哈勃空間望遠鏡

哈勃空間望遠鏡（英語：Hubble Space Telescope，HST），是以天文學家愛德溫·哈勃為名，在地球軌道的望遠鏡。哈勃望遠鏡接收地面控制中心（美國馬里蘭州的霍普金斯大學內）的指令並將各種觀測數據通過無線電傳輸回地球。由於它位於地球大氣層之上，因此獲得了地基望遠鏡所沒有的好處：影像不受大氣湍流的擾動、視相度絕佳，且無大氣散射造成的背景光，還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線。於1990年發射之後，已經成為天文史上最重要的儀器。它成功彌補了地面觀測的不足，幫助天文學家解決了許多天文學上的基本問題，使得人類對天文物理有更多的認識。此外，哈勃的超深空視場則是天文學家目前能獲得的最深入、也是最敏銳的太空光學影像。

哈勃空間望遠鏡和康普頓γ射線天文台、錢德拉X光天文台、斯皮策空間望遠鏡都是美國國家航空航天局大型軌道天文台計劃的一部分。哈勃空間望遠鏡由NASA和ESA合作共同管理。

哈勃空間望遠鏡的歷史可以追溯至1946年天文學家萊曼·斯皮策（Lyman Spitzer, Jr.）所提出的論文：《在地球之外的天文觀測優勢》。在文中，他指出在太空中的天文台有兩項優於地面天文台的性能。首先，角解析度（物體能被清楚分辨的最小分離角度）的極限將只受限於衍射，而不是由造成星光閃爍、動蕩不安的大氣所造成的視象度。在當時，以地面為基地的望遠鏡解析力只有0.5-1.0弧秒，相較下，只要口徑2.5米的望遠鏡就能達到理論上衍射的極限值0.1弧秒。其次，在太空中的望遠鏡可以觀測被大氣層吸收殆盡的紅外線和紫外線。

斯皮策以空間望遠鏡為事業，致力於空間望遠鏡的推展。在1962年，美國國家科學院在一份報告中推薦空間望遠鏡做為發展太空計劃的一部分，在1965年，斯皮策被任命為一個科學委員會的主任委員，該委員會的目的就是建造一架空間望遠鏡。

在第二次世界大戰時，科學家利用發展火箭技術的同時，曾經小規模的嘗試過以太空為基地的天文學。在1946年，首度觀察到了太陽的紫外線光譜。英國在1962年發射了太陽望遠鏡放置在軌道上，做為亞利安太空計劃的一部分。1966年NASA進行了第一個軌道天文台（OAO）任務，但第一個OAO的電池在三天後就失效，中止了這項任務了。第二個OAO在1968至1972年對恆星和星系進行了紫外線的觀測，比原先的計劃多工作了一年的時間。

軌道天文台任務展示了以太空為基地的天文台在天文學上扮演的重要角色，因此在1968年NASA確定了在太空中建造直徑3米反射望遠鏡的計劃，當時暫時的名稱是大型軌道望遠鏡或大型空間望遠鏡（LST），預計在1979年發射。這個計劃強調須要有人進入太空進行維護，才能確保這個所費不貲的計劃能夠延續夠長的工作時間；並且同步發展可以重複使用的太空梭技術，才能使前項計劃成為可行的計劃。

軌道天文台計劃的成功，鼓舞了越來越強的公眾輿論支持大型空間望遠鏡應該是天文學領域內重要的目標。在1970年NASA設立了兩個委員會，一個規劃空間望遠鏡的工程，另一個研究空間望遠鏡任務的科學目標。在這之後，NASA下一個需要排除的障礙就是資金的問題，因為這比任何一個地面上的天文台所耗費的資金都要龐大許多倍。美國的國會對空間望遠鏡的預算需求提出了許多的質疑，為了與裁軍所需要的預算對抗，當時就詳細的列出瞭望遠鏡的硬體需求以及後續發展所需要的儀器。在1974年，在裁減政府開支的鼓動下，傑拉爾德·福特剔除了所有進行空間望遠鏡的預算。

為回應此，天文學家協調了全國性的遊說努力。許多天文學家親自前往拜會眾議員和參議員，並且進行了大規模的信件和文字宣傳。國家科學院出版的報告也強調空間望遠鏡的重要性，最後參議院決議恢復原先被國會刪除的一半預算。

資金的縮減導致目標項目的減少，鏡片的口徑也由3米縮為2.4米，以降低成本和更有效與緊密的配置望遠鏡的硬體。原先計劃做為先期測試，放置在衛星上的1.5米空間望遠鏡也被取消了，對預算表示關切的歐洲空間局也成為共同合作的夥伴。歐洲空間局同意提供經費和一些望遠鏡上需要的儀器，像是做為動力來源的太陽能電池，回饋的是歐洲的天文學家可以使用不少於15%的望遠鏡觀測時間。在1978年，美國國會撥付了36,000,000元美金，讓大型空間望遠鏡開始設計，並計劃在1983年發射升空。

在1980年初，望遠鏡被命為哈勃，以紀念在20世紀初期發現宇宙膨脹的天文學家艾德溫·哈勃。

1979年5月，在康涅狄格州丹柏立的珀金埃爾默公司拋光中的哈勃主鏡。出現在圖中的是服務於該公司的工程師馬丁椰林博士。

空間望遠鏡的計劃一經批准，計劃就被分割成許多子計劃分送各機關執行。馬歇爾太空飛行中心（MSFC）負責設計、發展和建造望遠鏡，金石太空飛行中心（GSFC）負責科學儀器的整體控制和地面的任務控制中心。馬歇爾太空飛行中心委託珀金埃爾默（Perkin-Elmer）設計和製造空間望遠鏡的光學組件，還有精密定位感測器（FGS），洛克希德被委託建造安裝望遠鏡的太空船。

● 光學望遠鏡的組合安裝（OTA）

望遠鏡的鏡子和光學系統是最關鍵的部分，因此在設計上有很嚴格的規範。一般的望遠鏡，鏡子在拋光之後的準確性大約是可見光波長的十分之一，但是因為空間望遠鏡觀測的範圍是從紫外線到近紅外線，所以需要比以前的望遠鏡更高十倍的解析力，它的鏡子在拋光后的準確性達到可見光波長的廿分之一，也就是大約30納米。

珀金埃爾默刻意使用極端複雜的電腦控制拋光機研磨鏡子，但卻在最尖端的技術上出了問題；柯達被委託使用傳統的拋光技術製做一個備用的鏡子（柯達的這面鏡子現在永久保存在史密松寧學會）。1979年，珀金埃爾默開始磨製鏡片，使用的是超低膨脹玻璃，為了將鏡子的重量降至最低，採用蜂窩格子，只有表面和底面各一吋是厚實的玻璃。

