新华社
“黑夜”还可能指哈勃运行到地球阴影中。哈勃不需要依靠当下照射在镜面上的阳光来观测🔑,太阳能电池板在光照轨道段发电并给蓄电池充电,进入阴影后由电池继续供电。因此,黑暗对哈勃不是单纯的威胁,而是观测暗弱天体所需要的环境,同时也要求航天器具备稳定的能源与姿态☀️控制能力。
哈勃太空望远镜收集暗弱天🎇体光线的第一步,是利用约二点四米口径的主镜把来自同一方向的光聚焦到科学仪器。主镜不是直接把“黑色”拍成图像,而是尽可能多地收集目标发出的光子,并把光线集中到较小的探测区域。
所以,哈勃凭什么忍受黑夜,核心答案可以归结为三点:望远镜在太空中避开了大气和城市光污染,光学系统能够收集微弱光子,能源与探测器系统又能让设备在地球阴影中持续工作。黑夜没有被消灭,黑暗中的微弱信号被更耐心🎇、更精确地积累出来了。
哈勃在阴影中仍然需要保持稳定指向。反作用轮、陀螺仪和精密导星系统共同帮助望远镜锁定目标,避免长时间曝光时图像拖🌺成线条。能源系统解决“设备能否开机”,姿态系统解决“光线能否落在正确的😎探测器位置”,两者缺一不可。
多次短曝光往往比一次极长曝光更容易控制风险。每次曝光都可☀️能受到宇宙射线、姿态微小变化或瞬时设备状态的影响;将多张经过校准的图像对齐后合并,可以保留反复出现的天体信号,降低随机噪声和偶发缺陷的影响。最终照片中的细节,来自光学系统、探测器💪、观测计划和数据处理的共同作用。
哈勃的长时间曝光依靠信号累积和噪声控制,而不是依靠人眼式的视觉适应。人眼在黑暗中会逐渐提高敏感度,但相机探测器不会凭空产生目标光线;只有当天体确实有光子到达,曝光时间增加才有意义。
哈勃拍摄深空目标时,科学仪器通常会使用不同滤镜分别记录不同波段的光。单个滤镜得到的是一组灰度强度数据,后期可以将不同波段分配到红、绿、蓝等显示通道,形成便于观察和分析的彩色图像。