[科普中国]-太空天文台

简介

大量的望远镜被发射到了轨道上，其中的大部分大大的增加了我们对于宇宙的认识。在地球表面进行天文学的研究会由于地球大气层的电磁辐射的干扰和过滤而受到限制。所以需要把天文学的观察仪器放置到太空中。在地球大气层外围绕地球旋转的望远镜即不会受到眨眼效应(由于大气中空气的流动所造成的）也不会受到地球表面人工光源的光污染。

然而外太空天文学对于在光和无线电波频率范围外的研究更为重要，因为只有光和无线电频率的电磁信号才不会被大气层所隔断。举例来说，X射线天文学在地球表面是不可能的，而现在这门学科由于拥有X射线望远镜卫星的发射而在天文学中占据了重要的地位。同样的红外线和紫外线也被大量的阻断了。

著名的太空天文台哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope，缩写为HST），是以天文学家哈勃为名，在轨道上环绕著地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上，因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳又没有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。他已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，对天文物理有更多的认识。哈勃的哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入（最敏锐的）的光学影像。

从他于1946年的原始构想开始，直到发射为止，建造太空望远镜的计划不断的被延迟和受到预算问题的困扰。在他发射之后，立即发现主镜有球面像差，严重的降低了望远镜的观测能力。幸好在1993年的维修任务之后，望远镜恢复了计划中的品质，并且成为天文学研究和推展公共关系最重要的工具。哈勃空间望远镜和康普顿伽玛射线天文台、钱德拉X射线天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分 。哈勃空间望远镜由NASA和ESO合作共同管理。

哈勃的未来依靠后续的维修任务是否成功，维持稳定的几个陀螺仪已经损坏，目前（2007年），连备用的也已经耗尽，而且另一架用于指向的望远镜功能也在衰减中。陀螺仪必须要以人工进行维修，在2007年1月30日，主要的先进巡天照相机（ACS）也停止工作，在执行人工维修之前，只有超紫外线的频道能够使用。另一方面，如果没有再提升来增加轨道高度，阻力会迫使望远镜在2010年重返大气层。自从2003年航天飞机哥伦比亚不幸事件之后，由于国际太空站和哈勃不在相同的高度上，使得太空人在紧急状况下缺乏安全的避难场所，因而NASA认为以载人太空任务去维修哈柏望远镜是不合情理的危险任务。NASA在从新检讨之后，执行长麦克格里芬在2006年10月31日决定以亚特兰大进行最后一次的哈柏维修任务，任务的时间安排在2008年9月11日，基于安全上的考量，届时将会让发现号在LC-39B发射台上待命，以便在紧急情况时能提供救援。计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作至2013年。如果成功了，后继的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）应该已经发射升空，可以衔接得上任务了。韦伯太空望远镜在许多研究计划上的功能都远超过哈柏，但将只观测红外线，因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈柏的功能。

“斯必泽”空间望远镜斯必泽空间望远镜（Spitzer Space Telescope，缩写为SST）是美国宇航局2003年发射的一颗红外天文卫星，是大型轨道天文台计划的最后一台空间望远镜。斯必泽空间望远镜耗资8亿美元，原名为空间红外望远镜设备（SIRTF），2003年12月，经过公众评选，该卫星以空间望远镜概念的提出者、美国天文学家莱曼·斯必泽的名字命名。望远镜工作在波长为3-180微米的红外波段，以取代先前的红外线天文卫星（IRAS）。

红外线太空天文台红外线太空天文台 (ISO)是欧洲航天局(ESA)设计在红外线波段工作的太空望远镜，共同合作的单位还有美国国家航空航天局与日本宇宙科学研究所（研究所在2003年并入日本宇宙航空研究开发机构）。ISO的观察波段从2.5～240微米的红外线。

计划开始于1979年，于1995年11月发射升空，一直工作到所携带的氦在1998年5月耗尽为止，比预期多工作了8个月之久。

卫星装有一个大型液体氦制冷器来冷却望远镜和仪器设备到1.8开尔文(-271摄氏度)，两个固定的太阳能电池帆板同时可作为热防护罩，ISO的主体是一个口径为60厘米(2英尺)的R-C式望远镜，它还携带了4台观测仪器。

发射之后，ISO的肼推进器把最低点由518公里(322英里)高度推到1038公里(645英里)。在范艾伦辐射带里，ISO的探测器是不起作用的；在范艾伦辐射带以外，一天几乎有17个小时观测都是可能的。

ISO的计划寿命是20个月，但是氦冷却剂一直坚持到1998年4月8日。在此之后，短波长光谱仪中的一些探测器又工作了150个小时，直到5月10日才停止工作。

ISO最后一次变换轨道，这使它在20～30年后将在大气层内烧毁。到1998年5月，ISO已进行了大约30000次科学观测。1

印度Astrosat印度Astrosat飞船是该国第一个空间天文台，在9月28日发射进入轨道，目前运行良好。根据位于班加罗尔的地面通信站任务专家介绍，我们已经开展了多项科学运作，空间天文台的数据由印度空间研究组织位于班加罗尔的地面站接收。这具空间天文台属于软X射线成像望远镜，是研究X射线天文学的利器，CCD相机焦平面工作在0.3 keV至8.0 keV（千电子伏特）波段。

印度科学家辛格认为，宇宙中的天体观测可从可见光到硬X射线，多波长的观测能够加深我们对天体物理的理解，比如黑洞周围吸积过程、中子星、白矮星的观测等，还有活动星系核，都需要多波长的观测平台。Astrosat探测器是印度第一个专用多波长空间天文台，除了擅长的X射线观测外，还可以在可见光、紫外等波段进行观测。据印度空间研究组织消息，目前所有的科学仪器都工作正常。

Astrosat空间天文台重量为1.5吨，轨道高度为650公里，设计寿命为5年，能够同步对超新星遗迹、类星体、脉冲星、星系团和活动星系核进行多波段研究。印度空间研究组织还计划开发更先进的空间天文台，实现对宇宙的多波段观测。2

科研成果在为科学家服务了近4年后，欧洲宇航局的赫歇尔太空天文台(Herschel Space Observatory)终于完成了它的使命。来自加拿大滑铁卢大学(University of Waterloo)的天文学家费池(Fich)称，赫歇尔曾帮助解答水在行星上出现的原因。以下便是这座使命非凡的天文台所留下的四大“淡水遗产”。

1、布满恒星诞生地区的宇宙水库

赫歇尔曾在金牛座内部发现大量的水蒸气，这是它首次在寒冷的分子云中首次发现水蒸气。资料显示，初始子云中含有大量水分。

2.大量的水分产生一个太阳系

天文学家在年轻的TW Hydrae恒星周围，发现了冰冷的原行星盘，并且该恒星水分饱满。该发现首次表明，水可从初始星云“移民”至周围的星盘，从而可能进一步形成行星。

3.年幼太阳系周围的彗星系统进化

赫歇尔研究了25光年远的、Fomalhaut恒星周围的尘埃带，并确定该恒星的形成起源于冰冷彗星的持续碰撞。

4.地球海洋来自彗星的支持性证据

为了寻求太空中的水源，赫歇尔采用最精密的仪器，研究了哈特雷2号彗星(comet Hartley 2)。研究表明，该彗星被水所包围，并和地球海洋拥有相同的分子指纹。3