科普貼-《哈勃望遠鏡》（圖文）1/2

多數對天文或物理有些興趣的人或多或少聽聞過「哈勃空間望遠鏡」的大名，最近看到了一部這個望遠鏡的專題紀錄片，其中浩瀚宇宙、璀璨天體，美麗地球的影像令人嘆為觀止。震驚之餘，將這部紀錄片貼上來，與同好分享。鑒於這是一個太多科學知識的主題，樓主只是一個略為有點興趣的外行人，可能只能做到蜻蜓點水，高人就請不要取笑，同時也希望有興趣的人盡量補充這方面的內容，鄙人翹首以待。本片由IMAX和華納兄弟影業公司共同製作，並且得到了美國航天總署(NASA)的協助。所以在片頭，特意打出了該機構的標識。

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伽利略在1609年製造出史上第一部望遠鏡，當年8月，伽利略從月球開始了人類的宇宙認知之旅。人類的眼睛終於超越地球，看向宇宙。　　　　隨著科學的進步，人類逐漸製造出口徑越大、結構越複雜，原理越先進的望遠鏡，觀測到宇宙更遠的地方。　但是，人們終於發現，不管望遠鏡做得多大，設置在多高的山上，總會受到大氣的限制：不但是雲層的阻擋與夜空散射光的影響；而且還在於大氣只讓可見光與少數紅外波段的輻射通過；即使在晴夜，大氣擾動也會使影像游移不定；更相糕的是，望遠鏡的口徑越大，這種擾動也越明顯、因此，大型望遠鏡的實際解析度比衍射理論計算的結果要壞幾十倍。　　　　這個問題在1990年4月24日得以終極解決：「哈勃空間望遠鏡由美國「亞特蘭蒂斯號」太空梭發射到環繞地球軌道，不再有浮雲，也沒有擾動。」這顆宇宙之眼很快解決了一些人類的宇宙認知難題，不過隨著時間的流逝，它的一些機件發生了老化以及故障，NASA於2009年5月使用太空梭對哈勃進行維修。故事也從這裡開始。

　　圖片中的橙色太空梭航天服可能是人們再熟悉不過的了，因為它的顏色，人們還給它取了一個貼切的綽號——「南瓜服」。南瓜服配備帶有通信裝置的頭盔、降落傘包和皮帶、救生筏、生命保護裝置、手套、氧氣多管閥、靴子和生存裝備。 由於這件衣服要承載太多功能，所以很臃腫，必須由人協助才能穿好。 這是太空梭發射升空時宇航員的穿戴，在機內生命維持系統出現故障時可以暫時維持宇航員的生命。

　　已經穿戴好宇航服準備發射的宇航員：「很像是聖誕夜後的早上，你知道的，起床去打開你的禮物，我起床，臉上滿滿的笑容，行軍一樣的走去吃我的早餐，感覺超棒的。而現在我最想要的是...固態火箭的啟動器，我想發動它了。」

　　在1990年4月哈勃空間望遠鏡發射升空的數星期後，研究人員發現從哈勃空間望遠鏡傳回來的圖片有嚴重的問題，獲得的的最佳圖像品質也遠低於當初的期望：點源的影像被擴散成超過一弧秒半徑的圓。 　　通過對圖樣缺陷的分析顯示，問題來源於主鏡的形狀被磨錯了。雖然這個差異小於光的1/20波長， 鏡面與需要的位置只差了微不足道的2微米，但這個差別造成了災難性的球面像差。這樣來自鏡面邊緣的反射光不能聚集在與中央的反射光相同的焦點上。 　　1993年進行對哈勃空間望遠鏡的第一次維修，研究人員設計一個有相同的球面像差，但功效相反的光學系統來抵消錯誤，相當於配上一副能改正球面像差的眼鏡。用來改正球面像差的儀器稱為空間望遠鏡光軸補償校正光學（COSTAR）。為了給COSTAR在望遠鏡內提供位置，必須移除其中一件儀器，天文學家的選擇是犧牲高速光度計。 　　　　繼第一次維修後，航空航天總署相繼對哈勃望遠鏡進行了二、三、四次維修，用更先進的功能模塊將它的性能持續加強，並對它的能源和冷卻系統進行了更新。2009年5月11日這次預定中的發射，將是第五次對哈勃進行維修，也是最後一次。　　　　「亞特蘭蒂斯」號太空梭矗立在佛羅里達州肯尼迪航天中心的發射場。

