太空望遠鏡

太空望遠鏡（Space Telescope）又叫空間望遠鏡，是天文學家的主要觀測工具之一，大多數天文學上用的光學望遠鏡，都是由一片大的曲面鏡，代替透鏡來聚焦。

太空望遠鏡可以確保靈敏的探測器能用最大限度收集從遙遠星球發出的光線，而透鏡則會在光線通過時把其中的一部分吸收。

基本介紹

• 中文名：太空望遠鏡
• 外文名：Space Telescope
• 別名：空間望遠鏡
• 用途：天文學家的主要觀測工具之一
• 代表：哈勃望遠鏡、空間紅外望遠鏡等

來歷

太空望遠鏡一直是天文學家的夢想。因為通過地面望遠鏡觀測太空總會受到大氣層的影響，因而在太空設立望遠鏡意味著把人類的眼睛放到了太空，盲點將降到最小。地球的大氣層對許多波段的天文觀測影響甚大，天文學家便構想若能將望遠鏡移到太空中，便可以不受大氣層的干擾得到更精確的天文資料。自從1990年這個以美國天文學家埃德溫·哈勃命名的望遠鏡進入太空以來，它已經成為最多產的天文望遠鏡之一。

著名太空望遠鏡介紹

哈勃空間望遠鏡

（Hubble Space Telescope，縮寫為HST），是以美國天文學家哈勃為名，由美國宇航局研製的在軌道上環繞著地球的望遠鏡。他的位置在地球的大氣層之上，因此獲得了地基望遠鏡所沒有的好處-影像不會受到大氣湍流的擾動，視相度絕佳又沒有大氣散射造成的背景光，還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線。於1990年發射之後，已經成為天文史上最重要的儀器。他已經填補了地面觀測的缺口，幫助天文學家解決了許多根本上的問題，對天文物理有更多的認識。哈勃的哈勃超深空視場是天文學家曾獲得的最深入（最敏銳的）的光學影像。

康普頓伽馬射線太空望遠鏡

它的總長度約4米，總重量約865公斤，它有1個0.85米的主鏡及3個極低溫的觀測儀器，為了避免望遠鏡本身因黑體輻射而發出紅外線干擾觀測結果，所以觀測儀器溫度必須降低到接近絕對零度，除此之外為了避免太陽熱能及地球本身發出的紅外線干擾，望遠鏡本身還包含了1個保護罩，而且望遠鏡在太空的位置刻意安排在地球繞太陽的公轉軌道上，在地球後面遠遠的跟著地球移動。

哈勃望遠鏡的構造相當複雜。它配備有主鏡、 副鏡、 成像系統、計算機處理系統、 中心消光圈、 主副鏡消光圈、 控制作業系統、圖像傳送系統、太陽能電池板以及與地面保持通信聯繫的拋物面天線。哈勃望遠鏡攜帶著多種當時最先進的天文觀測儀器。 它最初攜帶有廣角行星照相機、高解析攝譜儀、 高速光度計、暗天體照相機和暗天體攝譜儀等等。廣角行星照相機是進行光學觀測使用的高解析度照相機， 可拍攝上百個恆星的照片， 其清晰度是地面天文望遠鏡的 10 倍以上， 1.6 萬公里以外的一隻螢火蟲都難逃脫它的“ 法眼” 。高解析攝譜儀是設計在紫外線波段使用的攝譜儀， 光譜解析度可達到90,000，同時可為暗天體照相機和暗天體攝譜儀選擇適宜觀測的目標。暗天體照相機和暗天體攝譜儀也都是解析度最高的儀器。高速光度計用於在可見光和紫外光的波段上觀測變星， 以及其他被篩選出的天體在亮度上的變化。 它的光度計每秒鐘可以偵測 100,000 次，精確度至少可以達到 2 % 。
哈勃望遠鏡的導引系統也可作為科學儀器， 它的三個精細導星感測器在觀測期間主要用於保持望遠鏡指向的準確性， 也能用於進行非常準確的天體測量，測量的精確度達到 0.0003 弧秒。這些儀器雖然在實際運行中暴露出不少缺陷，經過多次維修、改進和補充，但就憑著能排除地球大氣的干擾這一優勢，18 年來，在 600 公里的太空軌道上，觀測到許多人類從未發現過的奧秘。哈勃望遠鏡首先記錄了宇宙形成的巨大歷史畫面。 由於哈勃望遠鏡能清晰地拍攝下宇宙中許多星系在爆炸、 碰撞後， 經過幾億光年傳送來的各種驚心動魄的壯麗景象， 使科學家們從中發現宇宙形成的初始狀態， 並推斷出宇宙形成在 130 億到 140 億年之間。

