哈勃望远镜30年纪念龙飞船发射"问题1

宇宙非常想看到它。

7月23日中午12时41分，中国第一颗火星探测器"天文1号"携带长征5号远程运载火箭在海南文昌航天发射中心成功发射。"这次发射引起了全球的关注，因为天文1号计划执行三项火星绕轨、着陆和访问任务，即用一石一石完成"环游"任务，而只有美国完成了"一石二鸟"火星探测。"如果成功，中国将在深空探索能力上取得飞跃发展，成为世界上第三个登陆火星的国家和第二个登陆火星的国家。

探索空间不是现代人的专利。人类自古以来就对星空有着强烈的好奇心和心。唐代伟大诗人李何曾到过太空，写了"天河夜回星空，银蒲飘云"的诗句，学习水的声音。几百年后，在遥远的西方，科学家伽利略用望远镜指向深邃广阔的星空。随着望远镜的发明，天文学发生了巨大的变化。从那时起，人们就知道了太阳黑子、月球上的陨石坑、木星周围的四颗卫星以及闪闪发光的银河系，哈勃太空望远镜应运而生。

在能够清晰地仰望星空之后，人类表现出了前往那颗星空的"雄心"。作为武器的火箭从一开始就成为人类的工具，美国和苏联之间为"太空霸权"而进行的激烈碰撞在人类航天史上产生了无数次--第一颗人造地球卫星、第一颗载人航天器、第一个空间站、第一个太空探测器。

由于物理和时间的限制，人类自己无法到达比月球更远的地方，所以探索宇宙的任务被委托给太空探测器，让他们成为我们在太空中的眼睛。"然而，深入到星空中的成本是非常高的，甚至在美国也有许多声音反对航天工业的发展。但像伟大的导航时代一样，太空探索也有风险和机遇，大多数国家都在继续投资于太空探索：俄罗斯计划在2030年后在火星上建立一个研究站；欧盟(EU)推出了伽利略卫星导航系统，以与美国的GPS定位系统竞争；日本和印度发射了月球探测器，成为世界上掌握月球探测技术的少数国家。

天文一号的成功发射只是中国探索火星长征的第一步。许多国家航空航天机构都表示祝贺。最近也成功发射火星探测器的欧洲航天局和美国航天局以及阿拉伯联合酋长国航天局发出祝贺电报，祝愿"天文1号"在下一次任务中一切顺利。"这个世界是如此之大，我想看到它，"而探索比世界更广阔的宇宙是无数代人的梦想，无论在任何时候，在世界各地。无论各国在太空探索中经历了多少追求、弯路和代价，太空探索事业无疑是造福全人类的梦想，值得我们共同寻找。

双筒望远镜

哈勃冻结神秘宇宙

2020年4月24日，是哈勃太空望远镜发射30周年。哈勃服务了30年，拍摄了无数神秘美丽的太阳系、银河系甚至宇宙深处的照片。为了纪念哈勃这个特别的生日，NASA(NASA)从3月底起就在网上发布了一份特别的生日礼物--366张珍贵的宇宙图片已经在其网站上公布，用户可以登录查看他们生日的照片。

哈勃太空望远镜是建立在太空中的大型轨道观测站。它的历史可以追溯到1946年天文学家莱曼·斯皮策(Lehmann Spitzer Jr.)，他写了"地球外天文观测的优势"一文中，斯皮策指出了在太空建立天文台的两个主要好处，一是观测结果不受地球大气层的影响，二是大气吸收的红外线和紫外线可以被观测到。

你知道，通过地球大气层在太空中观察天体就像用一杯水观察世界，一切都是扭曲或不清楚的。只有在地球大气层之外，双筒望远镜才能探测到来自太空中的恒星、星系和其他天体的光，这些光不会被大气扭曲和吸收，观测结果就会更加清晰。

为了实现在太空建立天文望远镜的梦想，斯皮策毕生从事太空望远镜事业。1965年，美国成立了一个科学委员会，旨在建造太空望远镜，斯皮策被任命为主席。1975年，美国宇航局和欧洲航天局开始发展太空望远镜。

1990年，哈勃太空望远镜成功地在发现号航天飞机上发射，从斯皮策第一次提出的太空望远镜概念到哈勃太空望远镜的成功发射。人类用了44年的时间才把安装在地面上的望远镜发射到太空。

纵观望远镜的发展史，你会发现望远镜的发展几乎与天文学密切相关。1608年，荷兰眼镜制造商汉斯·利伯奇(Hans Lieberch)申请了双筒望远镜的专利，该望远镜三次放大遥远物体的图像。一年后，意大利科学家伽利略将望远镜指向天空，创造了人类历史上的第一架天文望远镜。望远镜能在30倍的距离内放大物体。伽利略利用望远镜观察月球上的山脉和分析仪，观察木星的四颗卫星，并看到天空中的一条光带--伽利略不知道这是我们的银河系。