　　早在遠古，人類就開始設想，星空之外，還有別的世界嗎？ 佛教就設想出由無數世界構成大千世界的觀點。　　　　今天人類將從科學的角度出發，再次思考這個問題。

　　伽利略受到顯微鏡製作的啟發，他想，既然小的物體可以放大，能否把遠的物體移近呢？開始，他只是照樣子仿製，未能成功．之後，他改用一凸一凹的玻璃片，經不斷修改、裝配，終於在1609年製成世界上第一架望遠鏡．他用一根細管，兩頭安上一凸一凹的鏡片，眼睛貼近凹鏡望遠處物體時，物體移近了許多，並且比直接用眼睛看時變大了．按他的計算，這支管子能將物體放大8倍．為了觀察天上的星星，他把望遠鏡的放大倍數提高到32倍．他和他的望遠鏡完成了天文學上的第一次革命，用實驗證實了哥白尼日心說的正確性．他的望遠鏡被稱作伽利略望遠鏡。　　　　鑒於伽利略望遠鏡放大倍數和視場都較小等缺點，開普勒於1611年設計了由兩個凸透鏡分別作物、日鏡的望遠鏡，將望遠鏡的倍數和視場明顯提高。由於伽利略和開普勒望遠鏡均有明顯色差，所以人們又發明了消色差的反射式望遠鏡。　　　　人們不斷的應用新的知識和技術來開發和完善望遠鏡，終於，在1990年，劃時代的望遠鏡出現了，它就是-哈勃太空望遠鏡。

　　哈勃空間望遠鏡的歷史可以追溯至1946年天文學家萊曼·斯必澤所提出的論文：《在地球之外的天文觀測優勢》。在文中，他指出在太空中的天文台有兩項優於地面天文台的性能。首先，角解析度（物體能被清楚分辨的最小分離角度）的極限將只受限於衍射，而不是由造成星光閃爍、動蕩不安的大氣所造成的視象度。在當時，以地面為基地的望遠鏡解析力只有0.5-1.0弧秒，相較下，只要口徑2.5米的望遠鏡就能達到理論上衍射的極限值0.1弧秒。其次，在太空中的望遠鏡可以觀測被大氣層吸收殆盡的紅外線和紫外線。 　　　　空間望遠鏡這些得天獨厚並不可替代的優勢，NASA設立了兩個委員會，一個規劃空間望遠鏡的工程，另一個研究空間望遠鏡任務的科學目標。　　　　最後製成的哈伯望遠鏡長13.3米，直徑4.3米，重11.6噸，擁有2.4米的光學口徑，造價近30億美元。

