被稱為“人類觀測宇宙的第一雙眼睛”的哈勃望遠鏡已經為人類服役了30年了，但仍舊有很多人並不瞭解哈勃望遠鏡是幹嘛的，以及為什麼要把望遠鏡建立在太空中。

在哈勃望遠鏡出現之前，人類觀測天空只能憑藉著肉眼以及望遠鏡，雖然人類可以將望遠鏡的精度調整的更精準，以及把望遠鏡製造的更大，以便能夠看到更遠、更清晰的宇宙。但是隻要望遠鏡安裝在地球上，人類就無法準確知道宇宙的資訊。

之所以會如此，是因為地球的干擾因素實在是太多了。首先，我們知道地球上有大氣層，而大氣層中的物質並不是均勻分佈的，由於地球大氣層的冷熱不均，導致大氣層中的物質分佈也不均勻，以至於從地球上觀測宇宙始終會出現晃動和模糊，就好像是躲在泡泡裡面看外面的世界一樣。

再加上，地球的大氣層較厚，可以阻擋很多宇宙射線以及紫外線的透過。我們知道，大氣層中的臭氧層會阻擋宇宙中的紫外線，造成能夠到達地球表面的紫外線變少。

除此之外，烏雲也會干擾望遠鏡的觀測資料。

為了測量太陽系的尺度，科學家們找到了一種方法：觀測進行凌日，然而金星凌日每隔243年才出現兩次的金星凌日，一般第一次出現之後時隔8年就會出現第二次。18世紀時，科學家們剛好有兩次觀測金星凌日的機會。

但是這個科學實驗並不能一人完成，而是需要數百位科學家分別在地球的不同地區，觀測進行凌日現象。在金星凌日發生的前一年，一大批吃苦耐勞地科學家們都出發了，分別趕往自己要去的地點。

但是有些科學家遇到了戰爭，有的到達目的地後發現儀器損壞了，有些因為疾病死亡了。最倒黴的要數紀曉姆.讓蒂，他提前一年從法國前往印度，結果就在金星凌日的那一天，政府不讓船靠岸，而海浪的翻湧又使得他無法穩定觀測器械，以至於無法觀測。

後來，他就待在印度等了8年，並建立了一個一流觀測站，結果就在第二次進行從太陽表面經過時，一朵烏雲擋住了太陽，並停留了3小時14分7秒。等到烏雲散開，金星凌日已經結束了。

正是因為地球環境的干擾因素太多，所以人們想要在沒有環境干擾的地方建立一個觀測點，而太空這樣一個地方。

1970年開始，美國和歐洲科學家開始籌備了大型空間軌道天文臺，到了1982年，這個專案才有了比較正式的名字：哈勃空間望遠鏡。

但是哈勃望遠鏡的出現，也差點毀了NASA的聲譽。當初在建造哈勃空間望遠鏡時，美國國會就因預算太高而不批准，後來天文學家進行遊行反抗，才最終贏得了國會的同意，但他們只批覆了一半的經費。

哈勃空間望遠鏡的主鏡面對精準度要求非常高，以至於原計劃1983年上天的哈勃，直到1990年4月24日才成功發射。

由於哈勃望遠鏡的主鏡面引數打磨錯誤，比原標準厚了2微米，也就是1/50頭髮絲的厚度，導致哈勃對焦一直不準，觀測宇宙時非常模糊。

後來，NASA在1993年派了7名宇航員為哈勃空間望遠鏡“矯正視力”，一共進行了11個部件的更換，才最終讓“近視眼”的哈勃恢復了正常視力。

哈勃一共進行了四次升級維修，升級維修之後的哈勃空間望遠鏡服役時間一再延長，原計劃在2005年就退役的它，直到現在還在努力地工作著，並不斷有新的重要發現。

哈勃空間望遠鏡出現之後，大大加快了人類觀測宇宙的速度。在哈勃空間望遠鏡出現之前，人類只能憑藉著肉眼以及望遠鏡觀測天體，由於能夠觀測的尺度有限，所以只能觀測到離地球較近的超新星爆炸， 以至於很多天文學家終其一生只發現了1-2顆。

而哈勃空間望遠鏡的出現，加快了人們尋找超新星爆炸的速度，在短短十幾年的服役時間中，就已經觀測到了幾十顆超新星爆炸。

再者，哈勃空間望遠鏡的出現，證明了每個星系中心存在著質量較大的黑洞。在此之前，科學家從資料中推算出來地球中心應該有較大的黑洞，但一直沒有實際觀測到，哈勃的觀測資料，直接證明了科學家們的猜測。

