1990年4月24日，发现号航天飞机从佛罗里达州出发，携带了一件将天文学永远划分为两个时代的仪器：空间望远镜时代之前，和空间望远镜时代之后。
哈勃空间望远镜在地球模糊的大气层之上，耗费了三十年时间窥探黑暗，不分皂白地收集着一切 stray light beams 射入其巨型镜面。从近处的卫星、遥远的行星、爆炸的恒星，到遥远的星系，这个世界上第一个也是最知名的空间望远镜拍摄了所有这些景象，制作了一个拥有超过140万次观测的浩瀚图库。如今，美国国家航空航天局正通过一张新照片庆祝哈勃发射30周年——这张照片可不一般。
这张照片拍摄于今年早些时候，专门为纪念该天文台的这一里程碑事件而拍摄。照片捕捉到了正在气体中形成的恒星，这些气体在整个大麦哲伦星系中旋转，大麦哲伦星系是我们自身星系附近的一个小星系，在南半球的天空中可以看到。中心炽热的年轻恒星的质量是太阳的十倍，而蓝色的云（颜色表示不同的气体类型）则代表着一颗恒星喷发出的残骸。
“它让我们再次领略到宇宙的美丽，以及正在进行的活动，”美国国家航空航天局天体物理学家、哈勃空间望远镜高级项目科学家 Jennifer Wiseman 说。
哈勃以其“鹰眼”彻底改变了天文学，其影响力之深远，难以言表。由于不受地球大气层模糊效应的影响，该望远镜可以做到相当于从华盛顿特区看到东京的 萤火虫云，或者从一英里外看到一根头发。地面望远镜难以达到其精度的十分之一。
望远镜利用这种视野观测了近处和远处的宇宙。天文学家利用哈勃发现了 木卫二上可能存在水喷泉，拍摄了 木星极光 的视频，拍摄了其他恒星周围的系外行星照片，观测了围绕黑洞旋转的恒星和气体，并测量了宇宙的膨胀速度。“它重写了你感兴趣的每一个领域教科书，”美国国家航空航天局科学与探索理事会主任 Mark Clampin 说。
考虑到这颗天才天文台最初以耻辱性的失败开始其职业生涯，这是一个了不起的遗产。
这艘航天器核心有一个近八英尺的镜面，经过精湛的打磨，光滑至极。但可惜的是，它的形状不对。在制造过程中，工程师使用两种不同的工具测量了它的曲率：一种老式手动仪器和一种较新的基于激光的设备。第一种仪器表明镜面有缺陷，而第二种仪器则表明它形状正确，但团队没有调查分歧，而是选择相信高科技小玩意。“如果你超预算、落后于进度，并且人们对你不满，那么就很容易说服自己接受一个你喜欢的答案，”宇航员 Kathryn Sullivan 在2019年12月3日于纽约市交响乐中心举行的一次讲座中说道。
这个被称为“球面像差”的一毫米缺陷，对人眼来说是无法察觉的，但它却毁掉了哈勃的视力。当NASA发现他们崭新的空间望远镜——经过数十年规划，发射时耗资47亿美元——传回的照片中心清晰但周围有模糊的光晕时，他们立刻知道自己遇到了麻烦。天文学家们翻阅数学课本，寻找纠正数据的方法，以应对糟糕的局面，而这个任务也成为了全国的笑柄。年轻时的杰·雷诺曾在 深夜节目中开玩笑 说，政府应该“击落”哈勃，“让它解脱痛苦”。
但NASA有另一个想法。任务规划者将望远镜的设计与航天飞机计划相结合，使其能够由宇航员进行维修。经过三年的努力，工程师设计了第二面镜子，可以像一副眼镜一样纠正第一面镜子的像差，然后一群宇航员（包括Sullivan）发射前往安装。宇航员还安装了一台新的红外相机，开始了一项升级哈勃组件的传统，这项传统将 持续五次任务。“每次他们访问时，我们都得到一个新的天文台，” Wiseman 说。
