血、栉风沐雨打造的望远镜，承载着无数人对宇宙的渴望与憧憬，却在传回之一张照片的时候就让所有人大跌眼镜。这是怎么回事呢？
哈勃传回来的之一张照片，出人意料地不清晰，大概就是下面这个样子。
不是你的眼神有问题，你的手机屏幕也很好，是哈勃太空望远镜的问题。
这个问题马上成为了当时的热点新闻，让哈勃望远镜成为了全美国茶余饭后吐槽的焦点。《新闻周刊》杂志的封面甚至起了 " 15亿美元的大错 "的题目。
15亿美元，换来了5毛钱的特效。
喷射推进实验室主任卢·艾伦领导的委员会马上寻找其中的原因，最终发现：问题还是出在了珀金·埃尔默公司的身上——恐怕这些技术人员，已经恨得牙根直痒痒，不知道当初为何把这项任务给了这家公司。
导致哈勃望远镜观测能力大大弱于预期的原因，就在于主镜的打磨。这就要从哈勃望远镜的原理说起了。
从本质上说，哈勃太空望远镜的原理和 折反射望远镜 差不多，但是能够观测到的波长范围更加宽广。光线射到主镜后，通过主镜反射到副镜上。这里的主镜画得比较平，但其实是一个凹面镜。
光线由副镜反射，通过主镜内的孔，并汇聚在焦点上。只要在焦点上安置接收仪器，就可以实现将远处天体的放大。这里，首先就得要求主镜有完美的平整度，其次就是主镜的曲率要完美实现。否则，看上面的原理图就知道，光线一定会散开。
结果，由于主镜的曲率有了一点点细微的偏差，就产生了实际像点与理想像点的位置之差，这种偏差叫做球面像差，也叫球差。据计算，哈勃望远镜当时的球面像差仅有 2.2微米 ，是人类头发的几十分之一。但是，对于哈勃这样的超精细设备来说，这个偏差是致命的。中国古人讲：“失之毫厘，谬以千里”。而哈勃更夸张，失之微米，谬以光年。
问题找到了，那么，到底这个问题是怎么产生的呢？
艾伦委员会的调查结果显示：原本望远镜研发项目中包含着对球面像差的检测流程，就是利用一种叫做“ 零位校正器 ”的设备进行检测。但是，在应该进行这项检测的期间，珀金·埃尔默公司因为经费和项目进度的问题和NASA闹得很不愉快，因此有些破罐子破摔的心态，于是抱着侥幸心理没有按照最初的要求装配零位校正器，错误安装的零位校正器导致了微弱的偏差。珀金·埃尔默并非不知道这件事，但是他们竟然没有修正，而是垫了几个金属片强行把偏差消除，想借此蒙混过关。
事情到这里还有挽回的余地，挑战者号航天事故给了他们时间和最后的机会，只要NASA的人再检测一次，发现问题就好了。可是，珀金·埃尔默的人始终拍着胸脯保证主镜没有任何问题，于是检测就没有进行。
纸是包不住火的，当那些哈勃望远镜传回的之一批照片呈现在众人面前的时候，也就是人们傻眼的时候。
艾伦委员会认定，这次偏差的主要错误在于珀金·埃尔默公司的粗心大意，为此，后者迫于你懂得的压力，不得不赔偿 1500万美元 。同时，NASA的相关人员因为工作不力，同样遭到了严厉的批评。
可是，惩罚不是目的，已经出现的问题该如何解决呢？
把望远镜拉回地面维修不是不可能，但是高昂的成本让人望而却步。好在问题还有解决的余地，他们可以在太空中给哈勃望远镜“戴眼镜”。通过重新的计算和反复的检查，技术人员得出结论：主镜的圆锥常数为-1.01390±0.0002，而不是预定的-1.00230。
1993年，NASA发射了奋进号航天飞机，利用机械臂将哈勃望远镜抓进航天飞机中。在接下来的7天内，宇航员将 矫正光学空间望远镜轴向替换系统 （Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement，缩写：COSTAR）装入哈勃，消除了球面像差。由于哈勃望远镜内位置不够，NASA不得不舍弃了五大武器之中的 高速光度计 （HSP）。同时，他们也用 第二代广域和行星照相机 替换掉了之一代，提升了观测的能力。