空間紅外望遠鏡

美國宇航局研製的空間紅外望遠鏡於2003年8月25日發射升空，是人類史上最大的紅外線波段太空望遠鏡，取代了原來的IRAS望遠鏡，斯皮策前身名為SIRTF（Space Infrared Telescope Facility）。

它的觀測波段為3微米到180微米波長，由於地球大氣層會吸收部份的紅外線，而且地球本身也會因黑體輻射而發出紅外線，所以在地球表面無法獲得紅外波段的天文資料。

2003 年 4 月 15 日, 空間紅外望遠鏡裝置 SIRTF( Space Infrared Telescope Facility) 將由 Delta火箭從卡那維拉爾角發射升空。SIRTF 是一種通過紅外光探測宇宙的新型平台, 在兩年半的運行中，它將探測波長範圍為 3 ～ 18 μm 的紅外能量。居於這個波長範圍的紅外輻射大部分都被地球大氣阻隔了, 從地面是無法觀測到的。SIRTF 攜帶了 1 台 0. 85 m 的望遠鏡和 3 台成像儀器,其體積較大 ,它將是至今發射至太空的體積最大的紅外儀器。

太空中的許多區域充滿了大範圍的、厚厚的氣團和塵埃，阻擋了光學望遠鏡的觀測; 而紅外光可以穿透這些雲團和塵埃。藉助紅外望遠鏡我們可以觀測到衛星的構成、銀河系的中心和新形成的星系 ; 我們還可以獲得太空中低溫目標的信息，例如那些用可見光觀測時非常暗淡的小行星 、太陽系以外的行星以及巨大的雲團 。而且，空間的許多雲團的特性能在紅外光下顯示出來。

空間干涉望遠鏡

眾所周知，由於望遠鏡口徑、大氣的湍動和光學衍射的影響 , 天文望遠鏡的角解析度受到限制，因此既不可能利用傳統的光學技術直接測定恆星的角直徑(小於0.05 ’’) ，更不能用來研究恆星表面的細節 (如亮度分布等)。1618 年法國 Fizena 最早提出了用光干涉的方法測定恆星直徑的想法 , 但是受到條件的限制 , 實驗沒有獲得成功。基於Fizean胡的思路，1881年美國 Michenlson用Lick天文台30 cm 折射望遠鏡成功地測定了木星的 4 個伽利略衛星的直徑。1920 年人們又設計了新型結構的干涉儀， 即現在的 M i c h e ls o n 恆星干涉儀 . 用此裝置在威爾遜 山2.54 m 的望遠鏡第一次測定太陽系外 6 顆恆星的角直徑，得到其大小為 0.020’’~0.047''， 以後又發展了單口徑大望遠鏡的干涉技術 (如斑點干涉儀)，使光干涉技術有了進一步的發展。

地外行星搜尋者

“地外行星搜尋者”是美國宇航局空間計畫的“點睛”之筆，計畫於2012年發射升空。它匯集了人類太空望遠鏡技術的精華，將在尋找太空生命方面嶄露頭角。“地外行星搜尋者”的設計思路與空間干涉望遠鏡相似，但在規模與性能上有重大突破。空間干涉望遠鏡的可收卷鏡陣延伸9米上下，而“地外行星搜尋者”的鏡面陣列延展可達百米。利用它空前的解析度，人們將足以探明，在太陽系鄰近數十光年之內，是否存在與地球條件相似的行星，並進一步為解開地外生命的“懸念”獲取寶貴的線索。

康普頓太空望遠鏡

1991年4月5日，康普頓伽瑪射線太空望遠鏡由“阿特蘭蒂斯號”太空梭送入繞地軌道， 造價7.6億美元，衛星重約16噸， 是由太空梭發射的最重民用太空飛行器。 該望遠鏡把對天體伽瑪射線的探測範圍擴大了300倍， 主要任務是進行伽瑪射線波段上的首次巡天觀測。在最初9年的工作期間， 康普頓伽瑪射線太空望遠鏡便探測到了2,600起來自各類天體的伽瑪射線爆發事件， 人們首次了解黑洞如何引發X射線和伽瑪射線的噴發； 觀測到銀河系中心出現的反物質粒子云， 以至在天文界引起轟動； 它還探測到120億年前產生的伽瑪射線衝擊波。 每年約有100名天文學家利用康普頓伽瑪射線太空望遠鏡的資料進行研究，至今已完成數以千計的論文。

