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海爾望遠鏡（Hale telescope）是位于加利福尼亞州圣地亞哥帕洛馬天文臺的一臺5.1米（200英寸）反射式光學望遠鏡（經度緯度坐標：33°21′23″N，116°51′54″W），以天文學家喬治·埃勒里·海爾（George Ellery Hale）的名字命名。該望遠鏡的焦距為16.76米，聚光面積為20平方米。它在1976年BTA-6望遠鏡建成之前一直是世界最大的光學望遠鏡，至1993年凱克1號望遠鏡建成以前，一直是世界上最杰出、最高效的望遠鏡。目前，海爾望遠鏡仍在使用，依然是現代天文學的主力。

1928年，喬治·埃勒里·海爾從洛克菲勒基金會獲得了600萬美元的撥款，用于制造200英寸的反射望遠鏡。后于1934年選址帕洛瑪山，并組建了團隊。1936年，海爾望遠鏡開始建設，并于1939年竣工（除鏡面外的其他部分）。1947年，鏡面安裝完畢。1948年，它被正式命名為海爾望遠鏡。1949年1月26日，天文學家愛德文·哈勃（Edwin Hubble）使用海爾望遠鏡拍攝了第一張官方照片。后于1949年11月，開啟定期觀測計劃。

天文學家利用海爾望遠鏡驗證了很多天文理論，比如宇宙膨脹等。同時，海爾望遠鏡對恒星演化、宇宙學和高能天體物理學也做出了許多貢獻，推進了恒星光譜、星際物質、活動星系核和類星體的研究。2023年12月，海爾望遠鏡開始充當美國航空航天局發現計劃太空（NASA Psyche）任務深空光通信實驗的接收天線。

發展沿革

1928年，喬治·埃勒里·海爾（George Ellery Hale）從洛克菲勒基金會獲得了600萬美元的撥款，用于制造200英寸的反射望遠鏡。同年，帕洛馬山天文臺建成，該天文臺位于加利福尼亞州圣地亞哥東北地區的帕洛馬山的山頂，海拔1706米。1934年3月，海爾來到帕洛瑪山，并選址這里建造望遠鏡。之后，海爾組建了一支由來自學術界和工業界的工程師和設計師組成的團隊。在他的指導下，這些人開始在帕洛瑪山上建造鏡面、安裝、圓頂及其支撐設施。

海爾望遠鏡始建于1936年，同年4月，鏡面毛坯運抵加州理工學院，開始進行打磨、拋光和造型。同時帕洛馬山上，在建筑總監拜倫·希爾（Byron Hill）的監督下，人們開始建造海爾望遠鏡圓頂，圓頂于1937年冬完成。第一批望遠鏡部件于1938年抵達帕洛瑪天文臺，其組件由南費城工廠制造，然后通過巴拿馬運河乘船運往圣地亞哥，然后用卡車運到帕洛瑪山在穹頂內組裝，后于1939年竣工。

1947年初，光學師、物理學家兼天文臺理事會執行董事約翰·安德森（John Anderson）宣稱，鏡面表面符合真正拋物面所需的工程公差范圍。經過幾個月的測試和精細計算，安德森于1947年10月宣布鏡面完成。1947年11月18日，鏡面離開加州理工學院，后于1947年圣誕節期間安裝在望遠鏡中。

1948年，200英寸望遠鏡被命名為海爾望遠鏡。1949年1月26日，天文學家愛德文·哈勃（Edwin Hubble）拍攝了第一張官方照片。1949年11月，科學家開始用海爾望遠鏡研究，開啟定期觀測計劃。

總體設計

主鏡面

海爾望遠鏡的核心是200英寸主鏡，鏡面接近當時由單塊剛性玻璃制成主鏡的技術極限。該鏡面采用加州理工學院物理學家兼天文學家約翰·斯特朗（John Strong）于1930年發明的鋁真空沉積工藝，在鏡面上涂有反射鋁表面（現在仍然每18-24個月重新涂一次）。望遠鏡的其他部分設計都只為使鏡面盡可能有效地執行其聚光功能。鏡面是在具有36個凸起模具塊中鑄造的，從而開創了蜂窩狀鏡面，并且有36個平衡支架支撐在望遠鏡鏡筒的底部，用于平衡其各部分重量。中心孔的形狀也是模具的一部分，因此當在卡塞格林配置中使用成品鏡時，光線可以穿過成品鏡（該孔的耐熱玻璃塞也被制成在研磨和拋光過程中使用）。