然而，伽利略的天文望远镜使用透镜作为物镜，有一个很大的缺点，那就是色差问题，因为光是无数不同颜色光波的混合物，每个光波的波长是不同的，当不同波长的光波穿过一个透镜时，它会聚集到一个稍微不同的焦点上，从而使观察到的图像变得模糊。1668年以前，所有天文学家都认为色差问题是不可避免的，直到牛顿用金属凹面镜制作了反射式望远镜，通过镜面将折射光反射到平面镜，然后将光线反射到望远镜的目镜，很好地解决了折射望远镜的色差问题。

继伽利略和牛顿之后，天文学蓬勃发展，望远镜变得越来越大、越来越复杂。随着科学技术的发展，天文学家发现了许多昏暗的恒星，并计算出了恒星之间的距离。

在19世纪，天文学家使用了一种叫做分光仪的新仪器来收集有关天体化学成分和物理运动的信息。在20世纪，天文学家意识到巨大的望远镜和专用仪器都会受到地球大气层的影响，观测结果会因为地球上的天气而发生变化。因此，像400多年前的伽利略一样，他们把目光转向了太空，哈勃太空望远镜应运而生。

火箭

罗伯特的研究奠定了技术基础

2020年5月31日凌晨3点22分，搭载两名美国宇航员的太空探索技术公司SpaceX的龙航天器乘坐猎鹰9号火箭飞往国际空间站。这是自2011年以来美国首次使用自己的火箭和宇宙飞船将宇航员从本国送到国际空间站，这是人类历史上第一次由私人公司研制的商业载人航天发射。

事实上，火箭最初是一种武器，直到1920年罗伯特·戈达德(Robert Goddard)出版了他的"到达超高海拔的道路"(The Way To The Way To Ultra High High)一书--这本书吸引了全世界的注意、赞美和嘲笑，人们认为火箭无法到达月球。纽约时报"甚至还写了一个名为"多级火箭可以到达月球"的大专栏，嘲笑罗伯特，认为他"甚至不懂高中的基本物理知识，开始幻想整天去月球旅行。

不管别人怎么说，罗伯特继续他的火箭研究：1926年，他在马萨诸塞州奥本发射了一枚液体燃料火箭，这是人类发射的第一枚液体火箭，尼尔，但只飞行了2.5秒，掉进了184米之外的菜田。尽管罗伯特的研究直到他死了，但他对火箭的研究为人类液体燃料火箭技术奠定了迄今的基础。

航天器

太空大厦"诞生于空中

火箭技术成熟后，运载火箭出现，人们将使用运载火箭将人造地球卫星、载人航天器、空间站、太空探测器等航天器送入太空；任务完成后，运载火箭被弃落地面，航天器正式开始自己的事业。

在六、七十年代，美国和苏联之间的"太空霸权"见证了航天器的发展和崛起。世界上第一颗宇宙飞船是前苏联于1957年10月4日发射的人造地球卫星1号，由前苏联的R7火箭在拜克努尔太空基地发射。卫星的发射使人类进一步进入太空，R7火箭当时的巨大成功使整个西方世界望而却步，在美国引发了一系列事件，如斯普尼克危机、华尔街崩溃等。

美国和苏联在航空航天工业中的"太空霸权"之间的激烈碰撞，产生了许多火花。1958年，美国在佛罗里达州卡拉维纳角发射了第一颗卫星"探险家1号"，美国国家航空航天局也成立了。1961年，前苏联宇航员尤里·加加林乘坐宇宙飞船进入太空，在太空中飞行了108分钟，成为第一个绕地球运行的人。1969年，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗在月球上"为自己迈出了一小步，为人类迈出了一大步"，成为人类历史上第一位成功登上月球的宇航员。

前苏联解体后，美国在太空探索方面变得更加雄心勃勃。1971年，"水手9号"火星探测器(Mariner 9)被发射，为载人登陆火星做准备。但这个项目需要太多的资金，政客们普遍表示他们不支持。

因此，美国宇航局提出了一个新举措，在1976年启动了哥伦比亚航天飞机计划，开发出价格低廉、可多次使用的太空飞行器。这个项目确实给了美国一次低成本太空飞行的希望，但美国从未料到的是，在每次飞行之后，航天飞机必须基本上被替换，除了发动机。建造一架航天飞机需要花费大约30亿美元，但光是维护一年就需要5亿美元，更不用说频繁的航天飞机事故，这导致了17名宇航员的生命损失。2011年，美国被迫停止了其航天飞机计划。

环顾世界，太空探索就像伟大的航海时代，许多欧洲国家抓住机会成为世界强国之一，这次美国和苏联站在太空探索的前列，它们之间的竞争也刺激了其他国家"出海"。1998年1月，美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲航天局11个成员国中的16个国家共同签署了组建国际空间站的协议。