　　1990年4月25日，哈伯太空望遠鏡由「發現者」號太空梭從肯尼迪太空中心發射，開始了迄今二十年的傳奇之旅。

　　太空梭在距地球五百多公里的軌道上釋放了哈勃太空望遠鏡，整個世界等待著哈伯打開它碩大的巨眼。　　　　它的一頭反射著地面的藍天和白雲，另一頭，則伸向浩瀚無邊的宇宙。

　　在望遠鏡發射數星期之後，傳回來的圖片顯示在光學系統上有嚴重的問題。雖然，第一張圖像看起來比地基望遠鏡的明銳，但望遠鏡顯然沒有達到最佳的聚焦狀態，獲得的最佳途像品質也遠低於當初的期望。點源的影像被擴散成超過一弧秒半徑的圓，而不是在設計準則中的標準：集中在直徑0.1 弧秒之內，對圖樣缺陷的分析顯示，問題的根源在主鏡的形狀被磨錯了。雖然，這個差異小於光的1/20波長，只是在邊緣太平了一點。鏡面與需要的位置只差了微不足道的2微米，但這個差別造成的是災難性的、嚴重的球面像差。來自鏡面邊緣的反射光，不能聚集在與中央的反射光相同的焦點上。　　鏡子的瑕疵造成的作用是在科學觀察的核心觀測上，核心像差的PSF要足夠的明銳到足以進行高解析的分辨，但對明亮的天體和光譜分析是不受影響的。雖然，在外圍損失大片的光因為不能匯聚在焦點上而造成暈像，嚴重的減損瞭望遠鏡觀察暗天體或高反差的影像的能力。這意味著幾乎所有對宇宙學的研究計劃都不能執行，因為她們都是非常暗弱的觀測對象。美國國家航空航天局和哈勃空間望遠鏡成為許多笑話的箭靶，並且被認為是大白象（花費大而無用的東西）。　　天文學家確定鏡面的圓錐常數是?1.0139，而不是原先期望的? 1.00229。通過分析珀金埃爾默的零校正器（精確測量拋光曲面的儀器）和分析在地面測試鏡子的干涉圖影像，也獲得了相同的數值，確定了錯誤是如何發生的。亞倫委員會發現珀金埃爾默使用的零校正器在裝配上發生了錯誤，它的向場透鏡位置偏差了1.3 mm。　　在拋光鏡子的期間，珀金埃爾默使用另外二架零校正器，兩者都正確的顯示鏡子有球面像差。這些測試都是會確實消除球面像差而設計的，不顧品管文件的指導，公司認為這二架零校正器的精確度不如主要的設備，而忽略了測試的結果。

　　在設計上，哈勃空間望遠鏡必須定期的進行維護，但是在鏡子的問題明朗化之後，第一次的維護就變得非常重要，因為太空人必須全面性的進行望遠鏡光學系統安裝和校正的工作。被選擇執行任務的七位太空人，接受近百種被專門設計的工具使用的密集訓練。由奮進號在1993年12月的STS-61航次中，於10天之中重新安裝了幾件儀器和其他的設備。　　最重要的是以COSTAR修正光學組件取代了高速光度計，和廣域和行星照相機由第二代廣域和行星照相機與內部的光學更新系統取代。另外，太陽能板和驅動的電子設備、四個用於望遠鏡定位的陀螺儀、二個控制盤、二個磁力計和其他的電子組件也被更換。望遠鏡上攜帶的計算機也被更新升級，由於高層稀薄的大氣仍有阻力，在三年內逐漸衰減的軌道也被提高了。

　　這次承擔的任務非常複雜，共進行了五次太空梭船艙外的活動。在壯闊的南非好望角上空，哈伯再一次的出發。　　　　今後的十年內，將有三組以上的太空小組會來維修並強化哈伯的影像使之更加清晰，將我們帶到我們一向只能夢想的地方。