除此之外，科學家還透過哈勃空間望遠鏡，觀測到了在地球上無法看到的宇宙景色，這些都可以幫助我們更好地探索宇宙，揭開宇宙更多的秘密。

當然是為了看的更遠，看的更清。因為在大氣層之上，避免了大氣湍流的影響。

雖然美國當年不差錢，可哈勃工程因為一再超出預算而飽受爭議，還真不是什麼錢多燒的。

同樣是望遠鏡，為什麼哈勃望遠鏡非要發射到天空，是有錢燒的嗎？

我們頭頂上的天空，不但是我們在夜空下靜心欣賞美景的目標，而且時刻在吸引著人們對其無窮無盡的神秘展開想象，在激發我們強大好奇心和求知慾的引領之下，一直在鼓舞著人類逐步走出地球的羈絆，踏入更加深遠的宇宙星空。天文望遠鏡就像我們延伸無限視力的眼睛一樣，同時更像可以自由翱翔的翅膀，使我們更直觀、更全面、更清晰地瞭解宇宙的美景、神奇與博大。而哈勃望遠鏡是觀測裝置中的佼佼者，也是最為特殊的個體，科學家們把它發射到太空之中去觀測宇宙星空，與遙遠的星空相比，這上升的一點距離根本不算什麼，那為何還要這麼做呢？

對於天文觀測來說，現在地面天文望遠鏡仍然是主流，畢竟利用火箭將天文望遠鏡發射到太空的費用極其高昂，而且維護保養成本也非地面望遠鏡所能比擬。而且，藉助地面建造天文臺的先天優勢，可以將天文望遠鏡製造的口徑更大、功能更強。客觀地說，地面天文望遠鏡比發射升空的太空望遠鏡，要有明顯的數量優勢、成本優勢、維護優勢、可控優勢等。

但是，地面天文望遠鏡也有它致命的弱點，那就是受到大氣層的干擾太強。這個干擾包括以下幾個方面的因素：

大氣湍流。我們平時看到夜晚的星星在頻繁地閃動，就是地球大氣層大氣湍流的結果。大氣湍流是大氣層非常常見的一種自然現象，其產生原因就是不同層級或者不同區域的空氣受熱不均衡，同時具有一定風速切變的空氣動力學條件，那麼將會產生能量、動量、物質的傳遞以及交換，從而不僅對飛行等飛行產生影響，而且對光線、聲波、無線電波的傳播都會產生干擾。

光線衍射。光線在傳輸過程中，當遇到較小障礙物時，會有繞過這個障礙物而改變傳播方向的現象，這種現象規律是光線的衍射，對於天文望遠鏡來說，其能分辨目標二星體的最小分離角度，即角解析度將直接受到光線衍射的影響，這個角解析度其實就是天文望遠鏡的解析力。在大氣層中，由於衍射作用要比太空中明顯得多，因此，對於望遠鏡的解析力也會造成重大影響，致使其中的一項重要指標：解析力，距離理論極限衍射極限差距很大。比如，地面天文望遠鏡的解析力只能達到0.5-1.0弧秒，而在太空中的天文望遠鏡，只要口徑達到2.5米以上，該項能力就能達到理論極限0.1弧秒。

吸收和遮擋。無論是可見光和不可見光，都是以電磁波的形式傳遞到地球，都是攜帶著能量來的，只不過波長不同能量不一樣而已，當遇到空氣中的懸浮顆粒、氣溶膠團甚至氣體分子，都對光線能量有一定的吸收能力，在一定程度上減弱了來自宇宙深空的光線訊號強度。同時，大氣層中的雲層遮擋也是影響天文望遠鏡使用效率和質量的一大因素，即使裝置再先進，準備再充分，目標星體和觀察者之間如果有云層遮擋，一切努力都會白費，而且時機稍縱即逝，無法彌補。

對高能射線的影響。除了可見光之後，來自宇宙深空發過來的光線，還包含著伽馬射線、X射線、紫外線、紅外線和無線電波等不同頻段的種類，由於大氣層的存在，特別是電離層和臭氧層，對於高能射線和紫外線吸收非常強烈，這個作用過程雖然對於保護地球上的生物具有重大意義，但是如果從研究宇宙背景輻射以及演化規律的角度看，會失去很多重要的資訊來源。