可惜的是， 1999年底康普頓伽瑪射線太空望遠鏡上的一個姿控定位陀螺儀發生故障， 且無法及時修復。 為防止失控後的衛星落入人口稠密區，NASA不得不忍痛“壯士斷臂”， 於2000年9月4日對其實施人工墜毀。 由於康普頓太空望遠鏡被迫提前“退役”， 原本要使“四大天王”在太空“相聚”的構想最終未能實現。

X射線太空望遠鏡

美國哥倫比亞號太空梭1999年7月23日升空，把錢德拉X射線太空望遠鏡（Chandra X-ray Observatory）送到了太空。這一空間天文望遠鏡將幫助天文學家搜尋宇宙中的黑洞和暗物質，從而更深入地了解宇宙的起源和演化過程。

錢德拉太空望遠鏡原稱高級X射線天體物理學設施（AXAF），後改以印裔美籍天體物理學家錢德拉錫卡（Chandrasekhar）的名字來為其命名。錢德拉錫卡30年代移居美國，1983年因對恆星結構與演化的研究成果而獲諾貝爾獎，1995年去世。“錢德拉”是朋友和同事對他的稱呼，梵語有“月亮”和“照耀”的意思。

錢德拉望遠鏡是美國航宇局NASA“大天文台”系列空間天文觀測衛星中的第三顆。該系列共由4顆衛星組成，其中康普頓（Compton）伽馬射線觀測台和哈勃太空望遠鏡（HST）已分別在1990和1991年發射升空，另一顆衛星稱為太空紅外望遠鏡設施（SIRTF），也就是斯皮策太空望遠鏡，於2003年發射成功。

3D列印太空望遠鏡

據美國國家航空航天局（NASA）網站2014年8月7日報導，2014年9月底，NASA預計將完成首台成像望遠鏡，所有元件基本全部通過3D列印技術製造。NASA也因此成為首家嘗試使用3D列印技術製造整台儀器的單位。
這款太空望遠鏡功能齊全，其50.8毫米的攝像頭使其能夠放進立方體衛星（CubeSat，一款微型衛星）當中。據了解，這款太空望遠鏡的外管、外擋板及光學鏡架全部作為單獨的結構直接列印而成，只有鏡面和鏡頭尚未實現。該儀器將於2015年開展震動和熱真空測試。
這款長50.8毫米的望遠鏡將全部由鋁和鈦製成，而且只需通過3D列印技術製造4個零件即可，相比而言，傳統製造方法所需的零件數是3D列印的5-10倍。此外，在3D列印的望遠鏡中，可將用來減少望遠鏡中雜散光的儀器擋板做成帶有角度的樣式，這是傳統製作方法在一個零件中所無法實現的。

發展歷程

人類為了擺脫厚厚的大氣層對天文觀測的影響，一方面設法選擇海拔高、觀測條件好的地方建立天文台，另一方面設法把天文望遠鏡搬上天空。著名的“柯伊伯機載天文台”，就是在C141飛機上安裝望遠鏡，飛行高度在萬米以上，曾用於觀測天王星掩星。自從1957年第一顆人造衛星上天以後，各國先後發射了數以百計的人造衛星及宇宙飛行器用於天文觀測。像美國的“天空實驗室”就拍攝了17.5萬多幅太陽圖像，還觀測了科胡特克彗星。著名的哈勃空間望遠鏡，是目前最先進的空間望遠鏡。人們把它的誕生看成伽利略望遠鏡一樣，是天文學走向空間時代的一個里程碑。

斯皮策太空望遠鏡

1918年，哈勃

哈勃以具有直徑2.5米反射鏡的胡克望遠鏡探索遙遠的星系，精確地指出銀河中看似微弱的星雲，其實是位在距離我們有幾百萬光年的其它星系中。他的研究有助於天文學家了解宇宙的浩瀚。

