天文

哈勃空间望远镜使用指南

小龙哈勃 发表于  2017-07-05 15:54

太空中的哈勃望远镜。图片来源:NASA

NASA的哈勃空间望远镜是有史以来最重要的望远镜之一。哈勃望远镜位于大气层之上,不受大气湍流扰动的影响,还可以观测到会被大气吸收的紫外和红外线,拥有地面望远镜无法具备的优势。服役27年来,哈勃望远镜极大地拓展了我们对宇宙的了解,所拍摄的大量精美照片也为人熟知。那么NASA,你的望远镜借我用一下可好?

NASA说:当然可以。哈勃望远镜的维护费用是每年1亿美元,换算成人民币,也就是1秒钟约20元,1小时约7万元。所以,你可以定一个小目标,比如说,先挣它1个亿……

哈勃空间望远镜的维修费用可是很贵的。就算不计维修,日常维护运行的费用也不便宜。图片来源:NASA

好吧,上面这段是开玩笑。

实际上,哈勃望远镜的使用不需要付费,也不必非得是NASA的雇员才能使用。只要你是地球人,有足够好的研究点子,就可以去申请哈勃望远镜的观测时间。

天文望远镜归谁用?

最早期的天文学家使用他们自己的望远镜进行研究,比如最早将望远镜指向天空的伽利略和发现天王星的威廉‧赫歇尔。后来的天文学家受雇于天文台,则使用天文台所建的望远镜进行研究,比如发现宇宙膨胀的埃德温‧哈勃和发现冥王星的克莱德·汤博。

埃德温‧哈勃发现宇宙膨胀时所用的这台胡克望远镜,由雇佣他的威尔逊山天文台所建。哈勃空间望远镜就是以这位天文学家的名字命名的。图片来源:威尔逊山天文台

到了二战以后,科研活动被提升到国家层面来进行,大型望远镜造价高昂,多由国家或多个机构联合出资建造及维护。那么问题就来了:怎么决定谁来用这台望远镜呢?

天文学家是这样解决的:望远镜管理机构组织一个“时间分配委员会”,想要使用望远镜的天文学家撰写观测提案,由该委员会决定哪些提案“入选”,提案入选的天文学家便获得了望远镜的使用权。天文学家出点子、作研究,望远镜管理机构出力挣钱,国家或机构出钱然后深藏功与名,三方各取所需,完美!所以,这一套机制就这样确立下来了。

一般而言,在望远镜建造初期提供越多资源的国家或组织,日后获得的使用时间也就越多。美国夏威夷的凯克望远镜,由获得凯克基金会注资的加州天文研究会建造和运行,而加州天文研究会又由美国加州理工学院和加州大学建立,因此凯克望远镜主要由加州理工学院和加州大学的天文学家使用。而欧洲南方天文台位于智利的天文设施,则会让欧洲天文学家优先使用,但智利作为东道主,也享有部分使用时间。中国之所以积极参与三十米望远镜(TMT)的建造,部分原因就在于日后中国能够获得更多TMT的使用时间。

中国积极参与三十米望远镜的建造,部分原因是为了日后能够获得更多使用它的时间。图为三十米望远镜的模拟效果图,来源:NAOJ

但是,科学研究越来越国际化,将使用人群限定在某一国家或组织内部,长远来说不利于进一步提升科学产出。或许是出于类似的考量,哈勃望远镜的使用权并不局限于NASA或美国机构,美国以外的天文学家同样可以申请,唯一的区别是他们无法申请NASA为获选提案提供的配套经费。实际上,每年都有相当数量的美国以外的申请者获得哈勃望远镜的观测时间。

申请提案怎么写?

哈勃望远镜的申请提案由两部分组成:科学意义和技术论证。你需要向时间分配委员会解释你的课题能回答什么科学问题,为什么必须用哈勃望远镜进行观测,需要用何种仪器使用多长时间,以及技术上是否可行。提案的篇幅必须在4页纸以内。这其实有点像写高考作文,按点答题,字数还不能超。

哈勃望远镜的管理机构——太空望远镜研究所(Space Telescope Science Institute)会组织科学家审读所有提案。最终只有大约20%的提案会被批准。如果你的提案有幸成为这20%的一员,你就需要和NASA的工程师一道厘清提案的技术细节,以便他们可以操纵哈勃望远镜获得你想要的观测数据。观测完毕之后,从指定的网址下载观测数据,对哈勃望远镜的使用就算完成了。

宇航服都换好了,你跟我说这就算是用完了?!没错,使用哈勃望远镜并不需要你亲自去太空。图片来源:NASA

如果你不是专业天文学家,有没有机会也来申请使用哈勃望远镜呢?曾经有一段时间,答案是肯定的。在开始使用的最初几年,哈勃望远镜专门保留了爱好者时间,虽然一年只有短短几小时,却足以激起天文爱好者的巨大热情。然而,预算的缩减使得太空望远镜研究所不得不在1997年砍掉了这一大受欢迎的项目。