鏡子的拋光從1979年開始持續到1981年5月，拋光的進度已經落後並且超過了預算，這時NASA的報告才開始對珀金埃爾默的管理結構質疑。為了節約經費，NASA停止支援鏡片的製作，並且將發射日期延後至1984年10月。鏡片在1981年底全部完成，並且鍍上了75 nm厚的鋁增強反射，和25 nm厚的鎂氟保護層。

因為在光學望遠鏡組合上的預算持續膨脹，進度也落後的情況下，對珀金埃爾默能否勝任後續工作的質疑繼續存在。為了回應被描述成"未定案和善變的日報表"，NASA將發射的日期再延至1985年的4月。但是，珀金埃爾默的進度持續的每季增加一個月的速率惡化中，時間上的延遲也達到每個工作天都在持續落後中。NASA被迫延後發射日期，先延至1986年3月，然後又延至1986年9月。這時整個計劃的總花費已經高達美金11億7500萬。

● 太空平台系統

安置望遠鏡和儀器的太空船是主要工程上的另一個挑戰。它必須能勝任與抵擋在陽光與地球的陰影之間頻繁進出所造成的溫度變化，還要極端地穩定並能長時間的將望遠鏡精確地對準目標。以多層絕緣材料製成的遮蔽物能使望遠鏡內部的溫度保持穩定，並且以輕質的鋁殼包圍住望遠鏡和儀器的支架。在外殼之內，石墨環氧的框架將校準好的工作儀器牢固的固定住。

有一段時間用於安置儀器和望遠鏡的太空船在建造上比光學望遠鏡的組合來得順利，但洛克希德仍然經歷了預算不足和進度的落後，在1985年的夏天之前，太空船的進度落後了個月，而預算超出了30%。馬歇爾太空飛行中心的報告認為洛克希德在太空船的建造上沒有採取主動，而且過度依賴NASA的指導。

● 地面支持

在1983年，空間望遠鏡科學協會（STScI）在經歷NASA與科學界之間的權力爭奪后成立。空間望遠鏡科學協會隸屬於美國大學天文研究聯盟（AURA），這是由32個美國大學和7個國際會員組成的單位，總部坐落在馬里蘭州巴爾地摩的約翰·霍普金斯大學校園內。

空間望遠鏡科學協會負責空間望遠鏡的操作和將數據交付給天文學家。美國國家航空航天局（NASA）想將之做為內部的組織，但是科學家依據科學界的做法將之規劃創立成研究單位，由NASA位在馬里蘭州綠堤，空間望遠鏡科學協會南方48千米的哥達德太空飛行中心和承包廠商提供工程上的支援。哈勃望遠鏡每天24小時不間斷的運作，由四個工作團隊輪流負責操作。

空間望遠鏡歐洲協調機構於1984年設立在德國鄰近慕尼黑的Garching bei München，為歐洲的天文學家提供相似的支援。

1990年4月24日，在美國肯尼迪航天中心由“發現者”號太空梭成功發射，哈勃太空望遠鏡的主要任務是：探測宇宙深空，解開宇宙起源之謎，了解太陽系、銀河系和其他星系的演變過程。

早在1986年，就已經計劃在當年10月份發射哈勃空間望遠鏡。但是挑戰者號的事故使美國的太空計劃停滯不前，太空梭的暫停升空，迫使哈勃空間望遠鏡的發射延遲了數年。望遠鏡和所有的附件都必須分門別類的儲藏在無塵室內，直到能夠排出發射的日期，這也使得已經超支的總成本更為高漲。

最後，隨著太空梭在1988年再度開始升空，望遠鏡也預定在1990年發射。在發射前的最後準備，用氮氣噴射鏡面以除去可能累積的灰塵，並且對所有的系統進行廣泛的測試。終於，在1990年4月24日由發現號太空梭，於STS-31航次將望遠鏡成功的送入計劃中的軌道。

從它原始的總預算，大約4億美金，到現在的花費超過25億美金，哈勃的成本依然在不斷的累積與增高。美國政府估計的開銷將高達45至60億美金，歐洲所挹注的資金也高達6億歐元（1999年的估計）。

在發射時，哈勃空間望遠鏡攜帶的儀器如下：

● 廣域和行星照相機（WF/PC）

● 戈達德高解析攝譜儀（GHRS）

● 高速光度計（HSP）

● 暗天體照相機（FOC）

● 暗天體攝譜儀（FOS）

WF/PC原先計劃是光學觀測使用的高解析度照相機。由NASA的噴射推進實驗室製造，附有一套由48片光學濾鏡組成，可以篩選特殊的波段進行天體物理學的觀察。整套儀器使用8片CCD，做出了兩架照相機，每一架使用4片CCD。"廣域照相機"（WFC）因為視野較廣，在解像力上有所損失，而"行星照相機"（PC）以比WFC長的焦距成像，所以有較高的放大率。

GHRS是被設計在紫外線波段使用的攝譜儀，由哥達德太空中心製造，可以達到90,000的光譜解析度，同時也為FOC和FOS選擇適宜觀測的目標。FOC和FOS都是哈勃空間望遠鏡上解析度最高的儀器。這三個儀器都捨棄了CCD，使用數位光子計數器做為檢測裝置。FOC是由歐洲空間局製造，FOS則由馬丁·瑪麗埃塔公司製造。

最後一件儀器是由威斯康辛麥迪遜大學設計製造的HSP，它用於在可見光和紫外光的波段上觀測變星，和其他被篩選出的天體在亮度上的變化。它的光度計每秒鐘可以偵測100,000次，精確度至少可以達到2%。

哈勃空間望遠鏡的導引系統也可以做為科學儀器，它的三個精細導星感測器（FGS）在觀測期間主要用於保持望遠鏡指向的準確性，但也能用於進行非常準確的天體測量，測量的精確度達到0.0003弧秒。

● 第一次維修/維護

1993年，宇航員在哈勃第一次維修任務中移除了廣角和行星照相儀，並安裝了功能更強大的“後繼者”——2號廣角和行星照相儀。

● 第二次維修/維護

1997年2月11日凌晨，美國7名宇航員搭乘“發現”號太空梭升空，對在太空飛行了7年的“哈勃”太空望遠鏡進行改造。從2月13日深夜到18日凌晨，宇航員為“哈勃”更換了包括近紅外照相機、多目標分光儀和太空望遠鏡圖像攝譜儀在內的11種新設備，並修補瞭望遠鏡上部分剝落的絕緣層。

● 第三次維修/維護

第三次維護任務仍然由發現號在1999年12月的STS-103航次中執行。在這次維護中更換了全部的六台陀螺儀，也更換了一個精細導星感測器和計算器，安裝一套組裝好的電壓/溫度改善工具(VIK)以防止電池的過熱，並且更換絕熱的毯子。