至此，哈勃望远镜终于摆脱了人们的嘲讽，从此成为了人类观测宇宙时最重要的“一双眼”。在接下来的27年时间里，它无数次用强大的观测能力，向我们展现最壮观、最深邃、最神秘的宇宙，诉说着这个宇宙所隐藏的秘密。
哈勃太空望远镜已经服役30年，却依然能持续传回大量震撼的宇宙图片。和它相比， 斯皮策太空望远镜 2003年升空，今年年初退役，只工作了17年，而1991年发射的 康普顿望远镜 仅仅服役了9年，就在2000年坠入太平洋。
为何哈勃望远镜能够独树一帜，30年来依旧长青呢？
这是在于，哈勃太空望远镜是 唯一被设计为可以由宇航员在太空中进行维修的设备（根据前两章的介绍，可以感受到我们该多么庆幸它可以维修） 。从发射至今，哈勃太空望远镜已经经历了5次维护更新。
尽管经历了多次维修，但我们知道，终有一天哈勃望远镜也会退役。不过幸运的是，NASA早就已经准备好了下一代望远镜，那就是 詹姆斯·韦伯太空望远镜 （James Webb Space Telescope，缩写JWST）。
和哈勃相比，JWST的观测功能更加惊人，而且它能观测到的波段也比哈勃要更加宽广。哈勃望远镜的口径为 2.4米 ，而JWST可以达到 6.5米 。因此，前者的观测极限大约为 134亿光年 ，而后者则可以观测到 136亿光年 以外，也就是宇宙大爆炸后2亿年左右的模样。
和给予它名字的天文学家埃德温·哈勃一样，哈勃望远镜也是人类天文史上的一座里程碑。在人类前行的路上，里程碑会一个一个被甩在后面。但是，我们永远不会忘记里程碑旁边的风景，和里程碑向我们诉说的一个道理：我们永远在前行！
感谢阅读。
什么是哈勃太空望远镜?它的原理?
哈勃空间望远镜（Hubble Space Telescope,HST）,是人类之一座太空望远镜,总长度超过13米,质量为11吨多,运行在地球大气层外缘离地面约600公里的轨道上.它大约每100分钟环绕地球一周.哈勃望远镜是由美国国家航空航天局和欧洲航天局合作,于1990年发射入轨的.哈勃望远镜是以天文学家爱德文·哈勃的名字命名的.按计划,它将在2009年被詹姆斯韦伯太空望远镜所取代.哈勃望远镜的角分辨率达到小于 0.1秒,每天可以获取3到5G字节的数据.
由于运行在外层空间,哈勃望远镜获得的图像不受大气层扰动折射的影响,并且可以获得通常被大气层吸收的红外光谱的图像.
哈勃望远镜的数据由太空望远镜研究所的天文学家和科学家分析处理.该研究所属于位于美国马里兰州巴尔第摩市的约翰霍普金斯大学.
历史
哈勃太空望远镜的构想可追溯到1946年.该望远镜于1970年代设计,建造及发射共耗资20亿美元.NASA马歇尔空间飞行中心负责设计,开发和建造哈勃空间望远镜.NASA高达德空间飞行中心负责科学设备和地面控制.珀金埃尔默负责制造镜片.洛克希德负责建造望远镜镜体.
升空
该望远镜随发现号航天飞机,于1990年4月24日发射升空.原定于1986年升空,但自从该年一月发生的挑战者号爆炸事件后,升空的日期被押后.
首批传回地球的影像令天文学家等不少人大为失望,由于珀金埃尔默制造的镜片的厚度有误,产生了严重的球差,因此影像比较蒙眬.
维护任务1
更换设备后所拍摄的清晰影像,远比更换前清楚许多.之一个任务名为STS-61,它于1993年12月增添了不少新仪器,包括:
以COSTAR取代高速光度计(HSP).
以WFPC2相机取代WFPC相机.
更换太阳能集光板.
更换两个RSU,包括四个陀螺仪.
改变轨道
该任务于1994年1月13日宣告完成,拍得首批清晰影像并传回地球.
维护任务2
第二个任务名为STS-81,于1997年2月开始,望远镜有两个仪器和多个硬件被更换.
维护任务3A
任务3A名为STS-103,于1999年12月开始.
维护任务3B
任务3B名为STS-109,于2002年3月开始.