1947年，加州巴洛馬山的海爾望遠鏡

架設在美國加州巴洛馬山，具有直徑5米反射鏡的海爾望遠鏡，可以實現對可見宇宙的較外邊緣的觀測。天文學家利用它對遙遠的星系，如仙女座星系，做非常仔細的觀測，他們測量出仙女座星系距離地球二十萬億公里，是先前所知距離的兩倍。

費米伽馬射線太空望遠鏡

1960年代起，計算機輔助觀測

當今的天文學家將計算機套用於望遠鏡所有的設計、架構與操作的各個階段，促使新一代效能更佳的望遠鏡來臨，結果產生了許多不同的模式，適用於多種不同的任務。

1977年，多面反射鏡組成單一影像

憑藉計算機的輔助，許多來自反射鏡的影像可結合成單一影像。1977年設於美國亞歷桑那州霍普金斯山的第一座多面反射鏡望遠鏡（MMT）首次運行。該望遠鏡一排6片，直徑1.8米的反射鏡，可聚集到相當於直徑4.5米單片反射鏡所聚集之光線。

1986年，電子藕合裝置進一步輔助觀測

電子儀器與計算機的問世對天文學產生了深遠的影響，強化的影像促使天文學許多不同新見解的產生。具有電子藕合裝置（CCD）的電子感應器可感測到最微弱的光學訊號，或偵測許多不同種類的輻射。經過計算機處理後，訊號被整理與加強，這些經由電子儀器觀測到的訊號傳遞了清晰的信息。數字處理將極細微的差異放大，顯現出原來被地球大氣掩藏，以致肉眼看不到的東西。

XMM-牛頓X射線太空望遠鏡

1990年，拼嵌式望遠鏡

拼嵌式望遠鏡具有成本低廉、修補時易移動的優點。美國夏威夷的凱克望遠鏡是由36片反射鏡拼嵌成一座直徑10米的望遠鏡。凱克望遠鏡所觀測的物體亮度比海爾望遠鏡所能見到的強4倍。

1990年，哈勃太空望遠鏡

排除了地球的混濁大氣層的視野干擾，哈勃太空望遠鏡正在距離地表600 公里處環繞地球運行和觀測。哈勃太空望遠鏡是有史以來最具威力的望遠鏡，它讓我們觀看宇宙的視野起了革命性的改變。現代，計算機網際網路計算機網際網路通暢無阻，使終端個人使用者不受時間和空間的限制，就可結合全球（甚至外層空間中）的觀測望遠鏡進行遠方遙控觀測。並可立刻結合先進計算機軟體進行分析與數字處理。

各國首台

中國

太空作為天文研究地盤的太空望遠鏡，大部份皆為歐美國家所發射（只有少許例外地由日本發射）。在地球大氣外裝設觀測設施有兩大好處，首先，影像可更為清晰，否則大氣的阻隔會使影像變得模糊（情形就像身處充滿蒸氣的浴室之中）；其次，我們可以偵察到那些從恆星和星系而來，卻被大氣層阻擋著的輻射，例如紫外線、X射線和伽瑪射線。雖然我們有賴大氣層保護免受太陽紫外線和X射線的灼傷，但是這也意味著如果我們留在地面上，便會錯失大量來自宇宙的信息。2001年年初神舟二號軌道艙搭載了太陽能和宇宙高能輻射監測系統，使中國的空間天文學跨進新的里程。不載人的神舟二號是中國為載人飛行作準備的五艘宇宙飛船中的第二艘，它在台北時間2001年1月10日凌晨1時於甘肅省酒泉衛星發射中心由長征二號己火箭發射，這次發射亦標誌了二十一世紀首次的火箭升空（二十一世紀是由2001年開始的！）。宇宙飛船的返回艙在環繞地球108次後，在台北時間1月16日19時22分返回地球，而軌道艙則由太陽能電池板供應電力，在軌道上繼續運行將近6個月，當中並進行了太空環境研究的實驗。軌道艙更首次載有軌道天文望遠鏡，研究來自太陽甚至宇宙深處爆炸所發出的高能輻射。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