● 第四次維修/維護

2001年，科學家利用美國“哥倫比亞”號太空梭對哈勃望遠鏡進行的第四次維修，安裝測繪照相機，更換太陽能電池板以及已工作11年的電力控制裝置，並激活了休眠狀態的近紅外照相機和多目標分光計。

● 第五次維修/維護

2009年，美國利用太空梭對哈勃望遠鏡進行了維護。宇航員為哈勃安裝了兩套全新的儀器：宇宙起源光譜儀（COS）和寬視場相機3，對望遠鏡的另外兩台儀器——高級巡天相機（ACS）和太空望遠鏡成像光譜儀（STIS）進行了現場維修，此外，還用新電池替換了哈勃用了18年的舊電池，安裝了6個負責望遠鏡指向的新陀螺儀，並添加了一套全新的精細制導系統來幫助望遠鏡指向正確的方向。

哈勃望遠鏡口徑為2.4米，長度約16米，帶有多種觀測暗弱天體的儀器，在地面之上約640公里的軌道上環繞地球，巡視宇宙。由於它位於大氣層之上，不像地面望遠鏡飽受大氣湍流擾動的影響，極大地拓展了人們對宇宙的了解。

● 哈勃太空望遠鏡在前7年服役期間取得的主要成就

1.增進了人類對宇宙大小和年齡的了解。2.證明某些宇宙星系中央存在超高質量的黑洞以及多數星系的中心都可能存在黑洞。3.在可見光譜範圍內，對宇宙進行了最深入的研究，觀察了數千個星系，探測到了宇宙誕生早期的“原始星系”，使天文學家有可能跟蹤研究宇宙發展的歷史。4.清楚展現了銀河系中類星體這種最明亮的天體存在的環境。5.更清晰地闡述了恆星形成的不同過程。6.對宇宙誕生早期恆星形成過程中重元素的組成進行了研究，這些元素是行星和生命存在的必要條件。7.展示了死亡恆星周圍氣體殼的複雜組成。8.對獵戶星雲中年輕恆星周圍的許多塵埃碟進行了探測，說明地球所在的銀河系還有可能形成其他行星系統。9.對千載難逢的慧木相撞進行了詳細觀測。10.對火星等太陽系行星上 的氣候民政部進行了研究。11.發現木星衛星木衛二和木衛三的大氣層中存在氧氣。

哈勃太空望遠鏡發現了一顆滾燙的“橄欖球”狀系外行星。這顆行星因為距離恆星太近而被撕扯、加熱，大氣也正在加速逃逸，整顆行星處於被吞噬的邊緣。這顆行星與恆星的距離過於近，處在被潮汐力撕裂的邊緣。這種“死亡擁抱”已經讓它扭曲變形為橄欖球狀，高空大氣溫度超過2500攝氏度。

2020年1月，一個國際天文學家團隊利用美國哈勃太空望遠鏡發現了迄今已知的最遙遠、最古老的星系群。這個三重星系群被稱為EGS77。更重要的是，觀測表明這個三重星系群參與了宇宙初期被稱為“再電離”的改造過程。EGS77大約誕生於宇宙大爆炸后6.8億年時，當時宇宙年齡還不足現今138億歲的5%。

從它於1946年的原始構想開始，直到發射為止，建造空間望遠鏡的計劃不斷的被延遲和受到預算問題的困擾。在它發射之後，立即發現主鏡有球面像差，嚴重的降低瞭望遠鏡的觀測能力。幸好在1993年的維修任務之後，望遠鏡恢復了計劃中的品質，並且成為天文學研究和推展公共關係最重要的工具。

哈勃的未來依靠後續的維修任務是否成功，維持穩定的幾個陀螺儀已經損壞，至2007年，連備用的也已經耗盡，而且另一架用於指向的望遠鏡功能也在衰減中。陀螺儀必須要以人工進行維修，在2007年1月30日，主要的先進巡天照相機（ACS）也停止工作，在執行人工維修之前，只有超紫外線的頻道能夠使用。另一方面，如果沒有再提升來增加軌道高度，阻力會迫使望遠鏡在2010年重返大氣層。自從2003年太空梭哥倫比亞不幸事件之後，由於國際太空站和哈勃不在相同的高度上，使得太空人在緊急狀況下缺乏安全的避難場所，因而NASA認為以載人太空任務去維修哈勃望遠鏡是不合情理的危險任務。NASA在重新檢討之後，執行長麥克格里芬在2006年10月31日決定以亞特蘭大進行最後一次的哈勃維修任務，任務的時間安排在2008年9月11日，基於安全上的考量，屆時將會讓發現號在LC-39B發射台上待命，以便在緊急情況時能提供救援。計劃中的維修將能讓哈勃空間望遠鏡持續工作至2013年。如果成功了，後繼的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）應該已經發射升空，可以銜接得上任務了。韋伯空間望遠鏡在許多研究計劃上的功能都遠超過哈勃，但將只觀測紅外線，因此在光譜的可見光和紫外線領域內無法取代哈勃的功能。

● 鏡片瑕疵

在望遠鏡發射數星期之後，傳回來的圖片顯示在光學系統上有嚴重的問題。雖然，第一張圖像看起來比地基望遠鏡的明銳，但望遠鏡顯然沒有達到最佳的聚焦狀態，獲得的最佳圖像品質也遠低於當初的期望。點源的影像被擴散成超過一弧秒半徑的圓，而不是在設計準則中的標準：集中在直徑0.1 弧秒之內，有同心圓的點瀰漫函數圖像。

對圖樣缺陷的分析顯示，問題的根源在主鏡的形狀被磨錯了。鏡面邊緣太平了一些，與需要的位置差了約2.2微米，但這個差別造成的是災難性的、嚴重的球面像差。來自鏡面邊緣的反射光，不能聚集在與中央的反射光相同的焦點上。

鏡子的瑕疵造成的作用是在科學觀察的核心觀測上，核心像差的PSF要足夠的明銳到足以進行高解析的分辨，但對明亮的天體和光譜分析是不受影響的。雖然，在外圍損失大片的光因為不能匯聚在焦點上而造成暈像，嚴重的減損瞭望遠鏡觀察暗天體或高反差影像的能力。這意味著幾乎所有對宇宙學的研究計劃都不能執行，因為它們都是非常暗弱的觀測對象。美國國家航空航天局和哈勃空間望遠鏡成為許多笑話的箭靶，並且被認為是大白象（花費大而無用的東西）。

