|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
技术历史、技术、我们身边的事物
哈勃太空望远镜。 发明和生产的历史
哈勃太空望远镜（HST；英文Hubble Space Telescope，HST；天文台代号“250”）是一座绕地球轨道运行的自动天文台，以埃德温·哈勃的名字命名。 哈勃望远镜是美国宇航局和欧洲航天局的联合项目； 它是美国宇航局的大型天文台之一。 在太空中放置望远镜可以记录地球大气层不透明范围内的电磁辐射； 主要在红外线范围内。 由于不受大气影响，该望远镜的分辨率是地球上类似望远镜的7-10倍。
制造望远镜的优先级仍然存在争议。 根据一些文件，第一批乐器之一是扎卡里·詹森（Zachary Jansen）在 1604 年的意大利模型之后于 1590 年在荷兰制造的。 其他目击者记录称，第一台瞄准镜是 1605-1610 年左右在米德尔堡由眼镜制造商 John Lapree 发明的。 无论如何，许多大师已经在 1608 年制造了望远镜。 特别是雅各布·梅齐乌斯。 1610年，伽利略发明了放大32倍的望远镜！ 天文研究科学家给他带来了巨大的声誉。 约翰内斯·开普勒对伽利略的成功印象深刻，于 1610 年重返应用光学领域。 他提出了一种全新的瞄准镜光学方案。 在此之前，它只使用了一种透镜组合——发散（凹）透镜作为物镜和聚光（凸）透镜作为目镜的串联。 开普勒管有两个凸透镜，除了更大的视场外，这还使得第一次有可能获得被观察物体的直接图像。 这样的望远镜可以用作瞄准装置，也就是说，它从纯粹的观测仪器也变成了测量仪器。 而这大大扩展了它的应用范围。 然而，第一台望远镜给出的图像因各种缺陷（像差）而明显失真。 科学家——当时是望远镜的主要制造者——试图通过增加镜头的焦距来消除它们。 直到 1668 年，艾萨克·牛顿首次制造了一种全新类型的仪器——反射望远镜（镜子），它没有透镜装置（折射镜）固有的色差。 镜头是一个凹面金属镜。 图像的完美取决于后者的工艺。 在牛顿之后 122 年，英国天文学家兼配镜师威廉·赫歇尔抛光了一面直径为 XNUMX 厘米的镜子。 当时它是世界上最大的反射器。 世界领先的天文台的天文学家意识到增加望远镜的尺寸是获得新发现的直接途径，因此进入了真正的竞争。 1917 年，美国人 D. Ritchie 为威尔逊山天文台建造了一个新的反射镜；多年来它一直是世界上最大的。 它的258厘米镜子重XNUMX吨，总重量一百吨。 1931 年，德国眼镜商 B. Schmidt 和他的苏联同事 D.D. Maksutov (1941) 为组合镜透镜望远镜开发了两种设计方案。 这两种乐器都得到了全世界的认可，并开始以它们的创造者的名字命名。 马克苏托夫在普通镜面望远镜中引入了一个校正透镜，它校正了球面镜引入的畸变。 第一个这样的系统已经可以获取具有独特质量的星空照片并发行基本的天文出版物——星云图集。 在望远镜的建造史上，折射镜与反射镜“战斗”了很长时间，直到最后，后者获胜。 其中最大的一个，带有一个由玻璃陶瓷材料 - 玻璃陶瓷制成的六米主镜，安装在北高加索地区泽连丘克斯卡亚站附近的塞米罗德尼基山上的俄罗斯科学院特殊天体物理天文台。 1974 吨镜子的加工一直持续到 1976 年夏天，并在 42 年 950 月开始定期观察 - 经过 26 年的准备工作。 宏伟的 XNUMX 米结构重达 XNUMX 吨。 这台望远镜“看到”位于可观测宇宙边界的高达 XNUMX 等天体。 