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探月|宇宙那么大 都想去看看( 二 )


望远镜
“哈勃”定格神秘宇宙
2020年4月24日 ， 是哈勃空间望远镜发射30周年的纪念日 ， 战功赫赫的“哈勃”已经服役了整整30周年 ， 为人类捕捉到了太阳系、银河系 ， 乃至宇宙深处的无数神秘美丽的照片 。为了纪念这个特别的“哈勃”生日 ， 美国国家航空航天局（NASA）从3月底开始就上线了一档特别的生日礼物——在其官网上公开了366张珍贵的宇宙图像 ， 用户登录就可以查看自己生日那天的宇宙图像 。
哈勃空间望远镜是架在太空中的大型轨道天文台 ， 它的历史可以追溯到1946年天文学家小莱曼·斯皮策所写的《在地球之外的天文观测优势》一文 。在文中 ， 斯皮策指出了在太空建立天文台的两大好处 ， 其一是观测结果不受地球大气层影响 ， 其二是可以观测被大气层吸收殆尽的红外线和紫外线 。
要知道 ， 通过地球大气层观测太空中的天体 ， 就像是透过一杯水看世界 ， 所有东西都是扭曲或者不清晰的 。只有在地球大气层以外的地方 ， 望远镜才能够探测到来自恒星、星系和太空中其他天体的光 ， 而这些光都没有经过大气层的扭曲和吸收 ， 观测结果也会更加清晰 。
为了实现在太空中架起天文望远镜的梦想 ， 斯皮策将空间望远镜作为自己毕生的事业 。1965年 ， 美国建立了一个旨在建造空间望远镜的科学委员会 ， 斯皮策被任命为主任委员 。1975年 ， 美国宇航局与欧洲航天局开始一起研制太空望远镜 。
1990年 ， 哈勃空间望远镜搭乘“发现号”航天飞机成功升空 ， 从斯皮策首次提出太空望远镜的设想发展到哈勃空间望远镜成功发射 ， 人类用了44年的时间将架在地上的望远镜发射到了太空中 。
纵观望远镜的发展史 ， 你会发现望远镜的发展几乎与天文学息息相关 。1608年 ， 荷兰眼镜制造商汉斯·利伯希制造了一架能够将远处物体的图像放大三倍的望远镜 ， 并为它申请了专利 。仅仅一年后 ， 意大利科学家伽利略就将望远镜指向了天空 ， 制造出了人类历史上第一架天文望远镜 。这架天文望远镜能将远处的物体放大30倍 ， 伽利略用它观测到了月球上的山脉和陨石坑 ， 观测到了木星的四颗卫星 ， 还看到了一条漫射在天空中拱起的光带——那时伽利略还不知道这条光带就是我们的银河系 。
然而 ， 伽利略的天文望远镜是用透镜做物镜的折射望远镜 ， 这种望远镜有一个很大的缺点 ， 就是色差问题 ， 因为光是无数不同颜色光波的混合 ， 每种光波的波长不同 ， 而不同波长的光波通过一个单片透镜时 ， 会被聚集到略微不同的焦点上去 ， 这样观测到的图像就会变得模糊不清 。在1668年以前 ， 所有天文学家都觉得色差问题是无法避免的 ， 直到牛顿用金属凹面镜做出了反射式望远镜 ， 将折射后的光通过反射镜反射到一个平面镜上 ， 平面镜再将光反射到望远镜的目镜 ， 很好地解决了折射望远镜的色差问题 。
在伽利略和牛顿时代之后 ， 天文学蓬勃发展 ， 天文望远镜也一直在变得更大、更复杂 。随着科技的进步 ， 天文学家发现了许多暗淡的恒星 ， 并计算出了恒星之间的距离 。
19世纪 ， 天文学家使用一种叫作分光镜的新仪器 ， 收集了关于天体的化学成分和物理运动的信息 。20世纪时 ， 天文学家们意识到 ， 无论是巨大的望远镜还是专门的仪器 ， 都会受到地球大气层的影响 ， 观测结果也会因为地球上的天气原因发生偏移 。于是就像400多年前的伽利略一样 ， 他们将目光再次移向了太空 ， 哈勃空间望远镜由此应运而生 。
火箭
罗伯特的研究奠定了技术基础
北京时间2020年5月31日凌晨3:22分 ， 搭载两名美国宇航员的太空探索技术公司SpaceX的龙飞船发射成功 ， 乘“猎鹰9号”火箭飞往国际空间站 。这是自2011年以来美国首次使用本国火箭和飞船从本土将航天员送往国际空间站 ， 更是人类历史上首次由私营公司开发的商业载人航天发射 。
其实 ， 火箭最开始只是一种武器 ， 直到1920年罗伯特·高达德出版了《到达超高空的方法》一书——这本书引起了全世界的注意 ， 赞美和嘲笑接踵而来 ， 人们不认为火箭可以到达月球 。《纽约时报》甚至开了一个名为“多级火箭可以到达月球”的大专栏来嘲笑罗伯特 ， 评价他“甚至连高中的基本物理常识都不懂 ， 就开始整天幻想着去月球旅行了” 。


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