● 問題的根源

從點源的圖像往回追溯，天文學家確定鏡面的圓錐常數是−1.01324，而不是原先期望的−1.00230。通過分析珀金埃爾默的零校正器（精確測量拋光曲面的儀器）和分析在地面測試鏡子的干涉圖影像，也獲得了相同的數值。

由噴射推進實驗室主任，亞倫領導的委員會，確定了錯誤是如何發生的。亞倫委員會發現珀金埃爾默使用的零校正器在裝配上發生了錯誤，它的向場透鏡位置偏差了 1.3 毫米。

在拋光鏡子的期間，珀金埃爾默使用另外二架零校正器，兩者都（正確的）顯示鏡子有球面像差。這些測試都是為確實消除球面像差而設計的，不顧品管文件的指導，公司認為這二架零校正器的精確度不如主要的設備，而忽略了測試的結果。

委員會指出失敗的主因是珀金埃爾默。由於進度表頻繁更動造成的損耗和望遠鏡製造費用的超支，造成了在美國航空暨太空總署和光學公司之間的關係極度的緊張。美國航空暨太空總署發現珀金埃爾默並不認為鏡子的製做在他們的業務中是關鍵性的困難工作，而美國航空暨太空總署也未能在拋光之前善盡本身的職責。在委員會沉痛的批評珀金埃爾默在管理上的不當與缺失的同時，美國航空暨太空總署也被非議未善盡品管的責任，與不該只依賴唯一一架儀器的測試結果。

● 解決方案

在望遠鏡的設計中原本就規劃了維修的任務，所以天文學家立刻就開始尋找可以在1993年，預定進行第一次維修任務時解決問題的方案。讓柯達再為哈勃製作備用鏡在軌道上進行更換太昂貴且耗費時間，臨時將望遠鏡帶回地面上修理也不可能。相反，鏡片錯誤的形狀已經被精確的測量出來，因此可以設計一個有相同的球面像差，但功效相反的光學系統來抵消錯誤。也就是在第一次的維修任務中為哈勃配上一副能改正球面像差的眼鏡。

由於原本儀器的設計方式，必須要兩套不同的校正儀器。廣域和行星照相機的設計包括轉動的鏡片和直接進入兩架照相機的8片獨立CCD晶元的光線，可以用一個反球面像差的鏡片完全的消除掉它們表面上的主要變形。修正鏡被固定在替換的第二代廣域和行星照相機內（由於進度和預算的壓力，只修正4片CCD而不是8片）。但是，其他的儀器就缺乏任何可以安置的中間表面，因此必須要一個外加的修正裝置。

● COSTAR

設計用來改正球面像差的儀器稱為“空間望遠鏡光軸補償校正光學”（COSTAR），基本上包含兩個在光路上的鏡子，其中一個將球面像差校正過來，光線被聚焦給暗天體照相機、暗天體光譜儀和高達德高解析攝譜儀。為了提供COSTAR在望遠鏡內所需要的位置，必須移除其中一件儀器，天文學家的選擇是犧牲高速光度計。

在哈勃任務的前三年期間，在光學系統被修正到合適之前，望遠鏡依然執行了大量的觀測。光譜的觀測未受到球面像差的影響，但是許多暗弱天體的觀測因為望遠鏡的表現不佳而被取消或延後。儘管受到了挫折，樂觀的天文學家在這三年內熟練的運用影像處理技術，例如反折績（影像重疊）得到許多科學上的進展。

● 軟體故障

2021年3月7日，哈勃太空望遠鏡由於一個軟體故障導致暫停運行；3月12日，望遠鏡已經部分恢復工作，但仍有故障沒有排除。截至6月25日，科學家尚未完全查明停運原因。

NASA 表示，哈勃太空望遠鏡已經完成了恢復運行以來的首次科學觀測，使用宇宙光譜儀繪製了一個活動星系內核的氣體流動圖。但是第三號廣視場相機（WFC3）仍舊處於暫停狀態，研究人員發現了一個低電壓問題，這導致該相機無法啟動。

哈勃望遠鏡於1990年發射，20多年來，一直在源源不斷地將美麗的宇宙圖像傳回地球。（央廣網）

哈勃太空望遠鏡升空27年以來，取得了許多突破性發現，不斷帶給我們驚喜，讓我們有幸能觸碰億萬光年外的神秘。（中國青年網 評）

截至2015年3月，哈勃太空望遠鏡已經環繞地球飛行25年，它捕捉到的照片正從根本上改變著我們對宇宙的認識。（新華網）

截至2009年，自美國“哈勃”太空望遠鏡1990年發射升空以來，共有20多個國家的2000多名科學家利用這隻“太空眼”進行了11萬多次天文觀測，並在分析觀測數據的基礎上撰寫1346篇論文。（中國網）

哈勃太空望遠鏡耗資達21億美元，從初步構想的提出、設計到建造完成，時間跨度達40多年。（科普中國）

在第二次世界大戰時，科學家利用發展火箭技術的同時，曾經小規模的嘗試過以太空為基地的天文學。在1946年，首度觀察到了太陽的紫外線光譜。英國在1962年發射了太陽望遠鏡放置在軌道上，做為亞利安太空計劃的一部分。1966年NASA進行了第一個軌道天文台（OAO）任務，但第一個OAO的電池在三天後就失效，中止了這項任務了。第二個OAO在1968至1972年對恆星和星系進行了紫外線的觀測，比原先的計劃多工作了一年的時間。

軌道天文台任務展示了以太空為基地的天文台在天文學上扮演的重要角色，因此在1968年NASA確定了在太空中建造直徑3米反射望遠鏡的計劃，當時暫時的名稱是大型軌道望遠鏡或大型空間望遠鏡（LST），預計在1979年發射。這個計劃強調須要有人進入太空進行維護，才能確保這個所費不貸的計劃能夠延續夠長的工作時間；並且同步發展可以重複使用的太空梭技術，才能使前項計劃成為可行的計劃。

空間望遠鏡的計劃一經批准，計劃就被分割成許多子計劃分送各機關執行。馬歇爾太空飛行中心（MSFC）負責設計、發展和建造望遠鏡，金石太空飛行中心（GSFC）負責科學儀器的整體控制和地面的任務控制中心。馬歇爾太空飛行中心委託珀金埃爾默設計和製造空間望遠鏡的光學組件，還有精密定位感測器（FGS），洛克希德被委託建造安裝望遠鏡的太空船。

望遠鏡的鏡子和光學系統是最關鍵的部分，因此在設計上有很嚴格的規範。一般的望遠鏡，鏡子在拋光之後的準確性大約是可見光波長的十分之一，但是因為空間望遠鏡觀測的範圍是從紫外線到近紅外線，所以需要比以前的望遠鏡更高十倍的解析力，它的鏡子在拋光后的準確性達到可見光波長的二十分之一，也就是大約30納米。

