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2003年發射時，美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡是歷史上最靈敏的紅外太空望遠鏡，它16年的生命徹底改變了我們對宇宙的看法。

斯皮策從太陽系內部到宇宙邊緣都有發現。該任務的成就清單是很長的，包括對外行星大氣（行星繞太陽以外的行星）的第一次考察，在一顆恆星周圍探測七個地球大小的系外行星，對宇宙中一些最古老的星系的驚人啟示，以及發現了最大的土星環。這項長期任務強大的觀測能力改變了我們對宇宙的看法。

這些影象在可見光（左）和紅外光（右）中顯示了M81星系，不同波長的光揭示了宇宙物體的不同特徵。

什麼是紅外線？

紅外光對人的眼睛是看不見的，但它在我們的世界裡一直存在。許多太冷而不能發出可見光的物體在紅外波段發出明亮的輻射。例如，儘管一杯熱咖啡不會發出可見光，但它確實會產生大量的紅外光。人類和動物也發射紅外光，這就是為什麼它被用於夜視裝置。類似地，許多太冷而無法產生可見光的宇宙物體可能被像斯皮策號上的紅外探測器所可見，包括小行星、行星和恆星和行星誕生的塵埃雲。更長的紅外波長可以穿過在可見光下不透明的氣體和塵埃雲，揭示隱藏在裡面的宇宙寶藏。

紅外光是特定波長範圍內的電磁輻射，波長比可見光稍長。紅外波長通常以其物理長度來表示，以微米或微米為單位（微米是百萬分之一米）。

紅外貓鼬

雖然有些紅外波長可以從地面觀測到，但其他波長則完全被地球大氣層所遮蔽。直到1983年美國宇航局與英國和荷蘭一起將第一臺紅外望遠鏡（紅外天文衛星，簡稱IRAS）送入太空，科學家們才全面掌握了紅外宇宙。第一個最終成為斯皮策的計劃是在1971年提交給美國宇航局的。儘管發射花了幾十年的時間，但在執行任務的過程中吸收了IRAS和其他天基紅外望遠鏡的經驗教訓。

斯皮策太空望遠鏡具有更高的靈敏度、更大的探測器陣列和更高的精確指向性，這對於研究包括系外行星在內的小而遠的天體至關重要，它是3到40微米範圍內執行的最靈敏的紅外天文臺。在整個生命週期中，它將其強大的能力與其他天文臺的能力結合起來，為我們提供更深入的宇宙洞察。

天基紅外望遠鏡還有另一個主要優勢：它們遠離地球大氣層產生的大量紅外光，可以被冷卻到如此低的溫度，它們自己產生的紅外光非常少。正如來自太陽的光線使得白天看不到星星一樣，這些周圍的紅外光源壓倒了夜空中微弱的光源。地面上的望遠鏡通過明亮的紅外輻射的薄霧來觀察天空，但對於太空中的望遠鏡來說，這種薄霧消失了，所有的宇宙紅外光輝中都可以看到。因此，斯皮策望遠鏡的反射鏡直徑只有33英寸（85釐米），在斯皮策望遠鏡工作的紅外波段，甚至比最大的地面望遠鏡（直徑高達33英尺或10米）都要敏感得多。

在“低溫”任務期間（2003年至2009年），斯皮策觀測到了3至160微米的紅外波長。在隨後的“溫暖”任務（2009年至2020年）中，斯皮策能觀測到3.6微米和4.5微米。

這張來自斯皮策太空望遠鏡的影像中，紅色的通電氣體細線標誌著超新星殘餘HBH3的位置

斯皮策望遠鏡是NASA大型天文臺計劃中的四臺望遠鏡之一，它已經證明了在多個波長的光中觀測宇宙的能力

NASA大型天文臺計劃的四個大天文臺一起覆蓋了從紅外線到伽馬射線的波長。哈勃太空望遠鏡（主要觀測可見光）和錢德拉X射線天文臺仍在執行，而康普頓伽馬射線天文臺於2000年退役。斯皮策太空望遠鏡的許多重大發現都是與其他空間和地面觀測站聯合完成的。