因此，即使哈勃老去，它的许多部件也得到了更新。Clampin说，镜面、支撑件和许多电子设备盒子都是原始的，但太阳能电池板、电池、仪器、反作用轮（用于指向）和计算机都已升级——有些甚至是在2009年。自那时以来，航天飞机计划已经结束，所以哈勃现在飞行在我们无法触及的地方。但如果望远镜能以某种方式返回地球，它的重量将比发射时重3000磅。
天文学界充分利用了这些硬件。哈勃每周发送大约19千兆字节的数据——相当于观看6小时高清Netflix节目。来自望远镜的数据已导致发表了17,000多篇期刊文章，去年发表了1,000多篇。研究人员激烈竞争访问该机器的机会，大约90%的提案被拒绝。
在无数的科学亮点中，Wiseman和Clampin都特别指出了哈勃在两个领域产生了革命性的影响：系外行星科学和宇宙学。
哈勃发射时，在首次通过间接方式发现系外行星的五年前，天文学家还在争论望远镜是否能直接 探测到它们，Clampin回忆道。它已经看到了一些，主要是仍然因形成热量而发光的年轻行星，但哈勃真正的成功在于捕捉系外行星在其恒星前方经过时，穿过其大气层的光。这项技术在工程师建造哈勃时甚至还不存在，但此后已被用于发现外星世界的 液态水，甚至可能是云。“如果你问30年前的任何人是否认为这可能，” Clampin说，“他们会认为你疯了。”
但哈勃最大的超能力可能是它能够窥探过去的能力，因为光速将距离与时间联系起来。望远镜的 深场研究计划 一直在长时间凝视着黑暗的空间区域，缩小到天空的微小区域，以分辨出其中包含的数千个星系。来自最遥远星系的光花了数十亿年才到达我们，而通过极其仔细的观察，哈勃已经能够看到大爆炸后几亿年存在的星系。当时的宇宙， apenas 现今年龄的百分之几，是一团糟。“当你回顾过去的时间越长，你就能看到越多的混乱，” Clampin说。“你再也看不到像我们这样的星系了。它们都是‘火车事故’，高速地相互撕裂。”
宇宙学家们早就明白，从大爆炸产生的平滑汤变成如今由恒星和行星组成的凹凸不平的宇宙，需要经历漫长的演变过程。但哈勃能够提供直接图像，精确地展示星系是如何随着时间的推移而成熟的，这有助于研究人员测量宇宙的年龄并发现暗能量不断扩张的影响。这就像是，你本来只是假设你的朋友一定有过一段疯狂的大学时光，然后你却获得了他们大学时的照片库。“这是哈勃真正帮助我们理解的，” Wiseman 说。“宇宙如何随着时间变化和进步，变成我们现在所享受的、对生命友好的地方，至少在一个星球上是这样。”
随着天文学家进入空间望远镜时代的第四个十年，他们期待着来自新旧仪器的许多新发现。自2009年进行维修后，哈勃一直处于科学前沿，Wiseman预计它可能会看到其40周年纪念。
詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）备受期待，可能在明年就会加入哈勃的行列，它将凭借更大的集光面积和观测更广泛红外颜色的能力，来补充哈勃的能力。天文学家预计JWST将探测到系外行星大气层中的新元素（可能包括，也许，暗示外星生命的组合），以及更年轻的星系。
展望更远的未来，本十年中期发射的广域红外巡天望远镜（WFIRST）可能会让宇宙学家更广泛地研究遥远的过去。“想想哈勃的深场图像就像小缩略图，” Clampin说。“WFIRST将为你提供这些区域的全高清电视视图。”
这些新兴的空间望远镜将继承哈勃的遗产，但它们也将是其产物。深度参与JWST组装的Clampin说，工程师们现在坚持使用至少两种不同的设备进行相同的镜面测量，以免重蹈哈勃的覆辙。他们甚至不得不要求公司为他们制造定制设备。
随着美国国家航空航天局不断壮大的空间望远镜舰队不断拓展我们对宇宙的视野，哈勃时代一个令人难忘的格言无疑将继续流传下去：测量两次，发射一次。