哈勃望远镜能看多远
哈勃太空望远镜的工作原理
你有没有盯着夜空，想知道近距离看宇宙是什么样子的？我们大多数人被迫只用眼睛凝视星空，在广阔的黑夜中寻找针刺般的光线。即使你足够幸运地能够接触到地面望远镜，其清晰度取决于云层和天气等大气因素，但它仍然无法提供这些令人惊叹的天体应有的清晰度。
1946年，一位名叫小莱曼·斯皮策（Lyman Spitzer Jr.）的天体物理学家提出，太空中的望远镜将比任何地面望远镜更清晰地显示遥远物体的图像。这听起来很合乎逻辑，对吧？但这是一个令人愤慨的想法，因为当时还没有人向外太空发射火箭。
随着美国太空计划在1960年代和1970年代的成熟，斯皮策游说美国宇航局和国会开发太空望远镜。1975年，欧洲航天局（ESA）和美国宇航局开始为其起草初步计划，1977年，国会批准了必要的资金。美国宇航局将洛克希德 *** 公司（现为洛克希德·马丁公司）命名为承包商，建造望远镜及其支持系统，并对其进行组装和测试。
这架著名的望远镜以美国天文学家 埃德温·哈勃（Edwin Hubble ）的名字命名，他对遥远星系中变星的观测证实了宇宙正在膨胀，并支持了大爆炸理论。
由于1986年的挑战者号灾难，哈勃太空望远镜在长时间的延迟之后，于1990年4月24日搭载在发现号航天飞机上进入轨道。自发射以来，哈勃望远镜重塑了我们对太空的看法，科学家们根据望远镜对重要事物的清晰发现撰写了数千篇论文，比如宇宙的年龄、巨大的黑洞或恒星在死亡的痛苦中的样子。
在本文中，我们将讨论哈勃望远镜如何记录外太空以及允许它这样做的仪器。我们还将讨论古老的望远镜/航天器在此过程中遇到的一些问题。
COSTAR拯救了这一天
在1990年部署后，天文学家几乎立即发现了他们心爱的15亿美元，43.5英尺（13.3米）望远镜的问题。他们在天空中的新拖拉机拖车大小的眼睛无法正确聚焦。他们意识到望远镜的主镜被磨到了错误的尺寸。虽然镜子中的缺陷 - 大约相当于人类头发厚度的五十分之一 - 对我们大多数人来说似乎非常微小，但它导致哈勃太空望远镜遭受球面像差并产生模糊的图像。当然，天文学家并没有花数年时间在望远镜上工作，只是为了满足于外太空的不起眼的快照。
科学家们提出了一种名为 COSTAR （ 校正光学太空望远镜轴向更换 ）的替代"隐形"镜片来修复HST中的缺陷。COSTAR由几个小镜子组成，这些镜子将拦截来自有缺陷的镜子的光束，修复缺陷并将校正后的光束传递给镜子焦点处的科学仪器。
NASAASTRONAUTS和工作人员花了11个月的时间为有史以来更具挑战性的太空任务之一做准备。最后，在1993年12月，奋进号航天飞机上的七名男子发射火箭进入太空，执行HST的首次维修任务。
机组人员花了一周时间进行所有必要的维修，当望远镜在维修任务后进行测试时，图像得到了极大的改善。如今，放置在HST中的所有仪器都内置了针对反射镜缺陷的校正光学元件，不再需要COSTAR。
HST 剖析
像任何望远镜一样，HST有一个长管，一端打开，让光线进入。它有镜子来聚集并将光线带到其"眼睛"所在的焦点。HST有几种类型的"眼睛"，以各种仪器的形式出现。就像昆虫能看到紫外线，或者我们人类能看到可见光一样，哈勃望远镜也必须能够看到从天而降的各种类型的光。
具体来说，哈勃望远镜是一个 卡塞格林反射望远镜 。这只是意味着光线通过开口进入设备，并从主镜反射到次镜。次镜反过来将光线通过主镜中心的孔反射到主镜后面 的焦点 。如果你画出入射光的路径，它会像字母"W"，除了有三个向下的驼峰而不是两个。
在焦点处，较小的半反射半透明镜子将入射光分配到各种科学仪器。（我们将在下一节中详细讨论这些工具。正如你可能已经猜到的那样，这些不仅仅是普通的镜子，你可能会凝视着它们来欣赏你的倒影。
HST的镜子由玻璃制成，并涂有纯铝（百万分之三英寸厚）和氟化镁（百万分之一英寸厚）层，以使其反射可见光，红外线和紫外线。主镜直径为 7.9 英尺（2.4 米），次镜直径为 1.0 英尺（0.3 米）。
