【社刊 17 雨水】哈伯太空望遠鏡 (下)

作者:邱聖凱
蓮蓬頭的靈感
  某一天,NASA的工程師James H. Crocker在一間德國旅館中休息。當他在這裡看到浴室裡的蓮蓬頭可以自由調整高度、翻轉,他靈光一現,經過與與哈伯團隊、光學專家的討論後,哈伯終於有了起死回生的機會。參考圖一,哈伯主鏡後方安置了四組約電話亭大小的儀器,哈伯團隊的解決方法就是:犧牲掉其中一組儀器,並放入另一個稱為太空望遠鏡光軸補償校正光學(COSTAR)的模組。這個新模組被放入後,會像蓮蓬頭一樣,先伸出有數個鏡片的機械手臂,然後翻轉到位,將鏡片置於正確的位置上,矯正哈伯的光路。
圖一:哈伯望遠鏡內部構造。圖源:ESA

  1993年底,奮進號太空梭飛往哈伯(STS-61任務)。七位經過四百多小時水下訓練的太空人,在十天的維修中,進行五次的艙外運動。他們將COSTAR裝上,也同時進行廣域和行星相機相機、太陽能板與陀螺儀的更新或升級,這趟有史以來最複雜的太空任務之一,讓哈伯的觀測水準終於達到了原本期望的水平。1993年之後,哈伯進行了四次維修,由於後來裝上的儀器都有內建光學校正系統,因此COSTAR在最後一次任務中(2009年)被移除。目前保存於美國國家航空太空博物館(圖二)。
圖二:COSTAR,被透明圓筒包住的地方就是機械手臂與哈伯的「眼鏡」。圖源:NASA。

哈伯的美麗照片
  哈伯最為流傳的就是他拍攝出的各種美麗星雲照片。這些照片是怎麼產生的呢?哈伯的廣域和行星相機有四十多種濾鏡,每次拍照時,這些濾鏡只會讓單一波段的光線通過,並拍攝出只有該波段訊號的黑白影像。如果將不同波段的影像用不同顏色上色,然後對齊疊合,就能到一張全彩的照片。舉圖三,哈伯最知名的照片,創生之柱為例,這張照片將S+的發射譜線(672nm)用紅色上色、H-alpha(656nm)用綠色、O2+(501nm)用藍色,三原色疊合就完成這張作品啦。除了美觀之外,這樣的處理方式可以更容易看出各種元素發射譜線的強度差異。後來使用這三種波段進行RGB上色的方法因為哈伯望遠鏡的照片一炮而紅,而被稱為哈伯色版,在業餘天文學家的作品中不時都可以看到套用這種色版的照片呢。
圖三:創生之柱。圖源:NASA

同系列其他文章:
哈伯太空望遠鏡 (上)

同期社刊其他文章:
本季星空
宇宙中的黑暗幽靈—暗物質 (上)
最遙遠的飛掠行動 — Ultima Thule (上)
太空中的清道夫 — RemoveDEBRIS (上)

留言