1998年，俄罗斯制造的曙光功能货舱发射升空，国际空间站开始正式组装。经过十多年的建设，2010年的建设任务终于完成，"国际空间站"被充分利用。现在，这个巨大的"空间建筑块"已经成为人类在太空中生存的永久象征。各国在太空探索事业中的争夺战，给世界空间技术留下了丰富的遗产，推动了气象卫星、载人航天、国际空间站等空间科学和技术的飞跃，同时也使人类探索了一个未知的神秘宇宙。

太空探测器

深入星空

利用现有的技术，人类能到达的最远行星是月球。由于物理和时间的限制，人类把探索宇宙的任务委托给无人驾驶的航天器、太空探测器、拍摄行星、卫星、彗星的远程照片和收集科学数据，或降落在行星上并分析土壤和空气成分。

太空探测器又称深空探测器，是用来探测地球以外天体和星际空间的无人航天器。1959年1月2日前苏联发射的"月球1号"探测器是人类成功发射的第一个太空探测器。它在离月球表面5000多公里的地方飞行，在飞行过程中测量月球磁场、宇宙射线和其他数据，然后进入日心轨道，成为地球上第一个人造行星。

对大多数太空探测器来说，走进星空意味着无尽的旅程，最远的太空探测器是旅行者1号，由美国宇航局于1977年发射。这位43岁的旅行者1号曾访问过木星和土星，是第一艘提供月球高分辨率清晰图片的航天器。它在1979年通过了木星系统，1980年通过了土星系统，1989年通过了银河系中心，2012年通过了太阳系边缘，在2014年把太阳系留给了其他恒星。作为第一架从太阳系冲出太阳系的人造飞机，截至2020年8月16日，旅行者1号在旅行者1号与地球之间的距离已达到149.83天文单位，即224亿公里。

太空时代

各国互相追逐

虽然无边无际的星空可以给人类带来无尽的遐想和希望，但建设一个美丽的星空的成本并不低，因此即使在美国，也有许多声音不赞成发展航天。自从美国决定发射航空航天工业以来，这些问题就一直存在。美国决定建造国际空间站时，这一行业达到了顶峰。美国在该项目上投入了近1000亿美元，现在需要每年再投资30亿至40亿美元，以确保空间站的正常运行，而对这一计划感兴趣的政客们也因此不敢这么做。

2005年，美国宇航局局长迈克尔·格里芬(Michael Griffin)在接受"今日美国"(USA Today)采访时表示，建造航天飞机和空间站是一个代价高昂的"战略错误"，现在被认为是一条错误的道路，美国正在努力将损失降至最低。2018年，"华盛顿邮报"援引美国宇航局的文件称，美国政府计划在2025年停止向国际空间站直接注资，并打算将其转移到私营部门。有迹象表明，国际空间站现在可能成为NASA的责任和负担。

尽管美国正在与国际空间站(International Space Station)进行斗争，但其他国家并没有取得进展--尽管太空探索事业是一个无底洞，但没人知道太空经济和太空时代什么时候会到来，所以强国仍将拨出部分财政资金支持国内航空航天的发展。

俄罗斯继承了前苏联 90% 的航天工业。进入 21 世纪后，俄罗斯的经济复苏被提上日程。2009 年，俄罗斯通过了第一部关于卫星导航的国内法格罗纳斯导航活动法 "，其中规定" 格罗纳斯 "导航设备应安装在俄罗斯的军用和民用车辆及车辆管理设备上，以增强俄罗斯的国防潜力和安全，并改善运输管理。2012 年，俄罗斯联邦航天局发布了"2030 年和未来俄罗斯空间发展战略 "( 草案），宣布俄罗斯将在 2030 年后在火星上建立一个研究站。

2003 年 11 月 11 日，欧盟发表了 "空间政策行动计划白皮书"，提出了整合整个欧洲资源发展航空航天产业的战略构想。为了 "独立作战"，欧洲决定在 2003 年启动伽利略卫星导航系统计划，并于 2016 年正式投入使用。与美国的 GPS 系统相比，伽利略导航系统拥有更多的卫星、更高的轨道位置和更大的覆盖范围。伽利略导航定位系统是世界上第一个纯民用卫星导航定位系统。

近年来，日本和印度也参与了航空航天工作：2007 年日本发射了 "月球女神" 月球探测器，2008 年发射了 "宇宙基本法" 和 "宇宙基本计划"，并于 2009 年成功发射了日本第一艘无人空间货运航天器 - 空间站转运飞行器 1(HTV 1)。另一方面，印度努力为与航天大国的合作奠定良好基础，并继续增加航天工业的预算。2008 年 10 月，印度太空研究组织成功发射了印度的第一个月球探测器 -- 月球 1 号，成为世界上第五个掌握月球探测技术的国家。