接下来，我们将讨论哈勃在射入望远镜後如何处理所有光。
哈勃的科学仪器：WFPC2、NICMOS和STIS
通过观察天体的不同波长或光谱，您可以辨别其许多属性。为此，HST配备了几种科学仪器。每种仪器都使用 电荷耦合器件 （ CCD ）而不是照相胶片来捕获光线。CCD检测到的光被转换为数字信号，这些信号存储在机载计算机中并中继到地球。然后将数字数据转换为令人惊叹的照片。让我们看一下每种仪器如何为这些图像做出贡献。
宽视场和行星相机2 （ WFPC2 ）是哈勃的主要"眼睛"或相机。它借助四个排列成"L"形的CCD芯片来捕捉光线 - 三个低分辨率，宽视场CCD芯片，以及一个高分辨率行星相机CCD芯片。所有四个芯片同时暴露在目标上，目标图像以所需的CCD芯片为中心。这只眼睛可以看到可见光和紫外线，并且可以通过各种滤光片拍摄图像，以 *** 自然的彩色图片，例如这个众所周知的鹰星云图像。
通常，星际气体和尘埃会阻挡我们对来自各种天体的可见光的视野。没问题：哈勃望远镜可以看到隐藏在尘埃和气体中的物体的红外光或热量。为了看到这种红外光，HST有三个灵敏的相机，组成了 近红外相机和多物体光谱仪 （ NICMOS ）。
除了照亮天体之外，从该物体发出的光还可以揭示它的组成。特定的颜色告诉我们存在哪些元素，每种颜色的强度告诉我们该元素存在多少。 太空望远镜成像光谱仪 （ STIS ）将入射光的颜色分开，就像棱镜形成彩虹一样。
除了描述化学成分外，光谱还可以传达天体的温度，密度和运动。如果物体正在移动，化学指纹可能会向光谱的蓝色端（向我们移动）或红色端（远离我们）移动。不幸的是，STIS在2004年失去了电力，从那以后一直处于非活动状态。
继续阅读，找出哈勃望远镜的伸缩套筒上还有哪些其他科学仪器。
哈勃的科学仪器：ACS和FGS
在2002年2月的一次维修任务中，宇航员增加了 高级测量相机 （ ACS ），使哈勃望远镜的视野增加了一倍，并取代了作为HST长焦镜头的微弱物体相机。
ACS可以看到可见光，它的安装是为了帮助绘制暗物质的分布，探测宇宙中最遥远的物体，寻找大质量行星并检查星系团的演化。科学家估计它将持续五年，就在2007年1月，由于电力短缺，它的三台相机中的两台瘫痪了。
哈勃太空望远镜的示意图。将鼠标悬停在"望远镜功能"上以检查每个功能。注： 2002 年，"微弱物体相机"被"高级测量相机"取代。
HST上的最终仪器是其 精细制导传感器 （ FGS ），它指向望远镜并精确测量恒星的位置和直径，以及双星的分离。哈勃望远镜总共有三个这样的传感器。两个指向望远镜并将其固定在目标上，在目标附近的HST场中寻找"引导"恒星。当每个FGS找到一颗导星时，它会锁定它并将信息反馈给HST转向系统，以使该导星保持在其领域内。当两个传感器在操纵望远镜时，一个传感器可以自由地进行 天体测量（恒星 位置）。天体测量对于探测行星很重要，因为轨道行星会导致母星在天空中移动时摆动。
这些仪器的多次维修以及一些补充，计划在2009年初的下一次维修任务中进行。
现在你知道哈勃是如何拍摄所有这些照片的了。接下来，我们将了解哈勃作为宇宙飞船的其他生命。
哈勃的航天器系统：发电和与地面控制对话
哈勃不仅仅是一个拥有高度专业化科学仪器的望远镜。它也是一艘宇宙飞船。因此，它必须具有力量，与地面沟通并能够改变其态度（方向）。
HST上的所有仪器和计算机都需要电力。两块大型太阳能电池板履行了这一职责。每个翼状面板可以将太阳的能量转化为2，800瓦的电力。当HST处于地球的阴影中时，存储在机载电池中的能量可以维持望远镜7.5小时。
除了发电之外，HST还必须能够与地面上的控制器通信，以中继数据并接收下一个目标的命令。为了进行通信，HST使用一系列称为 跟踪和数据中继卫星（TDRS）系统的中继卫星 。目前，在天空的不同位置有五颗TDRS卫星。