　　哈勃太空望遠鏡捕捉到土星神奇的「光影表演」：極光。更為難得的是，「哈勃」同時捕捉到了土星南北兩極的極光現象。由於土星繞太陽公轉的原因，在30年內只有兩次機會能同時觀測到土星兩極的極光現象。　　　　眾所周知，在地球南北兩極存在神奇的極光現象。其實太陽系內的土星和木星都存在極光現象。這些星球上的極光現象，都是太陽帶電粒子(太陽風)同大氣層中的氣體分子相互作用形成的。此前，哈勃太空望遠鏡多次觀測到土星極光現象，但是同時觀測到土星南北兩極極光實屬罕見。　　　　要想同時觀測到土星南北兩極的極光現象，土星光環必須側面朝向哈勃，而且必須能同時觀測到兩極。土星繞太陽公轉的周期大約為30年，在土星公轉周期內，這種難得的觀測機會只能出現兩次。哈勃太空望遠鏡將沒有機會再次同時觀測到土星兩極的極光，因為到再次出現這種觀測機會時，哈勃早已經退役。　　　　對哈勃捕捉到的這張土星極光照片進行研究的天文學家發現，土星南北兩極極光存在細微的差別。包含北極光的明亮橢圓形區域相比南極光出現的區域，顯得稍小而且更緊密。研究人員表示，這表明土星磁場分布並不對稱。由於北極附近的磁場更強，太陽帶電粒子被加速到更高的能量。　　　　此外，土星極光的最大特點在於其出現的高度－－這種絢麗景象通常出現在距離土星表面超過1200公里的高空。比較而言，地球上的極光多出現於100－500公里的高度上。科學家們認為，這種高度上的差異主要是由於各行星大氣成份的不同造成的。構成地球大氣的主要成份為較重的氮氣和氧氣，因此，只有在較低的高度上才能達到產生極光所需的氣體密度。而土星大氣主要由較輕的氫氣構成，因此極光出現的高度要遠大於地球極光。　　　　哈勃觀測團隊成員、英國萊切斯特大學喬納森-尼科爾斯博士說：「哈勃被證明是人類最重要的科研工具之一。」尼科爾斯說：「這些圖片有獨特的科學價值，這尤其令人興奮。哈勃太空望遠鏡將再也沒機會獲得類似的圖片。因為哈勃是在一個非常有利的位置進行觀測的，靠近土星赤道平面。」　　　　尼科爾斯說：「由於土星的公轉周期非常長，哈勃將無法再次觀測到這種神奇的景象。因為在包括地球的其他星球上，無法同時觀測到南北兩極的極光現象，所以這組土星南北兩極極光照片非常有科學價值。」「這些圖片揭示了土星磁場的特性，以及土星極光形成的原理。」

　　在寶瓶座內離地球超過六百光年的地方，有顆類似太陽的恆星正走向死亡。在它最後數千年的生命里，它產生了漩渦星雲；這是一個恆星演化過程最後階段常出現的行星狀星雲，也是這類天體中離地球很近且被仔細探索的範例。在這幅哈勃太空望遠鏡的漩渦星雲影像里，紅外光波段的輻射主要來自分子氫氣雲。這些氫分子雲的分布不均，聚成了數以千計的彗星狀糾結，每一個的大小大約是太陽系的二倍大。較藍也較高能量的輻射是來自頭部，而尾部的輻射則偏紅，這顯示尾部受到了遮掩，沒有受到中心星恆星風及強烈紫外輻射的照射。漩渦星雲的大小約為2.5光年。再過五十億年，太陽預期也會進入行星狀星雲階段。

　　被稱為 M16的老鷹星雲，是一種發射星雲，它位於6500光年外，大小約20光年寬，用雙筒望遠鏡朝北天巨蛇座的方向即可看到。　　　　這幅影像，呈現了老鷹星雲內數根棈彩的塵埃柱之一，而它看起來就像一位巨大的外星仙女。這位仙女的高身有十光年，而且會噴出比人間凡火溫度要高出非常多的輻射。整個老鷹星雲 (M16)事實上是一個龐大且蒸發之中的雲氣和塵埃氣殼，它內部藏著一個增長之中的空穴，空穴內有個正在形成中的疏散星團，以及和孕育它的的壯麗恆星誕生區。 　　　　老鷹星雲中央區域其中的「創造之柱」(Pillars of Creation)，在該區域內大量的恆星正在誕生。老鷹星雲能量巨大，能夠向外產生滾滾湧出的氣體和星際塵埃。老鷹星雲是許多新生恆星的搖籃，它能夠「孵化」出大量恆星並滋養它們。這幅顏色經過重置的科學影像，是哈伯太空望遠鏡升空運轉十五周年慶的獻祝影像之一。