尽管如此,哈勃望远镜仍然有许多公众项目,鼓励爱好者参与科学研究,帮助科学家辨认星团特性或者寻找系外行星等等。此外,由于哈勃望远镜拍摄的照片均为黑白照片,只有极少数被合成为彩色照片,哈勃图像处理计划提供了一系列详尽的教程和教学视频,教你如何利用哈勃拍摄的原片合成彩色照片。

哈勃空间望远镜为庆祝升空27周年而公布的一对星系的彩色照片。哈勃拍摄的绝大多数照片都未经处理,等着你去发掘。图片来源:NASA

哈勃的观测数据在1年的保护期后都会公开,所以哈勃望远镜的数据库称得上是一个原片大宝藏。如果你暂时还不想为了使用哈勃望远镜而去读一个天文学博士的话,也可以搜罗一下哈勃望远镜的数据库,说不定你想拍的天体早就已经有天文学家拍过了呢!(编辑:Steed

热门评论

  • 2017-07-05 17:54 费脑神

    俺们村几个光棍兄弟联合买了个老婆 也有个时间分配委员会

    [11] 评论

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全部评论(11)
  • 1楼
    2017-07-05 16:04 天降龙虾
    引用文章内容:哈勃望远镜的维护费用是每年1亿美元,换算成人民币,也就是1秒钟约20元,1小时约7万元。

    可以理解为什么哈勃望远镜这么有名气了。。。

    [1] 评论
  • 2楼
    2017-07-05 16:24 good人

    哈伯望远镜经历过镜头被扭曲,还好有计算机把图画重新计算呈现。


    来自 果壳的壳
    [0] 评论
  • 3楼
    2017-07-05 17:54 费脑神

    俺们村几个光棍兄弟联合买了个老婆 也有个时间分配委员会

    [11] 评论
  • 4楼
    2017-07-06 10:32 5美金

    求人不如求己,有求于人必然受制于人。千万不能被霸权国家那套【你别造那劳民伤财的东西干什么,用窝的不就行了。】给忽悠了。

    [1] 评论
  • 5楼
    2017-07-06 13:21 夜莺6077

    中国不是有一个超大的射电望远镜吗?外国的研究者也可以使用它吗?有没有天文爱好者使用时间呢?我觉得有这么一个项目真的好有爱啊

    [0] 评论
  • 6楼
    2017-07-06 17:51 VHR

    为什么照片是黑白的?难道和显微镜发生衍射差不多?

    [0] 评论
  • 7楼
    2017-07-10 11:17 波多野斯基
    引用@VHR 的话:为什么照片是黑白的?难道和显微镜发生衍射差不多?

    孩子,别迷信色彩,那不过是你大脑对不同频率的叠加而已,骗你一辈子了,可怜的

    啊呀,如果这样一说,黑白也是幻觉,震动强度不同而已

    [0] 评论
  • 8楼
    2017-07-10 12:40 改昵称是个技术活
    引用文章内容:哈勃的观测数据在1年的保护期后都会公开,所以哈勃望远镜的数据库称得上是一个原片大宝藏。

    都说了数据会公开了, 为什么就不好人做到底, 给出链接呢?

    [2] 评论
  • 9楼
    2017-07-10 16:46 mcp2013

    NASA说:当然可以。哈勃望远镜的维护费用是每年1亿美元,换算成人民币,也就是1秒钟约20元,1小时约7万元。所以,你可以定一个小目标,比如说,先挣它1个亿……

    一秒钟的电影都能做到24帧,就是说平均算下来一张照片一块钱都不到的,好吧,先给我来1000张的m31星云吧。

    [0] 评论
  • 10楼
    2017-07-11 11:17 486123
    引用@mcp2013 的话:NASA说:当然可以。哈勃望远镜的维护费用是每年1亿美元,换算成人民币,也就是1秒钟约20元,1小时约7万元。所以,你可以定一个小目标,比如说,先挣它1个亿……一秒钟的电影都能做到24帧,就是说平均算...

    那曝光时间1个月的照片应该怎么算

    [0] 评论
  • 11楼
    2017-07-19 09:16 梦游侠
    引用@VHR 的话:为什么照片是黑白的?难道和显微镜发生衍射差不多?

    拍摄可见光之外的波段能成像就算不错了


    来自 广告位招租
    [0] 评论

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小龙哈勃
小龙哈勃 天文学博士,美国加州理工学院博士后,主要研究方向为近地小行星、彗星、流星雨。

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