中國科學院高能物理研究所的宇宙線和高能天體物理開放實驗室自1993年開始，和南京大學共同研製這台軌道望遠鏡。望遠鏡有三組由中國自行設計和建造的探測器，探測範圍涵蓋軟X射線至伽瑪射線的輻射。望遠鏡每92分鐘沿距離地面350公里左右的近地軌道圍繞地球一周，所接收的數據會傳送回位於北京附近的密雲區地面接收站。三組探測器中獲得最豐碩科學成果的，可算是由宇宙線和高能天體物理開放實驗室所研製的X射線探測器。每當X射線暴的光子撞到探測器上，便會觸發探測器收集數據。探測器在運作期間，共錄得664次撞擊，研究小組由此識別並記錄了近百次太陽耀斑的變光曲線（當神舟二號在軌道上面向太陽時）和約30次伽瑪射線爆發，大部分觀測結果跟其它人造衛星所測得的類似。耀斑是太陽大氣層表面短暫的爆發現象。探測器於2001年4月2日錄得有記錄以來最強大的X射線耀斑。另一方面，伽瑪射線爆發是發生在宇宙深處一種最強烈的爆炸，雖然至今而人們還未弄清它們的來源，但是這並沒有令天文學家放棄推測，其中的一些猜想，包括比太陽質量大60倍的巨型恆星正在塌縮、兩顆中子星合併，或是中子星變為奇異星。

韋伯太空望遠鏡藝術圖

中國首次在軌道進行的天文觀測雖然帶來許多令人鼓舞的結果，但仍有不少可以更進一步。例如，在餘下的神舟號飛行任務中，並無搭載其它天文儀器的安排，要是如果中國首次載人太空任務中能帶同一台望遠鏡就非常理想了！當然，下一步首先應是發射專門用作天文研究的衛星，目前有幾個計畫正處於策劃階段，包括建造一枚作硬X射線巡天觀測的衛星（硬X射線調製望遠鏡，HXMT）和一枚「微型衛星」（重量不逾100公斤），來研究恆星和星系的長期變化（空間變源監視器，SVOM）。我們希望能在五至十年間慶祝中國發射首枚天文衛星吧。

加拿大

加拿大首台太空望遠鏡於2003年從俄羅斯的普列謝茨克航天基地上天。

這台太空望遠鏡由加拿大不列顛哥倫比亞大學研製，直徑只有一個裝甜點的盤子那么大，是世界上最小的太空望遠鏡，但功能卻非常強大。

宇航局人員說，這台望遠鏡能對宇宙中各種星體的亮度作出準確無比的測量。科學家們可以通過它第一次探測太陽系外行星的大氣層，並得知它們所圍繞的恆星的年齡，以此進一步推斷宇宙的年齡。

日本

該太空望遠鏡將由日本第三代太陽觀測衛星“陽光B”搭載，於2006年夏天發射升空。新開發的太空望遠鏡是一種反射望遠鏡，鏡頭直徑為50厘米，可用可視光觀測太陽周圍的電離氣體形成的日冕。太空望遠鏡搭乘的太陽觀測衛星“陽光B”將在離地球600公里的軌道上運行。這台新望遠鏡的開發費用為23億日元。

日本國立天文台副教授末松芳法說：“這是日本國立天文台第一次開發太空望遠鏡。這台望遠鏡在地面進行的觀測太陽試驗中效果良好。

韓國

這一太空望遠鏡是韓國同美國國家航空航天局以及加利福尼亞伯克利大學從1998年開始共同研製的，發射後將在宇宙空間運行兩年時間，並將在世界上首次繪製出遠紅外領域的"全天地圖"，這一觀測任務將由韓國和美國的研究人員共同承擔。

韓國天文研究院方面表示，如果"全天地圖"繪製成功，將對揭示21世紀天文宇宙科學領域內的難題之一銀河系內部的高溫氣體結構、分布以及物理性質乃至對銀河系產生和進化的研究起到重要的作用。

新一代

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

（James Webb Space Telescope，縮寫JWST）是計畫中的紅外線觀測用太空望遠鏡。作為將於2010年結束觀測活動的哈勃太空望遠鏡的後續機，計畫於2011年發射升空。但因哈勃太空望遠鏡的修補等延命措施的效果，在經歷一系列的延期和數億美元超支後，發射改期為2018年。系歐洲空間局（ESA）和美國宇航局（NASA）的共同運用計畫，放置於太陽-地球的第二拉格朗日點。不像哈勃空間望遠鏡那樣是圍繞地球上空旋轉，而是飄蕩在從地球到太陽的背面的150萬千米的空間。