珀金埃爾默刻意使用極端複雜的電腦控制拋光機研磨鏡子，但卻在最尖端的技術上出了問題；柯達被委託使用傳統的拋光技術製作一個備用的鏡子（柯達的這面鏡子永久保存在史密松寧學會）。1979年，珀金埃爾默開始磨製鏡片，使用的是超低膨脹玻璃，為了將鏡子的重量降至最低，採用蜂窩格子，只有表面和底面各一吋是厚實的玻璃。

鏡子的拋光從1979年開始持續到1981年5月，拋光的進度已經落後並且超過了預算，這時NASA的報告才開始對珀金埃爾默的管理結構質疑。為了節約經費，NASA停止支援鏡片的製作，並且將發射日期延後至1984年10月。鏡片在1981年底全部完成，並且鍍上了75納米厚的鋁增強反射，和25納米厚的鎂氟保護層。

因為在光學望遠鏡組合上的預算持續膨脹，進度也落後的情況下，對珀金埃爾默能否勝任後續工作的質疑繼續存在。為了回應被描述成“未定案和善變的日報表”，NASA將發射的日期再延至1985年的4月。但是，珀金埃爾默的進度持續地以每季增加一個月的速率惡化中，時間上的延遲也出現了每個工作天都在持續落後的情況。NASA被迫延後發射日期，先延至1986年3月，然後又延至1986年9月。這時整個計劃的總花費已經高達美金11億7500萬。

安置望遠鏡和儀器的太空船是主要工程上的另一個挑戰。它必須能勝任與抵擋在陽光與地球的陰影之間頻繁進出所造成的溫度變化，還要極端的穩定並能長間的將望遠鏡精確的對準目標。以多層絕緣材料製成的遮蔽物能使望遠鏡內部的溫度保持穩定，並且以輕質的鋁殼包圍住望遠鏡和儀器的支架。在外殼之內，石墨環氧的框架將校準好的工作儀器牢固的固定住。

有一段時間用於安置儀器和望遠鏡的太空船在建造上比光學望遠鏡的組合來得順利，但洛克希德仍然經歷了預算不足和進度的落後，在1985年的夏天之前，太空船的進度落後了5個月，而預算超出了30%。馬歇爾太空飛行中心的報告認為洛克希德在太空船的建造上沒有採取主動，而且過度依賴NASA的指導。

在1983年，空間望遠鏡科學協會（STScI）在經歷NASA與科學界之間的權力爭奪后成立。空間望遠鏡科學協會隸屬於美國大學天文研究聯盟（AURA），這是由32個美國大學和7個國際會員組成的單位，總部坐落在馬里蘭州巴爾地摩的約翰·霍普金斯大學校園內。

空間望遠鏡科學協會負責空間望遠鏡的操作和將數據交付給天文學家。美國國家航空航天局(NASA)想將之做為內部的組織，但是科學家依據科學界的做法將之規劃創立成研究單位，由NASA位在馬里蘭州綠堤，空間望遠鏡科學協會南方48公里，的哥達德太空飛行中心和承包廠商提供工程上的支援。哈勃望遠鏡每天24小時不間斷的運作，由四個工作團隊輪流負責操作。

空間望遠鏡歐洲協調機構於1984年設立在德國鄰近慕尼黑的Garching bei München，為歐洲的天文學家提供相似的支援。

光學系統

望遠鏡的光學部分是整個儀器的心臟。它採用卡塞格林式反射系統，由兩個雙曲面反射鏡組成，一個是口徑2.4米的主鏡、另一個是裝在主鏡前約4.5米處的副鏡，口徑0.3米。投射到主鏡上的光線首先反射到副鏡上，然後再由副鏡射向主鏡的中心孔，穿過中心孔到達主鏡的焦面上形成高質量的圖像，供各種科學儀器進行精密處理，得出來的數據通過中繼衛星系統發回地面。

廣域和行星照相機

廣域和行星照相機（WF/PC）原先計劃是光學觀測使用的高解析度照相機。由NASA的噴射推進實驗室製造，附有一套由48片光學濾鏡組成，可以篩選特殊的波段進行天體物理學的觀察。整套儀器使用8片CCD，做出了兩架照相機，每一架使用4片CCD。廣域照相機（WFC）因為視野較廣，在解像力上有所損失，但可對光度微弱的天體進行全景觀測。而行星照相機（PC）行星照相機每個畫素的解析力為0.043弧秒，擁有比WFC長的焦距成像，所以有較高的放大率，可以與廣域照相機互補，用於高解析度的觀測。

在1993年12月STS-61的維修任務中，廣域和行星照相機被新的第二代替換，為了避免混淆，通常WFPC就是第一代的廣域和行星照相機，新機稱為WFPC-2。

1995年4月1日哈勃空間望遠鏡上的大視場和行星照相機2（WFPC2）拍攝了鷹狀星雲的照片。就像普通的數碼相機一樣，WFPC2也使用電荷耦合器件（CCD）而不是膠捲來記錄影像。CCD是一個由光敏器件組成的陣列，其中最小的單元被稱為“像素”。而它的作用則是把接收到的光信號轉化成電信號。如下面會看到的，在得到最終絢麗圖像的過程中最艱巨的工作就是從相機本身產生的干擾信號中分離出那些有用的信號，並且將這些信號轉化成對天空中某一點的位置和亮度測量。

WFPC2事實上是由4架相機組成的——3架大視場照相機（WF）和1架行星照相機（PC1）。除了PC1之外，其餘每架相機所拍攝的圖像都佔據了照片的四分之一。而PC1所拍攝的是局域的放大影像，這使得天文學家可以在右上角看到局部更微小的細節。但是最終的圖像會先按比例把PC1所拍攝的圖像縮小到和其他3架相機相同的程度，這就導致了“哈勃”WFPC2所拍攝的照片總會缺個角。WFPC2的視場大約包含了1600×1600個像素，這使得它大致相當於一台250萬像素的數碼相機。而且WFPC2所拍攝的圖像也不是真彩色的，不過它所能看到的景象比起彩色膠捲來更接近於肉眼。

WFPC-2本身也將在第四次維修任務中被在1997年開始研發的WFC-3替換。

戈達德高解析攝譜儀

戈達德高解析攝譜儀（GHRS）是被用於紫外線波段的攝譜儀，由戈達德太空中心製造，可以達到90,000的光譜解析度，同時也為FOC和FOS選擇適宜觀測的目標。它捨棄了CCD，使用數位光子計數器作為檢測裝置。在1997年2月的哈勃維護任務中被太空望遠鏡影像攝譜儀（STIS）取代。

