你可能发现过,哈勃望远镜拍摄的照片总有一块黑色缺口,像是被人用刀切过一样。这不仅仅是设计上的瑕疵,而是工程师们几十年来与技术挑战较量的结果。1995年,NASA发布了那张震撼世界的“创世之柱”星云照片,右下角就有这个标志性的黑色梯形。你或许不知道,这个缺口是为了解决传感器技术限制而产生的。 哈勃太空望远镜是在1990年发射升空的,它的核心部件WFPC2由四块小传感器组成:三个宽视场传感器和一个行星传感器。当时的技术做不出大尺寸的“电子画布”,工程师们就把四块小传感器拼在一起。每个传感器负责捕捉四分之一的天空图像,然后再把它们拼合成一张完整的照片。 问题出在拼图过程中。行星传感器尺寸较小,提供的图像块也只有其他传感器的四分之一大小。为了填充这些空白区域,地面团队不得不把它的图像放大到与其他图像相同尺寸。但放大后的区域没有真实数据,于是就形成了那个黑色缺口。这种拼图方式成了哈勃的一个防伪标记。 最初的WFPC1相机因为镜片打磨错误导致图像模糊不清,NASA不得不在1993年派宇航员去修复。后来的WFPC2相机就像配了一副太空眼镜一样解决了这个问题。直到2009年被更先进的WFPC3取代,这个功臣相机一直工作了十五年之久。 2021年詹姆斯·韦伯望远镜发射后情况好了很多,它通过先进的传感器技术彻底消除了黑缺口。而中国空间站巡天望远镜(CSST)则采用了另一种方法来避免这个问题。CSST装有五个成像模块和30块传感器组,并且使用一块旋转平面镜来引导星光进入不同波段的传感器组。 这样的设计省去了宇航员频繁更换模块的麻烦。CSST拍摄一张照片可以达到25亿像素并占用4.4GB空间,相当于你手机上一千多张照片的容量。2011年全球天文学家都被一张“鬼影重重”的照片刷屏了,这就是由荷兰女教师哈尼·冯·阿科尔在“星系动物园”项目中发现并命名为“哈尼天体”的天体。 那个缺口里隐藏着一个有趣的故事:天文学家推测那是类星体被巨型尘埃云遮挡形成的影子戏法。原来这个黑缺口里还藏着没解码的宇宙秘密呢!哈勃望远镜服役三十多年共完成160万次观测,产生的科学论文数量多得惊人。它帮助人类确认了星系中心存在黑洞,还拍下了彗星撞木星的瞬间以及银河系未来与仙女座星系碰撞的情景。 最近工程师给哈勃做了全面检查,确认至少今年没什么大问题。尽管它最近闹过安全模式小脾气,但它确实是一位功臣。当未来某天哈勃退休时(预计在2030年代中期),它那些带有缺口的照片将成为科学课本里的经典符号。