詹姆斯韋伯太空望遠鏡的主要的任務是調查作為大爆炸理論的殘餘紅外線證據（宇宙微波背景輻射），即觀測今天可見宇宙的初期狀態。為達成此目的，它配備了高敏度紅外線感測器、光譜器等。為便於觀測，機體要能承受極限低溫，也要避開太陽和地球的光等等。為此，詹姆斯韋伯太空望遠鏡附帶了可摺疊的遮光板，以禁止會成為干擾的光源。因其處於拉格朗日點，地球和太陽在望遠鏡的視界總處於一樣的相對位置，不用頻繁的修正位置也能讓遮光板確實的發揮功效。

大型空間太空望遠鏡NGST

用來替代哈勃望遠鏡的下一代太空望遠鏡（NGST）的開發和部署是美國航空與航天局（NASA）為推進宇宙探索的一個挑戰性項目。NGST上裝配一個包括0.6～5μm多目標分光計的照相機/分光計系統。為從太空的不同區域有選擇地將光線引導至分光計，採用可獨立定址的微電子機械反射鏡陣列作為分光計的狹縫掩模。Goddard太空飛行中心的NASA小組設計了一套能夠滿足系統要求的集成微反射鏡陣列（MMA/CMOS）驅動器晶片。樣機的晶片構造和檢測結果均符合預期要求。欲構建完全基於MEMS的狹縫掩模，設計要求4片大規模集成晶片以2×2鑲嵌方式精確排列（至少為9cm×9cm）。另外，必須在低於40K溫度條件下掩模才能發揮作用。上述要求對集成MEMS晶片的封裝提出了嚴峻的挑戰。

美國和墨西哥合作的太空望遠鏡

作為美國和墨西哥有史以來最大的科學合作項目，工人們正在墨西哥的一座火山頂上建造一台巨型太空望遠鏡，這台望遠鏡可幫助天文學家回顧宇宙130億年的歷史並探尋宇宙誕生時的奧秘。

這一望遠鏡擁有165英尺長的天線，總耗資近1.2億美元。這座泛著白色微光的建築看上去像一個巨大的衛星天線，坐落在海拔15，000英尺的Sierra Negra火山頂上。Sierra Negra座落於Puebla州的中央地帶，為墨西哥6大火山之一，比美國大陸上的任何一座山峰都要高。

高聳入雲的望遠鏡可以捕獲毫米級的微波射線，這種射線在宇宙中旅行了近130億年。天文學家可使用所獲信息對大爆炸不久之後存在的宇宙進行深入的了解。

美國望遠鏡項目科學家Peter Schloerb認為這意味著：由於這一望遠鏡實際上是一部巨大的帶有感測器的天線，可以捕獲微波信號。軍方可以學習借用這一技術來建造供其自己使用的天線。Schloerb表示：“軍方也許想用這些天線來進行太空監測，這是一個發現別人太空活動的好辦法。”

但對墨西哥和美國的建設者而言，要在高達15，000英尺上頭建造巨型望遠鏡的確是個挑戰。考慮到所在的海拔，所有的工人都定期接受測試，看他們的血液中是否含有足夠的氧氣，假如他們的含氧量下降得過快，就會把他們緊急送下山。工程隊必須在這座多風的死火山上澆築13，000噸水泥。

美研製超級太空望遠鏡

據美國太空網報導，如果想獲取遠在半個地球以外的一個飛彈發射車的實時錄像，美國軍方必須派遣偵察機或者無人機，冒著被擊落的危險前去偵察。為了解決這個問題，五角大樓正在研製同步軌道太空望遠鏡，能夠拍攝地球上任何地點的實時照片或者錄像。

與好萊塢大片表現的偵察衛星不同，所在高度相對較低只能為美國軍方和情報部門拍攝照片。拍攝某個地點的實時錄像需要使用處在同步軌道——據地面大約2.2萬英里（約合3.6萬公里）——的衛星。然而，研製和發射採用巨大光學陣列，能夠在這一軌道獲取地面細節的太空望遠鏡也面臨相當難度。

為了解決這個問題，五角大樓國防高級研究計畫局（以下簡稱DARPA）構想了一個輕型光學陣列，由柔軟可彎曲的膜構成，能夠部署到太空。作為與DARPA簽署的一項近3700萬美元契約的一部分，總部設在科羅拉多州玻爾得的鮑爾宇航公司剛剛完成一次早期概念驗證評估。公司總裁和執行長大衛-泰勒表示：“使用光學膜是製造大孔徑望遠鏡的一種空前方式。”

