哈勃凭什么忍受黑夜，谜底不是望远镜拥有“看透漆黑”的能力，而是哈勃太空望远镜能够在低配景情形中长时间网络极其微弱的光子。目的天体纵然看起来漆黑，仍可能有星光、星系的微弱辐射或红外光抵达镜面；探测器把这些光子累积起来，再通过校准和图像处置惩罚还原为照片。

“黑夜”还可能指哈勃运行到地球阴影中。哈勃不需要依赖当下照射在镜面上的阳光来视察，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，漆黑对哈勃不是纯粹的威胁，而是视察暗弱天体所需要的情形，同时也要求航天用具备稳固的能源与姿态控制能力。

哈勃面临的黑夜，和地面夜空不是一回事

哈勃太空望远镜面临的黑夜主要有两种寄义：视察目的自己很暗，以及航天器暂时处在地球阴影中。前一种漆黑决议“能不可收到足够光子”，后一种漆黑决议“装备怎样获得电力”，两者不可混为一谈。

地面视察者看到夜空时，仍然会受到都会灯光、空气散射、月光和大气辉光的影响。哈勃位于地球大气层之上，没有厚重大气吸收和扰动可见光、紫外线，配景通常更清洁。深空中的玄色配景并非绝对没有光，而是目的光线相关于配景噪声足够微弱，需要细密仪器和较长时间才华区分。

哈勃所面临的两类“黑夜”

黑夜寄义	主要问题	哈勃的应对方法
目的天体很暗	单位时间抵达的光子很少	大口径镜面、长时间曝光、多次合并
航天器进入地球阴影	太阳能电池板暂时不可发电	蓄电池供电，脱离阴影后重新充电
探测器自己的漆黑噪声	暗电流、读出噪声和坏像素滋扰信号	拍摄校准数据并在数据处置惩罚中修正

没有阳光照射时，哈勃怎样继续运行

哈勃太空望远镜进入地球阴影后，主要依赖蓄电池维持视察系统、盘算机、通讯装备、姿态控制装备和温度控制系统运行。哈勃绕地球运行一周约莫需要九十多分钟，每圈都会履历光照段和阴影段，阴影一连时间会随着轨道位置和季节转变，并不是牢靠的半圈。

太阳能电池板在光照段将太阳能转化为电能，一部分供目今装备使用，另一部分贮存进蓄电池。航天器的能源治理系统会凭证电量、使命优先级和即将到来的阴影时段调配功率。视察妄想也会避开电量缺乏、通讯窗口不对适或姿态控制条件不知足的时段。

哈勃在阴影中仍然需要坚持稳固指向。反作用轮、陀螺仪和细密导星系统配合资助望远镜锁定目的，阻止长时间曝光时图像拖成线条。能源系统解决“装备能否开机”，姿态系统解决“光线能否落在准确的探测器位置”，两者缺一不可。

暗弱天体的光，怎样被哈勃纪录下来

哈勃太空望远镜网络暗弱天体光线的第一步，是使用约二点四米口径的主镜把来自统一偏向的光聚焦到科学仪器。主镜不是直接把“玄色”拍成图像，而是尽可能多地网络目的发出的光子，并把光线集中到较小的探测区域。

探测器吸收到光子后，会把光能转化为可计数的电子信号。可见光视察通常使用适合响应波段的成像探测器，红外视察则使用专门的红外探测阵列。光子数目越多，形成的信号通常越显着；光子数目越少，目的信号就越容易被读出噪声、暗电流和宇宙射线留下的痕迹掩饰。

曝光时间会直接影响网络到的光子总数。一个极其遥远的星系可能在短曝光照片中险些不可见，但一连曝光后，来自该星系的微弱信号会逐渐累积。长时间曝光并不是让望远镜“翻开漆黑”，而是让真实光信号累积得更充分，使信号与随机噪声之间更容易区分。

为什么长时间曝光不会只获得一张漆黑照片

哈勃的长时间曝光依赖信号累积和噪声控制，而不是依赖人眼式的视觉顺应。人眼在黑漆黑会逐渐提高敏感度，但相机探测器不会凭空爆发目的光线；只有当天体确实有光子抵达，曝光时间增添才有意义。

探测器中的暗电流会在没有入射光时爆发少量电子，读出历程也会带来噪声。使命团队会拍摄偏置场、暗场清静场等校准数据，用来识别探测器的牢靠响应差别、暗电流漫衍和像素迅速度转变。宇宙射线击中探测器时还可能形成明亮的细线或黑点，多次曝光之间的异常位置可以被识别并剔除。

多次短曝光往往比一次极长曝光更容易控制危害。每次曝光都可能受到宇宙射线、姿态细小转变或瞬时装备状态的影响；将多张经由校准的图像对齐后合并，可以保存重复泛起的天体信号，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、视察妄想和数据处置惩罚的配相助用。

哈勃不是任何时间都能视察漆黑目的

哈勃太空望远镜并不可在所有黑夜里随意视察恣意偏向。目的若是暂时被地球遮挡，来自目的的光线就无法抵达望远镜；目的靠近太阳、月球或地球明亮边沿时，强光也可能损伤探测器或使配景亮度升高，因此视察妄想会设置清静角度限制。

地球阴影有时有利于镌汰来自地球的杂散光，但阴影自己也意味着太阳能电池板暂时不可发电。哈勃还会经由高能带电粒子较多的区域，部分仪器在响应时段需要暂；蚪幽杀；げ椒。通讯、能源、姿态、目的可见时间和仪器清静条件必需同时知足，科学家才华安排一次有用曝光。

这也诠释了为什么一张深空照片通常不是“对着天空按一次快门”。视察职员需要把目的安排在合适的轨道窗口，选择滤镜和曝光时长，预留地球遮挡造成的中止时间，并把统一目的的多次数据划分下载、校准和合并。

哈勃照片里的颜色，并不即是肉眼看到的颜色

哈勃拍摄深空目的时，科学仪器通；崾褂貌畋鹇司祷旨吐疾畋鸩ǘ蔚墓。单个滤镜获得的是一组灰度强度数据，后期可以将差别波段分派到红、绿、蓝等显示通道，形成便于视察和剖析的彩色图像。

部分照片中的颜色具有科学编码意义，例如资助区分差别波段的辐射强弱、灰尘漫衍或气体结构；部分颜色则是为了把人眼不敏感的紫外线或近红外信号泛起出来。人眼在地面夜空中看不到的细节，经由波段映射后可以泛起在图像里，但这不体现哈勃直接看到了一个色彩与屏幕完全相同的宇宙。

以是，哈勃凭什么忍受黑夜，焦点谜底可以归结为三点：望远镜在太空中避开了大气和都会光污染，光学系统能够网络微弱光子，能源与探测器系统又能让装备在地球阴影中一连事情。黑夜没有被祛除，黑漆黑的微弱信号被更耐心、更准确地积累出来了。

人民网校对：水均益(2WnSgKUuFRnxNfrjuS0dSONYLuYGBt8j)