高速光度計

高速光度計（HSP）能夠快速的測量天體的光度變化和偏極性。它可以每10微秒在紫外線、可見光和近紅外線的波段上測量一次光度，因此用於在可見光和紫外線波段上觀測變星，精確度至少可以達到2%。高速光度計因為主鏡的光學問題，自升空以來一直未能成功使用。1993年12月，在第一次的哈勃維護任務中，它被用於矯正其他儀器的光學問題的太空望遠鏡光軸補償校正光學（COSTAR）替換掉。

暗天體照相機

暗天體照相機的觀測波段在115至650納米，它在2002年被先進巡天照相機（ACS）取代。

暗天體攝譜儀

暗天體攝譜儀是觀測波長在1150至8500埃的攝譜儀。在1997年第二次哈勃維護任務中被太空望遠鏡影像攝譜儀（STIS）取代。FOC和FOS都是哈勃空間望遠鏡上解析度最高的儀器。這三個儀器都捨棄了CCD，使用數位光子計數器做為檢測裝置。FOC是由歐洲航天局製造， FOS則由Martin Marietta公司製造。

其他儀器

最後一件儀器是由威斯康辛麥迪遜大學設計製造的HSP，它用於在可見光和紫外光的波段上觀測變星，和其他被篩選出的天體在亮度上的變化。它的光度計每秒鐘可以偵測100,000次，精確度至少可以達到2%。

哈勃空間望遠鏡的導引系統也可以做為科學儀器，它的三個精細導星感測器（FGS）在觀測期間主要用於保持望遠鏡指向的準確性，但也能用於進行非常準確的天體測量，測量的精確度達到 0.0003弧秒。

在1990年4月哈勃空間望遠鏡發射升空的數星期後，研究人員發現從哈勃空間望遠鏡傳回來的圖片有嚴重的問題，獲得的的最佳圖像品質也遠低於當初的期望：點源的影像被擴散成超過一弧秒半徑的圓。

通過對圖樣缺陷的分析顯示，問題來源於主鏡的形狀被磨錯了。雖然這個差異小於光的1/20波長，鏡面與需要的位置只差了微不足道的2微米，但這個差別造成了災難性的球面像差。這樣來自鏡面邊緣的反射光不能聚集在與中央的反射光相同的焦點上。

1993年，奮進號執行了對哈勃空間望遠鏡的第一次維修，研究人員設計一個有相同的球面像差，但功效相反的光學系統來抵消錯誤，相當於配上一副能改正球面像差的眼鏡。用來改正球面像差的儀器稱為空間望遠鏡光軸補償校正光學（COSTAR）。為了給COSTAR在望遠鏡內提供位置，必須移除其中一件儀器，天文學家的選擇是犧牲高速光度計。

除此之外，廣域和行星照相機被第二代廣域和行星照相機以及內部的光學更新系統取代。另外，太陽能板和驅動的電子設備、四個用於望遠鏡定位的陀螺儀、二個控制盤、二個磁力計和其他的電子組件也被更換。

1997年2月，發現號在STS-82航次中執行了第二次維修任務。用 空間望遠鏡攝譜儀（STIS）和近紅外線照相機和多目標分光儀（NICMOS）替換掉戈拉德高解析攝譜儀（GHRS）和暗天體攝譜儀（FOS）。修護絕熱毯，再提升哈勃的軌道。

在維修中出現的意外縮短了儀器的使用年限。安裝后吸熱器的部分熱擴散意料之外地進入光學擋板，這額外增加的熱量導致儀器的壽命由原先期望的4.5年縮短為2年。

第三次維護任務仍然由發現號在1999年12月的STS-103航次中執行。在這次維護中更換了全部的六台陀螺儀，也更換了一個精細導星感測器和計算機，安裝一套組裝好的電壓/溫度改善工具（VIK）以防止電池的過熱，更換絕熱的毯子。新的計算器是能在低溫輻射下運作的英特爾486，可以執行一些過去必須在地面處理的與太空船有關的計算工作。

第四次維護任務由哥倫比亞號在2002年3月的STS-109航次執行，用先進巡天照相機（ACS）替換了暗天體照相機（FOC），更換了新的冷卻系統和太陽能板。哈勃的配電系統也被更新了，這是哈勃空間望遠鏡升空之後，首度能完全的應用所獲得的電力。

在原本安排在2008年8月維修任務中，太空人將更換新的電池和陀螺儀，更換精細導星感測器（FGS）並修理空間望遠鏡影像攝譜儀（STIS）。並在保留先進巡天照相機的同時，安裝二架新的儀器：宇宙起源頻譜儀和第三代廣域照相機。然而NASA於2008年9月宣布哈勃空間望遠鏡上的數據處理系統出現嚴重故障，無法正常存儲觀測數據並傳回地球，而且由於哈勃太空任務高度與國際太空站距離十分遠，太空人在緊急情況下未能找到有效安全避難處，這使得維護哈勃望遠鏡變為一項極度危險的任務。

在美國東部時間2009年5月11日14點01分，美國“阿特蘭蒂斯”號太空梭從佛羅里達州肯尼迪航天中心發射升空。在此次太空之旅中，機上的7名宇航員通過5次太空行走對哈勃太空望遠鏡進行了最後一次維護，為其更換了大量設備和輔助儀器，這些更新主要包括：用第三代廣域照相機(WFC3)取代WFPC2；安裝新的宇宙起源頻譜儀（COS）、取回該處的COSTAR光學矯正系統；修復損壞的先進巡天照相機（ACS）；修復損壞的空間望遠鏡攝譜儀（STIS）；替換損壞的精細導星感測器（FGS）；更換科學儀器指令和數據處理系統（SIC&DH）；更換全部的電池模組；更換所有的6個陀螺儀和3組定位感測器（RSU）；更換對接環、安裝全新的絕熱毯（NBOL）、補充製冷劑等等。而這將會是哈勃空間望遠鏡最後一次的維護任務，會將哈勃空間望遠鏡的壽命延長至2013年後。屆時發射的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡能接續哈勃空間望遠鏡的天文任務。

1990年4月24日，佛羅里達州肯尼迪太空中心將哈勃望遠鏡送上太空，它被美國國家航空航天局稱為“伽利略的望遠鏡后最重大的天文學進步”

哈勃望遠鏡距離地面約547公里，繞地球公轉一周耗時97分鐘。迄今為止，哈勃望遠鏡已經進行了超過一百萬次觀測，同時天文學家們也在超過1.27萬份科學資料中使用了哈勃望遠鏡觀測的數據。