　　哈勃太空望遠鏡拍攝到一個大星系吞噬小星系的照片，這是首次用照片證實了科學家一直猜測存在的星系吞噬現象。　　　　哈勃太空望遠鏡所拍攝的照片主要被一個大型星系所佔據，其羽狀尾跡使整個星系呈蝌蚪狀。照片左下角存在另外一個較小的螺旋星系，這個星系很明顯與大星系距離很近，兩者存在一定的關聯。兩個星系距地球20億光年。但哈勃太空望遠鏡的照片並不能說明星系吞噬現象在兩者之間發生。　　　　美國和澳大利亞的天文學家們又採用了夏威夷的Keck天文望遠鏡進行觀測。綜合觀測數據並通過計算機模擬表明，一系列的星體正從較小星系的核心部分流向較大的星系並形成羽毛狀痕迹。天文學家表示，大星系的重力作用將小星系撕裂開來，小星系中被俘獲的星體將成為大星系圓形光暈的一部分。整個吞噬過程預計將持續數十億年。數十億年之後，整個小星系將被徹底分解，僅剩下一個殘跡。　　　　雖然一些研究星系演變的天文學家曾計算過這種吞噬現象很可能發生，但這是第一次得到照片證據，並被其它觀測數據和計算機模擬所證實。天文學家在1994年也曾發現一個名為人馬座侏儒的小星系，但這個星系已經完全裂解，天文學家僅能根據其殘跡中的星體判斷該星系曾經存在。　　　　另外，地球所在的銀河系也可能進行著類似的宇宙自相殘殺行為。地球所在的銀河系與鄰近的大小麥哲倫星雲之間存在相互作用。這兩個星系比上述正在被吞噬的星系要大許多。　　

　　現在，讓哈勃的目光指向天空中最壯麗的星座--獵戶座。 　　　　在獵戶座的方向，天狼星從我們的目光中飄過，它是冬季夜空中最亮的星球。

　　獵戶座（Orion）是全天最壯麗的星座，位在天球赤道，地球大部份地區都能看到。獵戶座大星雲（M42, NGC 1976）是位於獵戶座的反射星雲，1656年由荷蘭天文學家惠更斯發現，直徑約16光年，視星等4等，距地球1500光年。

　　哈勃太空望遠鏡拍攝到了迄今為止最清晰的獵戶座星雲全景照片。這張照片不僅顯示出大量恆星的誕生，也包含有罕見的褐矮星。獵戶座星雲是銀河系內最近的恆星誕生地，包含有數以千計的新生恆星、以及孕育恆星的柱狀星際塵雲，長期以來一直是天文學家觀測的「熱點地區」。　　　　美國太空望遠鏡科學研究所和歐洲航天局的科學家們，從2004年至2005年間用「哈勃」太空望遠鏡上搭載的先進測繪照相機等設備觀測獵戶座星雲，並獲得了解析度最高的星雲全景照片。

　　在將照相機對準距地球1500光年的恆星託兒所——獵戶座星雲之後，「哈勃」發現了一些小圓塊繞新誕生的恆星運行，說明年輕的恆星系統正在形成之中。隨著獵戶座星雲的氣體和塵埃混合物形成新恆星，原行星盤則在其周圍形成。這些旋轉盤的中心溫度不斷升高並最終形成一顆新恆星，盤外緣周圍的殘餘則將其它塵埃聚合在一起。科學家認為這些就是構建行星的模塊。　　　　「哈勃」在最近的觀測中發現了獵戶座星雲內部的42個原行星盤，迄今為止發現的數量已超過150個。這一數字說明恆星系統的形成在宇宙中非常普遍。目前，研究人員已確定了獵戶座星雲內兩種不同類型的原行星盤——熾熱的原行星盤被Theta1Orionis C內最明亮的恆星加熱，暗淡的原行星盤則位於更遠的區域，因此受到更少的能量輻射。　　　　　　當來自大質量Theta1的恆星風與星雲內的氣體發生碰撞時，引人注目的的衝擊波便會形成，呈現出類似回飛鏢或者箭的形狀。天文學家對暗淡的原行星盤特別關注。由於塵埃顆粒在形成行星過程中結合在一起，這些原行星盤更易於研究。

　　從最大星球吹向這些小星球的風是如此強烈，它創造了震波在他們靠近的一側，留下長長的尾巴。這些蝌蚪有一天可能會轉化為完全成長的太陽系，但持續的強風可能會阻礙他們的成長。