斯皮策還為未來的望遠鏡奠定了基礎，這些望遠鏡將在紅外波段繼續觀測宇宙

詹姆斯韋伯太空望遠鏡將於2021年發射升空，其觀測波長將與斯皮策觀測的波長重疊。韋伯的主鏡面積比斯皮策的大50倍，使韋伯具有更高的解析度，並且能夠看到距離地球更遠的物體。

韋伯將能夠對斯皮策觀察到的許多物體進行更深入、更詳細的研究。通過列出斯皮策已經探索過的目標，韋伯的科學家們可以研究出最有趣、最有科學價值的目標。將能夠研究斯皮策開始探索的細節問題，例如：最早的星系是什麼時候形成的？大規模星系是如何形成、演化和生長的？行星系統是如何圍繞太陽這樣的恆星形成的？在類地行星的大氣中發現了哪些分子，它們圍繞著比我們太陽小的恆星執行，或者圍繞著比地球熱的恆星執行？

斯皮策留下的遺產還將有助於通知美國宇航局即將推出的廣域紅外測量望遠鏡（WFIRST）和歐洲航天局的歐幾里德空間望遠鏡，這兩個望遠鏡都將製作紅外宇宙的大比例尺地圖。他們產生的資料的組合將覆蓋天空的大區域，並提供新的洞察力，探討最龐大的星系是如何在早期宇宙中形成和演化的。

斯皮策最初的任務規劃人員從未預料到這個專案會持續16年，它的延長壽命是由於任務科學家和工程師的創造力和辛勤工作

斯皮策號於2003年發射升空，完成了它的首要任務，直到2009年初，它的液氦冷卻劑耗盡。航天器的被動冷卻系統允許斯皮策號隨後開始“溫暖”執行階段，在平均溫度約零下244攝氏度下執行。斯皮策已經在溫暖的任務階段持續運作了10多年，並從美國宇航局獲得了5次任務延期。

近年來，斯皮策太空船的執行一直是一個挑戰，主要是因為太空船（繞太陽執行）每年都會漂離地球更遠。這就形成了一種軌道幾何結構，在與地球通訊期間，斯皮策必須依靠電池供電，在接收來自地球的命令並將資料下載到地球時，需要將太陽能板轉離太陽，這限制了航天器在給定時間段內與地球通訊的時間。這並不是軌道幾何結構變化帶來的唯一工程挑戰，還會將望遠鏡的一些區域暴露給太陽，受到Sunny直射，有可能導致元件過熱。此外，斯皮策距離地球越遠，下載資料的速度就越低。斯皮策運作了這麼長時間，證明了專案團隊成員的聰明才智、創造力和辛勤工作。

儘管美國航天局將於2020年1月30日退役斯皮策望遠鏡，但該望遠鏡在其生命週期內收集的所有資料在不超過一年內就可公開獲取。在未來，這些資料的檔案仍將公開。天文學家已經在利用這個檔案進行新的分析，並補充其他天文臺的觀測，他們預計在太空船退役後很長一段時間內還會繼續這樣做。天文臺幫助一代天文學家探索了紅外宇宙，這一遺產將在未來幾代人中將繼續創造價值。

斯皮策是一個涉及多個夥伴機構的合作任務

NASA的噴氣推進實驗室負責管理和運營斯皮策太空望遠鏡，該任務由NASA位於華盛頓的科學任務委員會負責。

科學規劃和操作是在加州理工學院的斯皮策科學中心進行的。資料儲存在加州理工學院IPAC的紅外科學檔案中。同時，加州理工學院為NASA管理噴氣推進實驗室。

航天器工程由洛克希德·馬丁航天公司負責。洛克希德·馬丁公司製造了斯皮策號飛船，並在開發過程中擔任系統和工程以及整合和測試的負責人。

鮑爾航空技術公司為斯皮策提供了光學元件、低溫元件、熱殼和防護罩。鮑爾航空技術公司在康奈爾大學的科學領導下開發了紅外光譜儀（IRS），在亞利桑那大學的科學領導下開發了多波段成像光度計（MIPS）。NASA戈達德太空飛行中心開發了紅外陣列相機（IRAC）儀器，並由哈佛史密森尼天文觀測站管理。

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