25年來，哈勃望遠鏡為我們理解太陽系的構成帶來了更多、更好的圖像資料，也帶領我們探索了宇宙邊緣。

從1990年到2015年4月，哈勃望遠鏡在地球軌道上運行了接近13萬7千圈，累計54億公里，執行了120多萬次觀測任務，觀察了超過38,000個天體。

哈勃望遠鏡觀測到的目標中最遠的是距地球130億光年的原始星系，這些星系的發出光芒來自大爆炸后剛剛形成的宇宙早期。

平均每個月，哈勃都會產生829G觀測數據，累計已超過100T。

在執行任務的早期，哈勃望遠鏡證明了大質量黑洞在宇宙中普遍存在——大多出現在星系的中央位置。同時，天文學家還在它的幫助下，觀測到宇宙膨脹的精確數據，從而推算出宇宙年齡為138億年（誤差不超過3%）。

在這一過程中，“暗能量”這個如今在科學界頻頻出現的神秘概念，逐漸為人們所知曉。而且在“大爆炸”之後，另一個非常關鍵的“暴漲”階段對於我們宇宙現在的結構同樣起著決定性的作用。

截至2015年4月，直接或間接通過哈勃望遠鏡的成果而發表的科學論文數目，達到12800篇，包括幾項問鼎諾貝爾獎的成果。

發現最古老星系2013年10月，哈勃太空望遠鏡發現了可能是宇宙中測量距離上最遙遠的星系，來自德克薩斯大學等研究人員通過MOSFIRE攝譜儀精確測量了該星系的距離，其大約存在於宇宙大爆炸后的7億年左右。