　　我們自己的太陽系應該看起來也是這樣，當太陽成形，但地球還不存在的時候。

也許我們和我們的世界就是這樣開始的。

　　一度陷入困境的哈伯望遠鏡，提供了它偉大的服務。太空天文學家過去只能夢想的瞬間實現，但是哈伯的壽命已經逐漸耗盡。如果我們什麼都不做，那大約兩年左右，不論是它的陀螺儀或是電池都會耗盡壽命，然後失控墜毀。然而飛行設計師帶來了一個降低風險的大膽計劃--如果太空梭在執勤時受到損傷，另一台會上來援救擱淺的那一台。他們可以沿機械臂在兩者之間上下，像消防員一樣。　　　　於是歷史上第一次，兩架太空梭同時做好發射準備，一旦出現意外，另一台在發射架上待命的太空梭馬上發射，去拯救出現問題的另一架。

　　太空漫步的練習在位於強森太空中心這個六百萬加侖的水池中，這是他們可以得到最接近零重力的環境。

同時也在這裡演練操縱機械臂捕捉哈勃望遠鏡。

　　模擬失重是通過水槽訓練實現的，但水下與太空環境不完全一樣。通過配平，水下沒有重量但仍然存在水介質的反作用力，但這是地球上能夠找到最接近的辦法了。 航天員在模擬時身上負有數百公斤的配重，所以出水時必須要使用設備，獨力是無法爬上岸的。

家屬也來共襄盛舉。

2003年的哥倫比亞號太空梭失事給之後的歷次航天飛行都蒙上了陰影，也許，這是最後一次感受美麗的地球。

　　七名宇航員經過數百項的哈勃望遠鏡維修訓練，現在整裝待發了。

　　打醬油的不止中國，全世界都有。

　　太空梭系統主要由三個子系統組成，這幅圖上都清晰可辨。　　　　一.外部燃料箱：外表為鐵鏽顏色，主要由前部液氧箱、後部液氫箱以及連接前後兩箱的箱間段組成。外部燃料箱負責為太空梭的3台主發動機提供燃料。外部燃料箱是太空梭三大模塊中唯一不能重複使用的部分，發射後約8.5分鐘，燃料耗盡，外部燃料箱便被墜入到大洋中。　　　　二.一對固體火箭助推器：這對火箭助推器中裝有助推燃料，平行安裝在外部燃料箱的兩側，為太空梭垂直起飛和飛出大氣層進入軌道提供額外推力。在發射後的頭兩分鐘內，與太空梭的主發動機一同工作，到達一定高度後，與太空梭分離，前錐段里降落傘系統啟動，使其降落在大西洋上，可回收重複使用。　　　　三.軌道器：即太空梭本身，它是整個系統的核心部分。軌道器是整個系統中惟一可以載人的、真正在地球軌道上飛行的部件，它很像一架大型的三角翼飛機。它的全長37.24m，起落架放下時高17.27m；三角形後掠機翼的最大翼展23.97m；不帶有效載荷時質量68t，飛行結束後，攜帶有效載荷著陸的軌道器質量可達87t 。它所經歷的飛行過程及其環境比現代飛機要惡劣得多，它既要有適於在大氣層中作高超音速、超音速、亞音速和水平著陸的氣動外形，又要有承受再人大氣層時高溫氣動加熱的防熱系統。因此，它是整個太空梭系統中，設計最困難，結構最複雜，遇到的問題最多的部分。

　　發射之前3秒，可以清楚看到，軌道器上的三台主發動機還沒有啟動，兩側的固體助推火箭已經開始小規模燃燒了。

發射瞬間，太空梭全開推力，緩緩升起。

　　軌道器的三個主發動機由於使用液氫和液氧為燃料及氧化劑，發動機尾焰明顯比固體燃料火箭暗淡很多，不仔細看還以為沒有開動。

　　阿特蘭蒂斯號的命名，是源自於一艘1930年到1966年間，隸屬於麻薩諸塞州伍茲·霍爾海洋科學研究所（Woods Hole Oceanographic Institute）的460噸雙桅帆船阿特蘭蒂斯號。這艘雙桅帆船是第一艘被用于海洋科學研究的美國船隻，也是帆船時代末期最後幾艘活耀在海上的範例，因為到那年代以蒸氣引擎或柴油引擎做為動力的船隻已經漸漸佔據水面，鮮少見得到帆船還在服役的。