哈勃望远镜的通信过程也得到了两台主计算机的帮助，这两台计算机安装在科学仪器舱上方的望远镜管周围。一台计算机与地面通信以传输数据并接收命令。另一台计算机负责控制HST和各种内务管理功能。哈勃望远镜在紧急情况下也有备用计算机。
但是，检索数据时使用了什么呢？收集这些信息后会发生什么？位于望远镜上的四个天线在哈勃和马里兰州格林贝尔特戈达德太空飞行中心的飞行操作团队之间发送和接收信息。收到信息后，戈达德将其发送到马里兰州的太空望远镜科学研究所（STScI），在那里它被翻译成波长或亮度等科学单位。
接下来了解哈勃望远镜如何导航。
哈勃的航天器系统：引导和聚焦天空之眼
哈勃望远镜每97分钟绕地球旋转一次，因此很难将注意力集中在目标上。三种机载系统允许望远镜固定在物体上：陀螺仪，我们在上一节中讨论的精细制导传感器和反作用轮。
陀螺仪跟踪哈勃望远镜的粗略运动。像指南针一样，它们感知到它的运动，告诉飞行计算机哈勃已经远离目标。然后，飞行计算机计算哈勃必须移动多少和向哪个方向移动才能保持在目标上。然后，飞行计算机指示反作用轮移动望远镜。
哈勃的精细制导传感器通过瞄准引导恒星来帮助望远镜固定在目标上。三个传感器中的两个在各自的视野内围绕目标找到引导星。一旦找到，它们就会锁定引导星，并将信息发送到飞行计算机，以使引导星保持在视野范围内。传感器比陀螺仪更灵敏，但陀螺仪和传感器的组合可以使HST固定在目标上数小时，尽管望远镜的轨道运动。
HST不能像大多数卫星那样使用火箭发动机或气体推进器进行转向，因为废气会盘旋在望远镜附近，并使周围的视野变得模糊。相反，HST 的反作用轮 朝向三个运动方向（x / y / z或俯仰/滚动/偏航）。反作用轮是飞轮，就像离合器中的飞轮一样。当HST需要移动时，飞行计算机会告诉一个或多个飞轮旋转哪个方向以及旋转速度，从而提供动作力。根据牛顿第三运动定律（对于每个动作，都有一个相等且相反的反应），HST沿飞轮的相反方向旋转，直到到达目标。
哈勃望远镜的局限性
尽管HST负责无数令人难以置信的图像和发现，但它确实有一些局限性。
其中一个限制是HST无法观测太阳，因为强烈的光和热会炸毁其敏感的仪器。因此，HST始终指向远离太阳的地方。这也意味着哈勃望远镜也无法观测到水星、金星和某些靠近太阳的恒星。
除了物体的亮度，哈勃的轨道也限制了可以看到的东西。有时，天文学家希望哈勃望远镜观测到的目标在哈勃轨道运行时会受到地球本身的阻碍。这可以限制观察给定对象所花费的时间。
最后，HST穿过 范艾伦辐射带 的一部分，来自太阳风的带电粒子被地球磁场捕获。这些遭遇会导致高背景辐射，从而干扰仪器的探测器。在这些时期，望远镜不可能进行观测。
接下来，了解天空中巨大天文台的未来。
哈勃望远镜计划：最终维修任务和更换
目前，哈勃望远镜的未来有点不确定。最后一次维修任务定于2008年10月10日进行。然而，由于飓风艾克席卷德克萨斯州，休斯顿的任务控制中心被迫撤离，美国宇航局失去了一周的准备时间。
然后，亚特兰蒂斯号航天飞机将于2008年10月14日爆炸，载着七名宇航员完成任务 - 这段旅程需要11天，并将望远镜的寿命延长到至少2013年。
然而，在2008年9月29日，由于严重故障，美国宇航局将最终任务推迟到2009年初的某个时候。哈勃的指挥和数据处理仪器发生了故障，它只是停止捕获和发送产生我们熟悉和喜爱的深空图像所需的数据。
当亚特兰蒂斯号最终发射时，NASA可能会发送故障部件的替换部件。然而，在此之前，NASA必须测试更换部件并培训宇航员如何安装它。与此同时，该机构还试图激活命令和数据处理系统的备用通道，以便望远镜可以恢复传输数据。
哈勃之后的生活计划是什么？