2020年3月20日，哈勃太空望遠鏡觀測到了LHA 120-N 150號星雲。宇宙年齡哈勃空間望遠鏡對造父變星的觀測為哈勃常數的精確測量提供了保證。哈勃的精細導星感測器對造父變星進行了直接的視差測量，大大削減了用造父變星周光關係推算距離的不確定性。在哈勃空間望遠鏡之前，觀測得到的哈勃常數有1-2倍的差異，但是在有了新的造父變星觀測之後宇宙距離尺度的不確定性猛然下降到了大約只有10%，從而對宇宙的擴張速率和年齡有更正確的認知。恆星形成哈勃空間望遠鏡還有助於研究諸如獵戶星雲之類的恆星形成區。通過哈勃空間望遠鏡對獵戶星雲的早期觀測發現，其中聚集了許多被濃密氣體和塵埃盤包裹的年輕恆星。儘管已經從理論上和甚大天線陣的觀測中推測出來了這些盤的存在，但是直到哈勃所拍攝的高解析度照片才第一次直接揭示出了這些盤的結構和物理性質。恆星死亡 哈勃的觀測還在超新星爆發和γ射線暴之間建立起了聯繫。通過哈勃對γ射線暴餘輝的觀測，研究人員把這些暴發鎖定在了河外星系中的大質量恆星形成區。由此哈勃望遠鏡也令人信服地證明了這些劇烈的爆發和大質量恆星死亡的直接聯繫。黑洞哈勃空間望遠鏡最早的核心計劃之一就是要建立起由黑洞驅動的類星體和星系之間的關係。之後，通過它們對周圍恆星的引力作用，針對“哈勃”所獲得的近距星系光譜的動力學模型證實了黑洞的存在。這些研究也導致了對十幾個星系中央黑洞質量的可靠測量，揭示出了黑洞質量和星系核球質量之間極為緊密的聯繫。2011年11月8日，藉助哈勃空間望遠鏡，天文學家們首次拍攝到圍繞遙遠黑洞存在的盤狀構造。這個盤狀結構由氣體和塵埃構成，並且正處於不斷下降進入黑洞中被消耗的過程中。當這些物質落入黑洞的一瞬間，它們將釋放巨大的能量，形成一種宇宙射電信號源，稱為“類星體”。暗物質2012年3月，美國宇航局“哈勃”太空望遠鏡在距離地球24億光年的“阿貝爾520”星系團中再次發現了一個巨大的暗物質塊。這一異常發現令天文學家百思不得其解，並懷疑暗物質塊中可能藏有一個神秘的“暗物質核心”。研究人員介紹說，在距離地球24億光年的遙遠星系團“阿貝爾520”中，星系發生碰撞后，從星系中分離出來的暗物質可能在星系周圍聚集形成一個“暗物質核心”。由於暗物質被認為是將星繫結合成一體的神秘“膠水”，因此這種現象本不應該存在。現象的問題是，如果暗物質被認為是將星繫結合成一體的神秘“膠水”，那麼星系碰撞后它們仍然可以將星系“粘合”在一起。這一異常現象最早發現於2007年。由於這一現象過於異常，因此許多天文學家都將其作為一種假象而不予理會。然而，“哈勃”太空望遠鏡最新的觀測結果證實，“阿貝爾520”星系團中的暗物質和星系是分開的。“哈勃”太空望遠鏡觀測圖像藍綠色區域顯示，一個巨大的暗物質塊位於熾熱的氣體附近，但該區域幾乎看不到星系。異常現象的再一次發現，讓天文學家們不得不對其重視起來並重新思考它的原理。暗物質最早發現於大約80年前，被認為是將星繫結合成一體的“引力膠水”。事實上，天文學家對暗物質仍然知之甚少。“哈勃”太空望遠鏡研究項目首席科學家、加利福尼亞大學天文學家詹姆斯-吉表示，“這一結果令人困惑。暗物質的行為無法預測，很難說清它的原理。”對於這一異常發現，研究團隊提出了數種解釋，但最終每一種解釋都會讓天文學家更為困惑。研究團隊成員、美國加州舊金山州立大學科學家安迪謝-馬哈達維曾經是2007年對“阿貝爾520”星系團首次觀測項目的負責人，他表示，“這會讓你越來越困惑，越陷越深。”對於這種矛盾現象，一個可能的解釋就是，“阿貝爾520”星系團是三個星系團之間複雜的交互體，而不僅僅是兩個碰撞系統。另一種可能就是，“暗物質核心”中包含有許多星系，但是由於它們過於暗淡而無法觀測到，甚至“哈勃”太空望遠鏡都無法看到。有水行星2013年12月3日，美國航天局宣布，天文學家利用哈勃太空望遠鏡在太陽系外發現5顆行星，它們的大氣層中都有水存在的跡象。此前也曾觀測到少數大氣層中有水存在跡象的系外行星，但這是首次能確定性地測量多個系外行星的大氣光譜信號特徵與強度，並進行比較。這5顆行星分別叫做WASP-17b、HD209458b、WASP-12b、WASP-19b與XO-1b，它們的體積比地球大得多，屬於“熱木星”型行星，即大小與木星相當，但溫度極高、運行軌道距其繞行恆星非常近的氣態巨行星。研究人員利用哈勃的廣角照相機，觀測這些行星大氣層吸收光線的細節特徵，結果發現，儘管5顆行星都有水存在的跡象，但信號均弱於預期，他們懷疑這是因為這些行星的大氣中有一層霾或灰塵的存在，導致信號減弱。宇宙學由於宇宙學的研究對象主要來自天文觀測，而這也是唯一能在宇宙演化和結構的基礎上測量宇宙距離和年齡的辦法。哈勃空間望遠鏡能夠通過對造父變星距離的測量來測定哈勃常數，而這與宇宙在今天的膨脹速度有關。此外，通過對超新星的測定，可以幫助研究人員來限制超新星的亮度，從而進一步限制宇宙早期膨脹的屬性，從而為暗能量模型提供一個強有力的限制。哈勃深場早在1996年，著名的哈勃空間望遠鏡就拍攝到標誌性的哈勃深場圖像，巨大數量的星系就隱藏在這片小天區中，美國宇航局計劃進行一次全新的深場成像計劃。哈勃望遠鏡在捕捉深場圖像時將收集極遙遠天體的微弱光線，慢慢“堆積”才能揭示宇宙大爆炸數億年後的情景，否則由於光線太弱而看不到當時宇宙中存在的天體。在哈勃望遠鏡於2004年拍攝的“超深場”圖像中，收集光線的時間更久，2012年拍攝的“極深場”圖像則花了更長的時間才完成成像。根據巴爾的摩空間望遠鏡研究所科學家丹安·科介紹：“與超深場圖像類似，本次哈勃拍攝的六個超深場圖像計劃幾乎可獲得相同品質，在哈勃前沿領域的任務中，收集光線花了45個小時，描繪出宇宙大爆炸后大約五億年的情景。”這些圖像深刻揭示了宇宙最深處的景象，捕捉到年代非常久遠的星系和從未見過的遙遠星系。負責本項研究的科學家認為有些星系是之前尚未被發現的，比如最遠的星系MACS0647-JD，就距離地球大約133億光年處，原始深空場也顯示了在僅僅2.5弧分跨度上就存在大約3000個並未被觀測到宇宙星系。作為天體觀測的主力，美國宇航局希望哈勃望遠鏡能維持到2018年，其繼任者詹姆斯·韋伯空間望遠鏡將在不久后發射。研究人員認為哈勃拍攝的新深場圖像需要一定的運氣，那片黑暗的天區包含了豐富的寶藏，這項新的觀測活動將在2012年晚些時候開始。大胖子星系團2014年4月，美國航空航天局(NASA)哈勃太空望遠鏡觀測結果顯示，“El Gordo”星系團(昵稱為“大胖子”)所容納的質量可能與三千萬億(3乘以10的15次方)顆太陽相當。這比原先科學家所估計的值大了43%，質量可能與3千萬億顆太陽相當，約為銀河系質量的3000倍。“大胖子”星系團的編號為ACT-CLJ0102-4915，距離地球超過70億光年。因此，天文學家觀測到的信號，實際上已經有將近一半的宇宙年齡(約138億年)。在2012年的報道中，“大胖子”星系團的質量大致相當於2千萬億顆太陽。研究者利用NASA的錢德拉X射線天文台和歐洲南方天文台位於智利的甚大望遠鏡陣列，對星系團內部的氣體溫度以及星系的運動進行了研究，估算出了這一數據。不過，該結果存在著一些偏差，原因主要是該星系團可能是兩個星系團之間碰撞的結果。軍事用途美國的空間偵查技術實際上，對於哈勃用於地面偵查的各種傳言都是很可笑的，因為美國軍方真正使用的空間地面偵查技術領先哈勃的技術兩代以上。如KH-11“鎖眼”偵查衛星，與哈勃同為洛克希德馬丁製造的，製造時間也一樣，其地面解析度為15cm，遠高於哈勃的26cm。其外形與哈勃相似，不了解這個領域的人有可能會把它誤認為是哈勃。哈勃之所以曾經對地面運作，是因為需要校準設備。側面反映根據一架曝光的俄羅斯A-60機載激光武器（Beriev A-60，蘇聯時期的遺存）試驗機照片，機身徽標圖案明確顯示出以激光攻擊哈勃空間望遠鏡的情景。這間接表明了哈勃空間望遠鏡在軍事上對俄羅斯的威脅程度。進而引發對哈勃空間望遠鏡是否單純用於和平用途的爭論，以及反對太空軍事化的抗議。更有陰謀論者進一步指出：哈勃空間望遠鏡初期的“近視”缺陷乃有意為之，直至蘇聯解體后兩年才加以修正。後繼探索器韋伯空間望遠鏡詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）是紅外空間觀測站，研究人員計劃用它取代哈勃望遠鏡，用以探索遠超過目前儀器可觀測到的宇宙中最遠的對象。它由NASA帶頭，與歐洲航天局和加拿大航天局合作。曾用名為NGST。在2002年更名，用以紀念NASA的首任局長James Webb，其設計口徑為6米，是哈勃望遠鏡的2.5倍。JWST能觀測到的天體要比當前最大地面望遠鏡或空間紅外望遠鏡要暗400倍。原計劃2012年升空，但因為經濟危機推遲，計劃推遲至2020年以後發射。NASA計劃中將於2018年升空的詹姆斯·韋伯望遠鏡是目前被寄予厚望的哈勃望遠鏡繼任者。在韋伯領導下的美國宇航局，成功實施了“水星”和“雙子星”載人航天計劃，為人類成功登月奠定了堅實的基礎。韋伯望遠鏡在設計時強化了其紅外波段的觀測能力，這將讓它能夠更好地看清宇宙中更遙遠、更暗淡的天體。相對於哈勃望遠鏡，韋伯望遠鏡將能夠進一步逼近大爆炸后的年輕宇宙的圖景，科學家估計它可以看到距離200億光年遠的原始星系。 2019年，哈勃望遠鏡和韋伯望遠鏡將同時在軌道運行，幫助人類揭示宇宙的秘密。 “到那時，人類將擁有前所未有的觀測能力，面對未知的宇宙，我們可以更好的觀察它，理解它。”格倫斯菲爾德介紹說，“我相信，到時候一定會有"爆炸性"的新發現！”赫歇爾空間天文台2009年5月14日發送的歐洲航天局赫歇爾空間天文台，有一面鏡子赫歇爾大大超過哈勃，但只有在遠紅外線觀察。大口徑太空望遠鏡先進的技術大口徑太空望遠鏡 也已提上日程。如果該項目批准的話，它將有8至16米（320至640英寸）的光學空間望遠鏡。它是真正的哈勃望遠鏡繼承人: 有能力觀察和拍攝的光學，天體紫外線和紅外線的波長，但更高的解析度大大高於哈勃。