基於上述因素，天文學家們逐漸意識到，在地面進行天文觀測，雖然可以把望遠鏡造得更大、功能更豐富、看得也越來越遠，比如運用自適應光學系統，可以帶來越來越高的集光能力以及越來越精細的解析度，但始終無法避免眾多不可控的因素干擾，不但會對後續的修正帶來非常複雜的問題，而且有時會錯過最佳的觀測視窗，嚴重影響觀測質量，因此向太空發射天文望遠鏡逐漸提到了議事日程，以最大程度地消除大氣層對觀測的影響。

在1968年，美國就開始計劃實施在太空中建造大型反射望遠鏡的計劃。經過10多的準備以及從節約預算開支的角度出發，直至1978年從開始真正的建造計劃，透過太空望遠鏡的分項實施和最終組裝的形式分步實施。但是在提高望遠鏡解析力和資金缺口的矛盾下，哈勃望遠鏡的組裝和發射時間一推再推，直到1990年4月24日才正式發射升空。

哈勃望遠鏡擁有兩個光學“鏡片”，一個是直徑2.4米的主鏡，一個是0.3米的副鏡，這是望遠鏡的核心組成部分，同時還搭載了廣域和高解析度行星照相機、用於接收紫外線波段的戈達德高解析攝譜儀、用於測量星體光度變化和偏極性的高速光度計等等，組裝後的望遠鏡長13.3米，重11.6噸，總造價約30億美元。最終的軌道距離地面約600公里，執行週期約97分鐘，它所拍攝的圖片清晰度是當時地面天文望遠鏡的10倍以上。

哈勃太空望遠鏡在發射升空以後還有一個插曲，那就是擔回來的第一張照片非常模糊，後來透過研究發現這是由主鏡片的球面像差比較嚴重，主要原因在於當時打磨的時候沒有達到目標要求，有2微米的誤差。為了彌補這一問題，科學家們採用了光學校正的方式，運用太空梭搭載8噸的器材，在望遠鏡主鏡成像過程中增加了一個光學矯正系統，才使得哈勃望遠鏡的“視力”恢復正常。

當時發射哈勃望遠鏡的初衷，主要是為了觀測宇宙年齡以及宇宙的可視面大小，後來透過它的長期觀測，科學家們又發現了眾多關於宇宙的奧秘。比如：

修正哈勃常數。透過對造父變星亮度週期的觀測，以及測算出來的與造父變星之間的距離，對之前人們透過各種方式計算的哈勃常數進行了校正，對研究宇宙執行規律特別是宇宙膨脹現象提供了更為精準的資料支援。

星系中心黑洞。透過對大量河外星系的觀測，其中心都存在著引力非常強大、光線非常集中的區域，也就是“黑洞”，而且在全部的星系中心，都存在著這樣的“黑洞區域”，最終被天文學家將這一現象認為是宇宙星系的普遍規律。

暗物質的存在。透過對超新星的長期觀測，與之前對這些超新星亮度的預測值相比要明顯弱很多，一方面表明宇宙在加速膨脹，另一方面為科學家們提出暗物質推動宇宙加速膨脹提供了資料支撐。

科研方面的貢獻。除此之外，哈勃太空望遠鏡在30年的時間裡，還直接拍攝了1400多萬張精美、高解析度的星空照片，以這些觀測照片和資料，世界各國的科學家們發表了上萬篇科研論文，有力推動了現代天文學的發展。

雖然發射哈勃望遠鏡共費巨大，但這種向太空發射和安置太空望遠鏡是非常值得的，應用這種方式可以最大消除在地面上大氣層的強烈干擾，獲取更加原始、更加精確、更加清晰的觀測照片以及可以直接應用的眾多觀測資料，而這是地面望遠鏡所無法比擬的。預計明年將要發射韋伯太空望遠鏡，來接替哈勃望遠鏡的工作，其採用更先進的工藝、搭載更強大的裝備，在距離地球更遠的地方，為人類更深入探索宇宙的奧秘繼續發揮重要的作用。

哈勃望遠鏡由於它位於地球大氣層之上，因此獲得了地基望遠鏡所沒有的好處：影像不受大氣湍流的擾動、視相度絕佳，且無大氣散射造成的背景光，還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線。

於1990年發射之後，已經成為天文史上最重要的儀器。它成功彌補了地面觀測的不足，幫助天文學家解決了許多天文學上的基本問題，使得人類對天文物理有更多的認識。

此外，哈勃的超深空視場則是天文學家目前能獲得的最深入、也是最敏銳的太空光學影像。