早在 1940 年代，天文学家就意识到空间物体的电磁辐射绝不限于可见光谱，而是分布在几乎所有范围内——从无线电波到伽马射线，而在新的光谱区域进行观测可以带来以前完全无法访问的有价值的信息。 一系列“非光学”仪器中的第一个是射电望远镜，多亏了射电望远镜，早在 1940 年代，就发现了即使是当时最好的光学仪器也看不到的射电星系。 研究人员立即意识到，与最新的不同，新设备不依赖于变幻莫测的天气。 至于设计，在射电望远镜中，就像在光学望远镜中一样，反射镜占主导地位。 这里的镜子是一个金属网抛物面，天线安装在它的焦点上。 在其中感应的信号被馈送到接收器进行处理，然后从接收器传送到记录设备。 最大的红外望远镜建在海拔4200米的莫纳克亚山（美国夏威夷），镜子直径为374厘米。 它是如此完美，以至于它也可以用于视觉观察。 配备计算机控制系统，可自动瞄准给定物体并进行跟踪。 左边是主镜像，右边是系统节点。 1985 年，莫纳克亚天文台开始研制 36 米长的复合凯克反射镜，其中包括 183 个自主控制的六角镜，每个镜的直径为 XNUMX 厘米。 为了更准确地固定镜子和整体聚焦图像，我们开发了一种特殊的卸载装置，它可以减少结构元件中的应力。
然而，改善光学望远镜特性的可能性并没有被穷尽。 开始使用电子光电倍增管，使得观测效率提高了近两个数量级。 因此，在 508 年建造的帕洛玛山天文台（美国加利福尼亚州）配备的 1948 厘米 Hale 反射镜，其分辨率相当于 25,4 米镜面的“简单”望远镜。 现在它是最高效的地面光学仪器。 为了获得新信息，望远镜进入了近地轨道。 因此，和平号空间站配备了带有两个特殊望远镜的 Kvant 模块——紫外线和红外线。 自动轨道天文台“Astron”的设备可以同时用X射线和紫外线观测空间物体。 24 年 1990 月 XNUMX 日，随着哈勃太空望远镜的发射，天文学真正的黄金时代开始了。 NASA 与欧洲航天局一起在 1970 年代后期开始开发太空望远镜项目。 按照计划，这将是一个空间观测站，每两到三年就会有来自地球的船只访问一次，以进行维护和故障排除。 该望远镜的名字是为了纪念 XNUMX 世纪杰出的天文学家之一埃德温·哈勃，他是真正的科学经典。 他留下了一个宏伟的遗产——一个不断发展的星系世界，由他的名字法则支配。 哈勃取得了如此非凡的发现，以至于他们拥有无可争辩的权利，称哈勃是自哥白尼以来最伟大的天文学家。 埃德温·哈勃生于 20 年 1889 月 1906 日。 他的童年是在一个强大的友好家庭中度过的，那里有八个孩子长大。 埃德温很早就对天文学产生了兴趣，可能是在他的外祖父的影响下，他为自己制造了一台小型望远镜。 XNUMX年，埃德温高中毕业，之后进入芝加哥大学。 天文学家 F.R. 马尔顿，著名的太阳系起源理论的作者。 他对哈勃的进一步选择产生了很大的影响。 大学毕业后，哈勃设法获得了罗德奖学金，并前往英国继续深造三年。 然而，他不得不在剑桥学习法律，而不是自然科学。 1913年夏天，埃德温回到家乡，但没有成为律师。 哈勃追求科学，回到芝加哥大学，在耶克斯天文台，在弗罗斯特教授的指导下，完成了博士学位。 1917年春，当他完成论文时，美国进入了第一次世界大战。 这位年轻的科学家拒绝了邀请，自愿参军。 1919 年夏天，哈勃出院并赶往帕萨迪纳，在新的威尔逊山天文台工作。 哈勃在这里工作直到他去世，在二战期间休息了四年。 在天文台，他开始研究星云，首先关注银河系中可见的物体。 