哈勃的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）以前美国宇航局局长詹姆斯·韦伯的名字命名，将研究宇宙 历史 的每个阶段。从距离地球约100万英里（160万公里）的轨道上，望远镜将揭示有关恒星诞生，其他太阳系和星系以及我们自己的太阳系演化的信息。
为了实现这些引人入胜的发现，JWST将主要依靠四种科学仪器：近红外（IR）相机，近红外多目标光谱仪，中红外仪器和可调谐滤光片成像仪。
JWST以前被称为"下一代太空望远镜"，计划于2013年发射，一直是美国宇航局，欧洲航天局和加拿大航天局之间的国际合作。
但在我们转向JWST并忘记哈勃望远镜之前，也许辛勤工作的望远镜值得一试。由于哈勃望远镜无与伦比的发现，每个人都可以欣赏到地球大气层之外的迷人图像。
哈勃望远镜能观测多远？它的拍摄原理是什么？
哈勃望远镜能观测很远。问题反过来了，为什么我们花了这么多亿年才看到100亿光年的距离？光年是一个长度单位，100亿光年是指光在100亿年内所走过的距离。你可能会认为，既然天体在100亿光年之外，我们的 "视线 "就需要100亿年才能飞到天体上看到它。事实上，这种理解是完全错误的。要看清一个物体的真面目，是因为它发出或反射的光被望远镜或眼睛捕捉到，然后光信号被印记下来，我们才能看到它。
哈勃太空望远镜之所以能看到很远的地方，甚至是100光年以外的地方，是因为来自100亿年前的天体的光经过了这么远的路程才到达我们这里。但是来自如此遥远的天体的光线是如此的暗淡，以至于哈勃太空望远镜需要几个月的曝光时间才能收集到足够的光线来成像。因为宇宙正在膨胀，一个100亿光年外的物体正在以215,000公里/秒的速度后退，或71.6%的光速，根据哈勃常数70（公里/秒）/兆帕斯卡。来自目前100亿光年外的物体的光需要100多亿年才能到达地球，因为空间在膨胀，光已经走了100多亿光年。
人们的眼睛能看到宇宙，那是因为我们的眼睛已经接收到了一切发出的光子，不是眼睛在寻找光子而是光子的眼睛，所以我能看到100光年外的图像是100光年外的光飞到哈勃最后我们在镜子里看到的，而不是眼睛跨越100光年去寻找那里的光。
相对于宇宙来说，光速是一个非常缓慢的速度，这意味着我们在100亿光年外看到的只是100亿年前的回放，我们永远不知道那个星域现在是什么样子，将来会是什么样子，甚至我们现在看到的100亿年外的星系也不再存在。但是我们必须等待100亿年后才能知道。对于超过140亿光年的物体来说，它们目前的光线永远无法到达地球的距离，这意味着我们将永远无法看到这些遥远的物体。然而，过去这些遥远物体的光线仍然到达地球，所以我们只能看到它们过去的样子，而不是它们现在或将来的样子。
什么是哈勃望远镜？
哈勃空间望远镜（英语：Hubble Space Telescope，缩写：HST）是以著名天文学家、美国芝加哥大学天文学博士爱德温·哈勃为名，在地球轨道上并且围绕地球的太空空间望远镜，它于1990年4月24日在美国肯尼迪航天中心由“发现者”号航天飞机成功发射。
2019年5月，哈勃太空望远镜科学家公布了最新的宇宙照片——“哈勃遗产场”(HLF)，这是迄今最完整最全面的宇宙图谱，由哈勃在16年间拍摄的7500张星空照片拼接而成，包含约265000个星系，其中有些已至少133亿岁“高龄”，对其进行研究有助于科学家深入了解更早的宇宙历史。
哈勃望远镜接收地面控制中心（美国马里兰州的霍普金斯大学内）的指令并将各种观测数据通过无线电传输回地球。由于它位于地球大气层之上，因此获得了地基望远镜所没有的好处：影像不受大气湍流的扰动、视相度绝佳，且无大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。
哈勃空间望远镜和康普顿γ射线天文台、钱德拉X光天文台、斯皮策空间望远镜都是美国国家航空航天局大型轨道天文台计划的一部分。哈勃空间望远镜由NASA和ESA合作共同管理。