　　醬油黨

　　固體助推火箭、液氫液氧艙、軌道器組合起來的總重量大概在2000噸左右，起飛需要的總推力在2800噸左右。　　　　這張圖片很清楚的顯示了助推火箭和軌道器主發動機的工作狀態。

　　固體燃料助推火箭在燃燒完畢後將脫離軌道器，濺落入大西洋，並回收重複使用。這是機上攝影機拍到的分離鏡頭：爆炸螺栓引爆後助推器離開主體的瞬間。

地面站觀測到的鏡頭，分離後助推器頂端的引導傘已經成功打開。

　　軌道器進入了離地593公里的哈勃軌道高度，俯視美麗的地球。

　　口水這個大炮

　　宇航員操縱太空梭慢慢接近哈勃望遠鏡。　　　　在太空中，雖然沒有重力，但質量始終是存在的，並不因引力消失而消失，稍有不慎碰撞的話，將會引發災難性後果。

　　LZ 該片的名字到底是什麼？

　　已經知道了～《最大影像：哈勃望遠鏡3D》，很不錯的紀錄片～！

　　太空梭從下方緩步接近哈勃，使用微調發動機將姿態調整到最佳後，太空梭上的機械臂抓住哈勃，兩者完成了對接。

　　IMAX 3D攝影機近距離拍攝的哈勃望遠鏡。

　　　　凹凸曼老家是M78星雲　　　　圖在這裡

　　1967年1月，「阿波羅4號」宇宙飛船進行地面試驗時，格里索姆等三名宇航員被關在飛船的一個小艙里，作航行的準備工作。由於電路設計的缺陷，充氧座艙突然起火，三位富有經驗的宇航員，不幸被燒死在艙內。悲劇發生後，美國宇航局指派1500多名專家和技術人員對阿波羅飛船進行了全面檢查。血的教訓使人們認識到，無論艙外宇宙服，還是艙內宇宙服，對它的最基本的要求應該是防燃性能好。　　　　宇宙服分為艙內宇宙服和艙外宇宙服，現在宇航員正在同伴的幫助下穿艙外宇宙服，準備出艙到宇宙中進行作業。　　　　宇宙中幾乎不存在大氣，又沒有水、再加上沒有強磁場，因而直接暴露在強烈的宇宙射線下，並且天外的小隕石和宇宙塵竟會以每小時22000公里的速度落在它上面。由此可見，若沒有合適的艙外宇宙服，宇航員就無法走出登月艙。艙外宇宙服應能適應上述激烈的溫度變化，宇航員穿上它，要能抵禦太陽輻射的灼熱，要能抵禦隕石，即使受到損石的撞擊，也不會被擊穿。此外宇宙服還要有靈活的伸縮性，宇航員穿上它，要能依然行動自如。