DARPA希望最終打造的太空望遠鏡集成孔徑的直徑接近66英尺（約合20米）。相比之下，美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的孔徑只有21英尺（約合6.5米）。根據DARPA的契約，這架望遠鏡能夠偵察到地面上以時速60英里（約合每小時96公里）的速度行駛的飛彈發射車。此外，所拍照片的解析度需要達到一個像素能夠顯示地面上長度不到10英尺（約合3米）的物體。

在這一項目的第二階段，鮑爾公司必須製造和測試一架尺寸16英尺（約合5米）的望遠鏡。在第三階段，他們還需要向軌道發射一架32英尺（約合10米）的望遠鏡，進行飛行測試。如果一切順利進行，美國軍方指揮官和情報部門可能在將來的某一天獲取世界上任何戰場和衝突地區的實時錄像和照片。這種能力將成為造價低廉的無人機的一種補充，進一步提高戰場偵察能力。有了這種望遠鏡，即使無人偵察機在伊朗或者其他國家上空墜毀，美軍的偵察能力也不會受到很大影響。此外，宇航局也希望採用類似方式研製成本更低的太空望遠鏡。

未來發展

欲解宇宙之謎

宇宙是如何形成的？宇宙中有外星人嗎？對於神秘的宇宙，人類至今存有許多疑問。美國科學家正在研製的新一代太空望遠鏡或許能夠幫助人們找到問題的答案。

這架望遠鏡名為“詹姆斯·韋布”，以美國國家航空和航天局（NASA）一名前任局長的名字命名，預計將於2013年投入使用，接替哈勃望遠鏡。

作為同歐洲、加拿大航天局以及美國國防企業共同合作的成果，NASA希望這架望遠鏡能夠幫助人們進一步了解宇宙，知道在“黑暗時代”———發光星體形成以前宇宙的狀況，並查明其他星球是否有生物存在。韋布太空望遠鏡將由歐洲航天局負責用阿里亞娜5型火箭發射升空。

韋布太空望遠鏡工程始於1994年。扣除通貨膨脹等因素，相當於當年哈勃望遠鏡造價的一半。但“韋布”的功能顯然將比“哈勃”強大得多。

願望：更大更好

天文學家一直希望能擁有更大、更好的望遠鏡和飛船，這樣他們就能獲得有關宇宙的最佳信息。

景象：越遠越好

像哈勃、斯皮策和錢德拉這樣的巨型望遠鏡能提供空前美麗的宇宙景象，但天文學家還是渴望有更加強大的望遠鏡進入地球軌道，拍攝太空美景。美國宇航局期望2013年發射詹姆士·韋伯太空望遠鏡（JWST），許多科學家在思考其未來的觀察會是什麼。

德國馬克斯·普朗克天文學學會的天文學家雷切爾·薩默維爾就是其中的一位科學家，她表示，如果沒有額外的援助，天文學家很難解答宇宙中一些最神秘的謎團。“我們還需要更好地觀察來使我們的宇宙模型更加完善。如果你只是紙上談兵，即使今後15年你用上超級電腦來進行電信模擬，這也將無濟於事。”

基於這種情況包括太陽系外行星、難以捉摸的黑洞和遙遠的星系臂膀。

和哈勃望遠鏡的個頭相比，韋伯望遠鏡絕對是個龐然大物。其主鏡的直徑達到了6.4米，鏡面的面積相當於哈勃望遠鏡的七倍之多。薩默維爾認為，面積擴張的好處顯而易見，它對光波的敏感度更強，這是了解星系形成的關鍵因素。“沒有夠大的清晰度，你所觀察的星系看起來就會模模糊糊的。比如，只有詳細觀察星系的臂膀，我們才能了解一些星系是如何演化的。”事實上，清晰度越高，太空望遠鏡就更加能看到宇宙的過去，因為那裡的光線要傳播百萬甚至數十億年才能到達地球。

哈勃望遠鏡1990年4月24日空起，一次又一次起死回生，用清晰的圖片向世界展現太空驚心動魄的美麗。迄今為止，它已經繞地球11萬圈，拍下超過100萬張圖片和光譜…