哈勃空间望远镜使用指南

太空中的哈勃望远镜。图片来源：NASA

　　NASA的哈勃空间望远镜是有史以来最重要的望远镜之一。哈勃望远镜位于大气层之上，不受大气湍流扰动的影响，还可以观测到会被大气吸收的紫外和红外线，拥有地面望远镜无法具备的优势。服役27年来，哈勃望远镜极大地拓展了我们对宇宙的了解，所拍摄的大量精美照片也为人熟知。那么NASA，你的望远镜借我用一下可好？
　　NASA说：当然可以。哈勃望远镜的维护费用是每年1亿美元，换算成人民币，也就是1秒钟约20元，1小时约7万元。所以，你可以定一个小目标，比如说，先挣它1个亿……

哈勃空间望远镜的维修费用可是很贵的。就算不计维修，日常维护运行的费用也不便宜。图片来源：NASA

　　好吧，上面这段是开玩笑。
　　实际上，哈勃望远镜的使用不需要付费，也不必非得是NASA的雇员才能使用。只要你是地球人，有足够好的研究点子，就可以去申请哈勃望远镜的观测时间。
天文望远镜归谁用？
　　最早期的天文学家使用他们自己的望远镜进行研究，比如最早将望远镜指向天空的伽利略和发现天王星的威廉‧赫歇尔。后来的天文学家受雇于天文台，则使用天文台所建的望远镜进行研究，比如发现宇宙膨胀的埃德温‧哈勃和发现冥王星的克莱德·汤博。

埃德温‧哈勃发现宇宙膨胀时所用的这台胡克望远镜，由雇佣他的威尔逊山天文台所建。哈勃空间望远镜就是以这位天文学家的名字命名的。图片来源：威尔逊山天文台

　　到了二战以后，科研活动被提升到国家层面来进行，大型望远镜造价高昂，多由国家或多个机构联合出资建造及维护。那么问题就来了：怎么决定谁来用这台望远镜呢？
　　天文学家是这样解决的：望远镜管理机构组织一个“时间分配委员会”，想要使用望远镜的天文学家撰写观测提案，由该委员会决定哪些提案“入选”，提案入选的天文学家便获得了望远镜的使用权。天文学家出点子、作研究，望远镜管理机构出力挣钱，国家或机构出钱然后深藏功与名，三方各取所需，完美！所以，这一套机制就这样确立下来了。
　　一般而言，在望远镜建造初期提供越多资源的国家或组织，日后获得的使用时间也就越多。美国夏威夷的凯克望远镜，由获得凯克基金会注资的加州天文研究会建造和运行，而加州天文研究会又由美国加州理工学院和加州大学建立，因此凯克望远镜主要由加州理工学院和加州大学的天文学家使用。而欧洲南方天文台位于智利的天文设施，则会让欧洲天文学家优先使用，但智利作为东道主，也享有部分使用时间。中国之所以积极参与三十米望远镜（TMT）的建造，部分原因就在于日后中国能够获得更多TMT的使用时间。

中国积极参与三十米望远镜的建造，部分原因是为了日后能够获得更多使用它的时间。图为三十米望远镜的模拟效果图，来源：NAOJ

　　但是，科学研究越来越国际化，将使用人群限定在某一国家或组织内部，长远来说不利于进一步提升科学产出。或许是出于类似的考量，哈勃望远镜的使用权并不局限于NASA或美国机构，美国以外的天文学家同样可以申请，唯一的区别是他们无法申请NASA为获选提案提供的配套经费。实际上，每年都有相当数量的美国以外的申请者获得哈勃望远镜的观测时间。
申请提案怎么写？
　　哈勃望远镜的申请提案由两部分组成：科学意义和技术论证。你需要向时间分配委员会解释你的课题能回答什么科学问题，为什么必须用哈勃望远镜进行观测，需要用何种仪器使用多长时间，以及技术上是否可行。提案的篇幅必须在4页纸以内。这其实有点像写高考作文，按点答题，字数还不能超。
　　哈勃望远镜的管理机构——太空望远镜研究所（Space Telescope Science Institute）会组织科学家审读所有提案。最终只有大约20%的提案会被批准。如果你的提案有幸成为这20%的一员，你就需要和NASA的工程师一道厘清提案的技术细节，以便他们可以操纵哈勃望远镜获得你想要的观测数据。观测完毕之后，从指定的网址下载观测数据，对哈勃望远镜的使用就算完成了。

宇航服都换好了，你跟我说这就算是用完了？！没错，使用哈勃望远镜并不需要你亲自去太空。图片来源：NASA

　　如果你不是专业天文学家，有没有机会也来申请使用哈勃望远镜呢？曾经有一段时间，答案是肯定的。在开始使用的最初几年，哈勃望远镜专门保留了爱好者时间，虽然一年只有短短几小时，却足以激起天文爱好者的巨大热情。然而，预算的缩减使得太空望远镜研究所不得不在1997年砍掉了这一大受欢迎的项目。
　　尽管如此，哈勃望远镜仍然有许多公众项目，鼓励爱好者参与科学研究，帮助科学家辨认星团特性或者寻找系外行星等等。此外，由于哈勃望远镜拍摄的照片均为黑白照片，只有极少数被合成为彩色照片，哈勃图像处理计划提供了一系列详尽的教程和教学视频，教你如何利用哈勃拍摄的原片合成彩色照片。

哈勃空间望远镜为庆祝升空27周年而公布的一对星系的彩色照片。哈勃拍摄的绝大多数照片都未经处理，等着你去发掘。图片来源：NASA

　　哈勃的观测数据在1年的保护期后都会公开，所以哈勃望远镜的数据库称得上是一个原片大宝藏。如果你暂时还不想为了使用哈勃望远镜而去读一个天文学博士的话，也可以搜罗一下哈勃望远镜的数据库，说不定你想拍的天体早就已经有天文学家拍过了呢！