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标  题: 空间望远镜
发信站: 听涛站 (Sun Dec 31 10:52:52 2000), 转信


                          空间望远镜

    我们知道，地球大气对电磁波有严重的吸收，我们在地面上只能进行射电、可见光
和部分红外波段的观测。随着空间技术的发展，在大气外进行观测已成为可能，所以就
有了可以在大气层外观测的空间望远镜（Space telescope）。空间观测设备与地面观测
设备相比，有极大的优势：以光学望远镜为例，望远镜可以接收到宽得多的波段，短波
甚至可以延伸到100纳米。没有大气抖动后，分辨本领可以得到很大的提高，空间没有重
力，仪器就不会因自重而变形。前面介绍的紫外望远镜、X射线望远镜、γ射线望远镜以
及部分红外望远镜的观测都都是在地球大气层外进行的，也属于空间望远镜。

    哈勃空间望远镜（HST）：

    这是由美国宇航局主持建造的四座巨型空间天文台中的第一座，也是所有天文观测
项目中规模最大、投资最多、最受到公众注目的一项。它筹建于1978年，设计历时7年，
1989年完成，并于1990年4月25日由航天飞机运载升空，耗资30亿美元。但是由于人为原
因造成的主镜光学系统的球差，不得不在1993年12月2日进行了规模浩大的修复工作。成
功的修复使HST性能达到甚至超过了原先设计的目标，观测结果表明，它的分辨率比地面
的大型望远镜高出几十倍。

    HST最初升空时携带了5台科学仪器：广角/行星照相机，暗弱天体照相机，暗弱天体
光谱仪，高分辨率光谱仪和高速光度计。

    1997年的维修中，为HST安装了第二代仪器：有空间望远镜成象光谱仪、近红外照相
机和多目标摄谱仪，把HST的观测范围扩展到了近红外并提高了紫外光谱上的效率。

    1999年12月的维修为HST更换了 勇 仪和新的计算机，并安装了第三代仪器――高级
普查摄像仪，这将提高HST在紫外－光学－近红外的灵敏度和成图的性能。

    HST对国际天文学界的发展有非常重要的影响。

    二十一世纪初的空间天文望远镜：

    "下一代大型空间望远镜"（NGST）和"空间干涉测量飞行任务"（SIM）是NASA"起源
计划"的关键项目，用于探索在宇宙最早期形成的第一批星系和星团。其中，NGST是大孔
径被动制冷望远镜，口径在4～8米之间，是HST和SIRTF（红外空间望远镜）的后续项目
。它强大的观测能力特别体现在光学、近红外和中红外的大视场、衍射限成图方面。将
运行于近地轨道的SIM采用迈克尔干涉方案，提供毫角秒级精度的恒星的精密绝对定位测
量，同时由于具有综合成图能力，能产生高分辨率的图象，所以可以用于实现搜索其它
行星等科学目的。

    "天体物理的全天球天体测量干涉仪"（GAIA）将会在对银河系的总体几何结构及其
运动学做全面和彻底的普查，在此基础上开辟广阔的天体物理研究领域。GAIA采用Fize
au干涉方案，视场为1°。GAIA和SIM的任务在很大程度上是互补的。

    月基天文台：

    由于无人的空间天文观测只能依靠事先设计的观测模式自动进行，非常被动，如果
在月球表面上建立月基天文台，就能化被动为主动，大大提高观测精度。"阿波罗16号"
登月时宇航员在月面上拍摄的大麦哲伦星云照片表明，月面是理想的天文观测场所。建
立月基天文台具有以下优点：

    1． 月球上为高度真空状态，比空间天文观测设备所处还要低百万倍。

    2． 月球为天文望远镜提供了一个稳定、坚固和巨大的观测平台，在月球上观测只
需极简单的跟踪系统。

    3． 月震活动只相当于地震活动的10-8，这一点对于在月面上建立几十至数百公里
的长基线射电、光学和红外干涉系统是很有利的。

    4． 月球表面上的重力只有地球表面重力的1/6，这会给天文台的建造带来方便。另
外，在地球上所有影响天文观测的因素，比如大气折射、散射和吸收，无线电干扰等，
在月球上均不存在。

    美国、欧洲和日本都计划在未来的几年内再次登月并在月球上建立永久居住区，可
以预料，人类在月球上建立永久性基地后，建立月基天文台是必然的。

    对于天文和天体物理的科研领域来讲，空间观测项目无论从人员规模上还是经费上
都是相当可观的，如世界上最大的地面光学望远镜象Keck的建设费用（7000~9000万美元
）只相当于一颗普通的空间探测卫星的研制和发射费用。并且，空间天文观测的难度高
，仪器的接收面积小，运行寿命短，难于维修，所以它并不能取代地面天文观测。在二
十一世纪，空间观测与地面观测将是天文观测相辅相成的两翼。


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