第11章 太空奧妙的探索“工具”(1)(2 / 3)

星表是天體的“花名冊”,上麵記載著恒星等天體的位置、星等等能夠說明天體身份的內容。世界上最早的星表是我國戰國時代魏國天文學家石申所著的《石氏星經》,其中記載著121顆恒星的位置。在歐洲,最早的一部是喜帕恰斯在公元前2世紀編製的星表,裏麵記載有1022顆恒星的位置。

曆史上許多著名的天文學家都曾致力於星表的編製工作。隨著天文學的發展,觀測到的天體日趨繁多和複雜,星表的種類也更多樣化了,恒星、星雲、星係等都有各自的星表。

天文望遠鏡

在望遠鏡發明之前,人們隻能用肉眼或依靠簡單的工具進行天文觀測,因而觀測視野受到很大的限製。1609年,意大利科學家伽利略用自製的可以放大30倍的望遠鏡,第一次看到了月球上奇特的環形山,發現了木星的4顆大衛星,觀察到了太陽黑子、金星的盈虧變化以及銀河中密布的點點繁星等過去從未見到過的奇妙現象。從此,專門用於天文觀測的望遠鏡就很快發展起來。

像普通望遠鏡一樣,天文望遠鏡能把遠處的景物拉到觀測者的眼前。天文望遠鏡比一般望遠鏡不僅要大得多,而且也精良得多。現代的天文(光學)望遠鏡折反射望遠鏡品種、式樣很多,根據設計原理,大致可以分為三大類:

第一類是折射望遠鏡。這種望遠鏡是使用最早的望遠鏡。它的前端是以一個或一組凸透鏡作為物鏡,後麵是一個目鏡。光線從前麵進來,從後端出去。這種單遠鏡焦距較長,最適宜於天體測量工作。第一架天文望遠鏡——伽利略望遠鏡就是折射式望遠鏡。現在世界上最大的折射望遠鏡,是美國葉凱士天文台的口徑為102厘米的望遠鏡。

第二類是反射望遠鏡。由於早期的折射單遠鏡有許多缺陷,看到的景物往往變形,並且在景物周圍總有一圈五彩繽紛的色暈,影響觀測精度,為了克服這些缺陷,牛頓發明了反射式望遠鏡。這種望遠鏡利用反射原理,用凹麵鏡作為物鏡,把來自天體的光線反射、聚集起來,不僅成像質量較高,而且還有鏡筒較短、工藝製作較易等優點。因此,現代大型天文望遠鏡大多屬這種類型。目前世界上最大的天文望遠鏡,要數高加索山上那台口徑6米和美國帕洛瑪山天文台的口徑508米的反射望遠鏡了。後者的鏡頭玻璃就有20噸重,利用它可以窺見21等的暗星。

第三類是折反射望遠鏡,它是由德國光學家施密特設計出來的。這種望遠鏡綜合了前兩類望遠鏡的優點,視野寬,光力強,像差小,因而最適合用來研究月球、行星、彗星、星雲等有視麵的天體。

1990年4月24日,美國航天飛機“發現”號從卡納維拉爾角順利升空,25日把目前世界上最複雜的太空望遠鏡送入離地球610千米高的圓形軌道(1967年10月10日美國曾發射了繞太陽運轉的空間觀察站)。這架太空望遠鏡是由美國國家航空航天局和歐洲空間局聯合研製的一台大型太空天文望遠鏡,原來計劃於80年代中期升空服役,後來因為1986年1月28日“挑戰”號航天飛機爆炸而推遲。

這架太空望遠鏡以美國天文學家埃德溫·皮·哈勃的名字命名,以紀念他在星係天文學、宇宙結構和膨脹理論方麵創造性的工作和傑出貢獻。

“哈勃”太空望遠鏡哈勃太空望遠鏡是有史以來最大、最先進的天基天文望遠鏡(一般天文望遠鏡多設在陸地天文台,以陸地為基地,稱為地基天文望遠鏡),其外形呈圓柱狀,長13米,直徑45米,總重量為12噸,兩側各有一塊長12米的大麵積太陽能電池板。從遠處看去,哈勃太空望遠鏡猶如一隻滯留太空的巨大天鷹。哈勃太空望遠鏡主要由光學望遠鏡裝置、保障係統和科學儀器三部分組成。

光學望遠鏡裝置是太空望遠鏡的心髒,主要包括直徑24米的主反射鏡,直徑03米的副反射鏡和支撐結構,主反射鏡和副反射鏡的精密度是決定太空望遠鏡性能的重要部件。

光由艙門進入太空望遠鏡後,首先射到主反射鏡,再反射到相距45米處的副反射鏡;而後,副反射鏡又把光從主反射鏡中心的一個孔中反射到科研儀器上記錄成像。

保障係統是哈勃太空望遠鏡的主要設備,包括有信息傳輸、溫度監控、位置調解和電力供應等部分。信息傳輸通過鏡上的無線電係統和地球同步通信衛星完成。位置調解由鏡上的精密製導傳感器感受望遠鏡的俯仰和偏航信息,送給位置控製裝置實現,能保證望遠鏡的位置穩定在0007弧秒內,使其方向飄移不超過0007弧秒,以保障科學儀器的觀測工作。望遠鏡兩側有大麵積矩形太陽能電池板,它把太陽能直接轉變成電能,供望遠鏡使用。科學儀器是哈勃太空望遠鏡一係列新成果的創造者,主要有五個。其中暗弱天體攝影機、暗弱天體分光攝譜儀、高分辨率分光攝譜儀以及高速光度計四個儀器,其尺寸有一個電話間那樣大。均被安置在望遠鏡後部主反射鏡後麵,在副反射鏡聚焦麵附近,接收從副反射鏡反射來的光。第五個是廣角行星攝影機,它被安置在望遠鏡後部的圓周壁上。它們共同使用一個光學反射鏡係統。