小火箭出品
本文作者：邢强博士
本文共2102字，14图。预计阅读时间：20分钟。
1979年5月，马丁·椰林博士正在仔细观察一块镜片的打磨情况。这块正在被抛光的镜片就是日后乃至今天依然大名鼎鼎的哈勃太空望远镜的主镜片。
这块直径达2.4米的镜片最终在1981年圣诞节前完工。在镀上了75纳米厚的铝膜和25纳米厚的镁氟保护层后，隆重出厂的这块镜片即将成为全人类了解太空的眼睛的核心构件。
公元1990年4月24日，协调世界时12点33分51秒，发现号航天飞机点火。随后，她拔地而起，把凝结着人类好奇心和工程技术结晶的哈勃望远镜送入太空。
这是将哈勃望远镜送入太空的发现号航天飞机5人组合影。注意巨大的徽标上面，有一个哈勃望远镜的画像。
后来的事情，大家比较清楚了。哈勃望远镜的主镜面的边缘磨大了，有些太平了，与理想的状态差了2.2微米。
这个误差相对于2.4米的直径来说，是很小的。但是，对于成像来说，其结果是灾难性的。2.2微米的误差带来了严重的球面像差，哈勃望远镜成了近视眼。
再后来，一组训练有素的宇航员被送上哈勃望远镜，执行了彻底而又成功的弥补措施。
上图左侧为哈勃望远镜刚刚进入太空不久后拍摄的照片，其效果远不及在地球表面的很多大型天文台。右侧则是1993年维修之后的哈勃望远镜拍摄的同一个星系的照片。其分辨率在所有望远镜里，登峰造极。
这是哈勃望远镜拍摄的创世之柱，位于老鹰星云内。
秘密
小火箭要讲的往事，是哈勃望远镜么？
不是的，我要说哈勃望远镜的那些哥哥姐姐们。
这是在洛克希德公司的厂房内正在进行总装的哈勃望远镜。
此时的洛克希德公司，还没有和马丁·玛丽埃塔公司合并。（1993年，两大军火巨头合并，成为了现今全球第一大军火巨头洛克希德·马丁公司。年营业额接近全球500强之首，零售业巨头沃尔玛公司的十分之一。）
嗯，是的，哈勃望远镜是军火巨头洛克希德公司研制的。
前文，小火箭在往事一开始就提到了马丁·椰林博士与哈勃望远镜2.4米直径镜片的事情。椰林博士所在的珀金埃尔默公司以光学和流体见长，当时一些非常先进的镜片加工工艺都是该公司率先提出的。
而上图则是美国柯达公司的产品。嗯，就是那个以前造胶卷很厉害的公司。
这是一块2.4米直径的太空望远镜主镜片（后面的格子是托举支架），是哈勃望远镜的备用镜片，由柯达公司采用传统打磨工艺制成。
那么问题来了，原来哈勃望远镜的那块主镜片不唯一！到底还有没有其他的2.4米直径的镜片？造这么多镜片干什么，难道还会有其他太空望远镜？
1975年，柯达的工程师史蒂芬·沙森发明了世界上第一台数码相机。这台数码相机以磁带作为存储介质，拥有1万像素。拍摄一张黑白照片仅需要23秒。
数码相机改变了人类文明的呈现方式，也最终在今天与手机和社交网络一起改变了我们的生活方式。结合自拍软件，我们发现，掩饰真实和塑造假象是如此的便捷。
数码相机的出现，也改变了人类获取情报的方式。以前的间谍卫星拍摄到的胶片，需要通过返回式卫星的方式，再入大气，然后冲印出来。（有关返回式卫星，详见小火箭的公号文章《飞到天上去摘星：空中回收卫星的那些事》。）
数码相机技术出现以后，结合无线传输技术，间谍卫星可以几乎无限量地在太空拍摄大量照片了。
不出所料，哈勃望远镜仅仅是庞大的照相卫星大家族中的一员，洛克希德公司实际上早就开足马力批量生产了。
以KH-11和KH-12为代表的锁眼系列侦察卫星代表了人类太空光学系统的最高技术水平。
这些侦察卫星的体量与5层楼高的哈勃望远镜相当。质量在13吨到13.5吨之间（最新的一枚重19.6吨，这个以后详细说吧）。哈勃望远镜的质量为11吨。
镜片，锁眼系列卫星全部为高配，陀螺仪也是最好的。
曾有人看到哈勃望远镜拍摄的星系和恒星的照片担心到：如果这家伙调转镜头，对地面拍摄，岂不是会成为很强大的侦察卫星？
其实，这个多虑了。哈勃望远镜的次级镜面是不能转动的，更适合执行拍摄遥远星体这样的任务。除非用于镜头校准，她很少会掉头来看看她诞生的地方的。
而且，军方有大量性能远远超过哈勃望远镜的侦察卫星正在对着地面拍摄，轮不到哈勃望远镜出手。
即使哈勃望远镜为了对地拍摄在硬件和软件上进行了升级，其分辨率也只能在25厘米量级。而在役的锁眼KH-11系列侦察卫星，其分辨率早已小于15厘米了。
现役的锁眼系列，其性能已经与哈勃望远镜形成了代差。其主镜片的直径也突破了2.4米的限制，变得越来越大。
锁眼卫星的拍摄效果如何呢？
这是一颗早期型号的KH-11侦察卫星拍摄的苏联正在建造一艘基辅级航空母舰的船坞的场景。
这张照片是1984年一位名叫塞缪尔·莫里斯的美国海军情报部门的分析官出售给英国简氏防务集团的。
这是流传出来的少有的真正确认由KH-11侦察卫星拍摄的照片。莫里斯因为私自出售照片，被判两项泄露国家机密罪和两项盗窃政府财产罪，入狱2年。
后来更新型号的KH-11系列侦察卫星的分辨率当然会高很多。因为从预算的角度来看，早期型号的KH-11侦察卫星的单星预算为1.75亿美元左右。
后来的KH-11侦察卫星，在有之前的基础建设和技术积累的情况下，整个项目的预算以及单星的预算还在不断攀升。
2005年，单颗KH-11侦察卫星的造价为63.5亿美元。刚好比2006年10月9日下水的尼米兹级航空母舰布什号的62亿美元的造价贵了一点点。
2011年，KH-11侦察卫星的造价被成功控制在44亿美元以下。
2014年，美国国侦局追加了2颗KH-11侦察卫星的需求，预算为50亿美元。
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