　　艙外宇宙服主要由以下幾個系統組成：　　　　耐熱防塵層　　這是宇宙服的最外層，不怕火、能適應極嚴酷的環境溫度變化、抵禦微小宇宙隕石的撞擊，同時還能保持一定的內部壓力，不會使人感到疲勞。耐熱防塵層是由許多種材料粘合成的。最外面是耐磨性好的聚四氟乙烯布，接著是不會燃燒的貝他綸玻璃布。再往裡是兩層噴塗鋁箔的卡普頓一貝他綸薄紗羅，這種薄紗羅既防燃，又能屏蔽熱輻射。再往裡面是噴塗鋁箔的米拉布，它是一種耐高溫、高強度、富有彈性的特種滌綸薄膜。最裡層是塗有氯丁橡膠的尼龍底布。 　　耐壓層　　它起保持宇宙服內部壓力和維持壓差的作用。耐壓層由兩部分組成，一部分包著軀幹、四肢、手；另一部分包著腳，作成耐壓靴。前者除肘部和膝部之外，夾層中有塗著氯丁橡膠的尼龍布。當有壓力差時，塗有氯丁橡膠的尼龍底布能防止最外面的尼龍布脹起。用手感滑爽的諾梅克斯布作里子布，能給宇航員舒適的感覺；穿脫方便，防止脹起破損。儘管這三種材料都可燃，但有外面的耐熱防塵層保護，實際使用時是絕對安全的。耐壓靴的結構和前者大體相同,只不過在靴子的鼓起部位上使用了氯丁橡膠塗層，靴子裡面是經平織物。在鼓起部位和靴子裡面之間的上方，還設有換氣的地方，靴子底的外側是一種稱為氟盧洛的氟代烴彈性材料構成的；靴底中間夾有金屬桁架芯，以增加強度和可撓性。　　液冷衣　　它包著宇航員的軀幹、四肢、手、腳。其主要構成部分是聚氨脂彈性體，它能把與人體直接接觸的、通有冷卻水的泰根管固定住，使宇航員穿著舒適。為了穿脫方便和防止泰根管纏住宇航員的手腳，最靠近人體的裡面還粘貼有一層很薄的尼龍布。 　　艙外活動用手套　　儘管它的層數很多，但對手指的活動沒有妨礙，並能耐熱、耐磨、保持手套內部壓力。手套的外層材料是鎳鉻合金金屬布、貝他綸玻璃布和硅橡膠。硅橡膠在—73℃溫度下，仍能保持足夠的柔軟性和彈性，因而把它用手指尖部位。塗鋁的米拉布做屏蔽層。氯丁橡膠包皮，厚度約0．25毫米，能保持手套中的壓力。一直覆蓋到指頭尖的貝他綸玻璃布，做防燃保護層)。 　　盔形帽　　橢圓薄殼狀的盔形帽下面有連接著宇宙服的鋁環。帽的後部有聚氫酯製成的帽內緩衝器，它能緩和呼吸時的衝擊。盔形帽的薄殼體是由聚碳酸酯製成的。薄殼體和緩衝層之間有一層液壓成型的鋁層。此外，在緩衝層的上面，還有由鋁箔和貝他綸玻璃布組成的防燃保護層(見圖5)。一般，在艙內活動時不使用盔形帽，而收藏在一個適當的容器里，這樣可以延長盔形帽的使用壽命。 　　月面活動靴　　穿在耐壓靴的外面，起絕熱、防護作用。宇航員在艙內活動時，不用穿它，只在登月活動前才套上。靴子的外層和網球鞋相似。靴尖、靴後幫和靴底都加了硅橡膠。靴子的最外層是鎳鉻合金布，它有防燃和耐磨作用。裡面的屏蔽層和耐熱防塵層相似。此外，在靴子膛底上還加了兩層約3毫米厚的諾梅克斯毛氈，這樣可以增加防寒保暖性和屏蔽輻射的能力。靴子里是用貝他綸玻璃布做的，因而能在月面活動時起到耐熱、防燃、防塵作用。 　　可視面具 　它是裝在盔形帽上的聚碳酸酯薄片。薄片分成兩層，外層是聚碸塑料，裡層是聚碳酸酯。上面塗有保護視力的塗層。聚礬塑料的成型溫度很高，因而能起到防燃、耐熱的作用。

　　宇航員用3D IMAX攝影機拍下宇航員維修哈勃望遠鏡的畫面，我們美麗的地球充盈在整個畫面。

　　宇航員修復、更換、補充哈勃上面的儀器以及能源。包括：　　　　用第三代廣域照相機(WFC3)取代WFPC2；　　安裝新的宇宙起源頻譜儀（COS）；　　取回該處的COSTAR光學矯正系統；　　修復損壞的先進巡天照相機（ACS）；　　修復損壞的空間望遠鏡攝譜儀（STIS）；　　替換損壞的精細導星感測器（FGS）；　　更換科學儀器指令和數據處理系統（SIC&DH）；　　更換全部的電池模組；　　更換所有的6個陀螺儀和3組定位感測器（RSU）；　　更換對接環、安裝全新的絕熱毯（NBOL）、　　補充製冷劑。

　　而這將會是哈勃空間望遠鏡最後一次的維護任務，會將哈勃空間望遠鏡的壽命延長至2013年後。

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