哈勃做的第一件事就是对它们进行分类。 这种分类继续为科学服务，其本质的所有后续修改都没有受到影响。 已经有一个确定星云真实性质的证据确定了哈勃在天文学史上的地位。 但更杰出的成就落在了他的身上——发现了红移定律。 战后，天文学家返回的天文台恢复了两百英寸（508 厘米）望远镜的研制工作。 哈勃主持了一个为新仪器制定高级研究计划的委员会，并且是威尔逊山和帕洛玛山天文台联合管理委员会的成员。 哈勃看到了天文台解决宇宙学问题的主要任务。 “我们可以自信地预测，”他坚定地说，“200 英寸会告诉我们红移是否应该被视为有利于宇宙迅速膨胀的证据，或者它是否是由于某种新的自然原理。” 28 年 1953 月 2069 日，哈勃死于中风。 地球上没有哈勃的纪念碑。 甚至没有人知道他被埋葬在哪里，这是他妻子的遗嘱。 月球上的一个陨石坑、XNUMX 号小行星和一个世界上最大的太空望远镜都以他的名字命名。 该望远镜重11吨，长13,1米，反射面直径240厘米，造价1,2亿美元——每吨超过一亿美元。 根据专家的计算，哈勃将在轨道上运行到 2005 年。 该望远镜配备了多种科学仪器。 广角相机旨在拍摄行星及其卫星的表面。 用于微光物体的相机将落在其上的光放大十万倍。 这种微弱光的光谱仪分析了辐射，并可以揭示发射它的任何物质的化学成分和温度。 所谓的戈达德光谱仪确定了发光物体的移动方式。 613 年 1990 月，哈勃将其中一艘航天飞机发射到 XNUMX 公里高的轨道上。 望远镜的工作始于失败。 发射两个月后，很明显，直径为两米半的望远镜的主镜在其边缘与计算的尺寸偏差了几微米——人类头发厚度的五十分之一。 但这足以抹去成千上万人的作品——图像模糊不清。
为了纠正像差的后果，创建了复杂的纠正程序，并且已经开始使用计算机在地球上纠正图像。 但即使以这种形式，哈勃望远镜也使发现成为可能：探测星系中心的黑洞、土星上的新风暴、超新星周围的发散环。 然而，很明显，修理是必不可少的。 在太空条件下无法更换镜子，因此决定在望远镜的每个仪器上“戴上眼镜”：添加小型设备进行校正。 两个小镜子纠正了大镜子的缺失。 2 年 1993 月 XNUMX 日清晨，七名宇航员乘坐航天飞机出发修理望远镜。 他们在十一天后返回，完成了计划中的所有事情，并创造了太空行走的记录——其中有五个人。 四天后，科学家们聚集在马里兰州巴尔的摩市太空望远镜研究所的数据处理室，热切地等待来自校正后的天文台的第一张图像。 他们在凌晨一点出现在终端屏幕上，房间里顿时充满了欢呼声——现在望远镜正在百分百运转。 而且他的能力如此之强，以至于他可以从美国的任何城市中分辨出两只飞到东京的萤火虫，如果它们之间的距离不超过三米的话。 在它在云层后面飞行的这些年里，空间天文台绕地球旋转了数万圈，在这个过程中“蜿蜒”了数十亿公里。 哈勃望远镜已经使观测八千多个天体成为可能。 相比之下，肉眼可以从地球上看到大约相同数量的恒星。 他的记忆存储了他可以探索的一千五百万颗恒星的“地址”。 望远镜收集的两个半万亿字节的信息存储在 375 张光盘上。 他允许来自大约四十个国家的科学家发表一千多篇科学论文。 多亏了哈勃，这些发现进入了天文学的历史，甚至出现在学院的教科书中。 例如，有可能发现黑洞确实存在并且通常位于星系的中心。 或者行星诞生的初级阶段对所有恒星来说都是一样的，海王星上的黑点并没有静止不动：它在一个半球消失，在另一个半球出现。 另一个结论是木星的卫星欧罗巴有稀薄的氧气大气层。 另一个发现——一条由数亿颗彗星组成的带环绕着太阳系。 