由计算机控制的打磨机正在打磨主镜
但是,但是!珀金埃尔默公司的技术人员犯了一个极低级的错误,他们在安装将其中一个光学检测透镜时忘记揭掉支架两端的塑料保护膜,使检测设备实际垫高了1.3毫米,这导致镜片在打磨的过程中计算数据偏差,结果这个凹面镜的外侧比设计要求的参数磨平了2200纳米(相当于人头发丝直径的1/50)!大家知道哈勃的主镜片的精度要求只有10纳米,相比之下它这2200纳米差得也太多了,但是如此“巨大”的误差两家公司都没检查出来,更要命的是NASA在装配之前也没做检查,哈勃失去了在地面纠正错误的机会。
柯达加工的主镜没有镀膜,它是透明的,后面是网格状支架
我们在前节说了,人近视的其中一个原因就是“曲光不正”,晶状体不能将光线正确聚焦到视网膜上,你看东西就是模糊的。哈勃的主镜打磨得十分光滑,但它的形状错了,于是导致光线在二次反射之后不能正确聚焦,其焦点在轴线上分布的范围达到38毫米。
哈勃主镜打磨错误导致焦点模糊
当哈勃发射升空,开始向地面传送照片时,科学家们才发现,这台大家寄予厚望的太空望远镜是个“近视眼”,它能达到的最优角分辨率半径大于1个弧秒。尽管角分辨率与地面上的光学望远镜差不多,但对于花了近50亿美元得到的这样结果,科学家们显然不会满意。
哈勃“近视手术”前后拍摄同一星系的图像对比
拯救哈勃哈勃望远镜在设计之初就确定了“模块化”的方针,它的绝大部分的构件都是可更换的,一方面可以很方便地在轨维修,同时还能根据任务的需要和未来技术发展安装新的部件——除了外壳。
但搞笑的是,望远镜的这个出问题的组件恰恰是哈勃无法更换的那个部分。为了保证光线的精准传输,哈勃的两个最重要的反射镜被牢牢固定在它的主体结构上,要想替换掉它,你需要用航天飞机将其带回地面,修理完成后再重新发射上天,这样一来成本会很高。
为了让哈勃继续发挥作用,科学家们需要为它专门打造一套“近视眼镜”。这并不简单。