该望远镜帮助发现了土星外环以外的新卫星，绘制了第一张在地球附近飞行的小行星表面地图，并使得在星际空间中探测宇宙大爆炸时遗留下来的氦成为可能。 “哈勃”让我们可以看到太空最遥远的角落，改变我们对宇宙早期阶段的看法。 哈勃发现了一类新的引力透镜，将用作“望远镜”来探索宇宙。 在他们的帮助下，天文学家可以看到蓝色星系中恒星形成的过程是如何进行的。 该望远镜帮助科学家测量了距地球五千万光年的室女座椭圆星系 M87 的气态盘的旋转速度。 原来，它围绕着一个质量为三十亿太阳质量的“东西”旋转。 太空望远镜研究所的福特教授说：“如果它不是黑洞，那我就不知道它是什么了。”“我们完全没想到会在椭圆星系的中心看到一个旋转的螺旋结构。” 黑洞是非常巨大且密度极高的物体。 近几十年来，人们对它们进行了很多讨论、争论、搜索，但只有哈勃望远镜证实了它们的存在。 人们早就知道，强大的光学和无线电发射来自 M87 星系的中心。 直到现在，在发现一个旋转的圆盘之后，才清楚的是，这个吸入物质的黑洞会产生“龙卷风”的效果——一个数百光年大小的旋转漩涡。 该流在图片中清晰可见。 还可以确定，尘埃盘被加热到一万度，其外缘以每秒五百多公里的速度旋转。 巨大的黑洞可以将加速到几乎光速的粒子喷射到喷流中。 从望远镜得到的行星图像来看，做个小展览恰到好处。 因此，望远镜是第一个以可以说是行星地图的分辨率拍摄冥王星表面的望远镜。 直到最近，太阳系的第九颗行星还没有被太空探索者的视线所掩盖。 这是一个独特的天体：它不适合任何分类。 冥王星围绕太阳旋转，但它既不属于气态巨行星，也不属于固体行星。 它的行为就像一颗彗星，周期性地失去它的大气层，但它不是彗星。 它可能是太阳系形成之初仅存的冰矮星。 只有海卫一 - 海王星的卫星 - 适合他作为亲戚。 来自德克萨斯州的美国天文学家马克·布伊说：“结果简直太棒了。”“哈勃使冥王星变成了一个拥有山脉、洼地和季节的世界。当我通过望远镜观察火星时，我也有类似的感觉。” 专家们区分了图片中的极冠、明亮的移动点和神秘的线条。 在他们看来，这一切要么只是雪，要么是脏雪，因为冥王星现在处于靠近太阳的位置，而且有一个温暖的季节，雪正在融化。 从地球上几乎看不到冥王星，而且从来没有人谈论过它的任何表面。 科学家们现在得出结论，就太阳系表面特征的多样性而言，冥王星仅次于地球。 冥王星是唯一一颗尚未派出航天器的行星，但在哈勃望远镜发现这些之后，已经计划在那里发射探测器。 在 1997 年 XNUMX 月的第二次“技术检查”中，望远镜被高分辨率光谱仪、微弱物体光谱仪、星点指示装置、记录信息的录音机和太阳能电池电子设备所取代。 在可预见的未来，望远镜结构的发展没有可见的限制。 显然，距离天文学家能够从到达我们的恒星和星系的辐射中“抽出”其中包含的所有信息的时间还很遥远…… 作者：Musskiy S.A.
▪ 锄头耕作 ▪ 蒸汽机 ▪ 管道胶带
花园疏花机
02.05.2024 先进的红外显微镜
02.05.2024 昆虫空气捕捉器
01.05.2024
▪ DC-DC 模块 Texas Instruments TPSM84209 ▪ 双层河 ▪ 第三代战斗激光
▪ 文章我已经准备好斩断真相了——静静地，静静地！ 流行表达 ▪ 文章放大器芯片 TDA7231，1,6 瓦。 无线电电子电气工程百科全书
www.diagram.com.ua |
我们推荐有趣的文章 部分 
查看其他文章 部分 
科技、新电子最新动态：
本页所有语言