第一次嘗試鑄造200英寸鏡面時，當玻璃被倒入模具時，高溫導致幾個成型塊松動并浮到頂部，損壞了鏡面。之后，重新設計模具后，第二面鏡面才鑄造成功。之后進行打磨、拋光，13年的時間里，近13.2噸的玻璃被減少到4.5噸。

安裝座與圓頂

帕洛瑪天文臺的圓頂高135英尺，直徑137英尺，共分為兩部分。

下部的實心混凝土部分是不可移動的，且混凝土墻之間有四英尺的間隙，內墻填充鋁箔隔熱材料，用于隔熱。鋼制圓頂的內壁和外壁之間也有四英尺的間隙，穹頂的內表面由鋁板制成，形狀為盒子形狀，并填充有皺巴巴的鋁箔。圓頂外部由厚的鋼板組成，通過焊接和模壓形成一個堅固且光滑的半球形穹頂。當暖空氣通過建筑物的雙層墻和穹頂的雙層上升時，冷空氣進入下方，從而防止白天太陽光線對穹頂的加熱。

圓頂上部的鋁和鋼部分可以旋轉，圓頂的可移動部分重1000噸，在軌道上移動，可以觀察天空的任何部分。它由兩臺四馬力電機驅動，在32個四輪卡車上旋轉，該卡車移動平穩，不會將任何振動傳遞到望遠鏡上。兩個百葉窗各重125噸，在每晚觀測結束時一起滾動，用來密封圓頂內部以抵御白天的炎熱和惡劣天氣。

底座部分設有攝影暗室、望遠鏡控制計算機、圖書館、休息室、儲藏室、空調設備、照相底片存儲庫、電動發電機、大型交換機、電梯以及為望遠鏡主軸承供電的抽油系統。圓頂的基礎固定在山上，而望遠鏡的基礎則單獨建造在碎花崗石底座上，以保護望遠鏡在地震時免受震動和振動。

望遠鏡臺址

帕洛瑪天文臺（Palomar Observatory）位于加利福尼亞州圣地亞哥縣北部的帕洛瑪山頂，是加州理工學院擁有和運營的天文研究中心。該天文臺擁有三臺活躍的研究望遠鏡：5.1米（200英寸）海爾望遠鏡、1.2米（48英寸）塞繆爾·奧欽望遠鏡（Samuel Oschin Telescope）和1.5米（60英寸）望遠鏡。

觀測與研究

天文學家利用海爾望遠鏡驗證了很多天文理論，比如宇宙膨脹等。同時，海爾望遠鏡對恒星演化、宇宙學和高能天體物理學也做出了許多貢獻，推進了恒星光譜、星際物質、活動星系核和類星體的研究。此外，帕洛馬山天文臺還利用海爾望遠鏡繪制了北天全天域星圖。

1949年1月26日，天文學家愛德文·哈勃（Edwin Hubble）使用海爾望遠鏡進行第一次觀測，觀測的是麒麟R星云（R Monocerotis 星云，NGC2261），并拍攝了照片。

1963年，美國天文學家馬丁·施密特（Maarten Schmidt）及其合作者使用海爾望遠鏡識別出射電大聲物體3C 273和3C 48類星體，并獲得明亮星狀射電源的光譜，發現其紅移，進而引出宇宙膨脹的理論。

1982年10月16日，天文學家大衛·朱伊特（David C. Jewitt）和愛德華·丹尼爾森（G. Edward Danielson）首次使用配備CCD相機的海爾望遠鏡發現了哈雷彗星，當時哈雷彗星在土星軌道之外，距離太陽超過16億公里（9.6億英里），二人預測1986年會接近太陽。

1997年9月，科學家利用海爾望遠鏡發現天王星的兩顆衛星，其中一顆天文十六（Caliban）于1997年9月6日發現，另一顆衛星為天衛十七（Sycorax）。

2005年，康奈爾大學中紅外小行星光譜（MIDAS）調查使用帶有攝譜儀的海爾望遠鏡來研究29顆小行星的光譜。

2009年，科學家利用日冕儀、海爾望遠鏡發現了大熊座80（Alcor），它是北斗七星中大熊座的伴星，成像光譜與自適應光學日冕術相結合，可以在約6J和H波段星等的對比度以及與主星1英寸的距離下對點源進行檢測和分光光度表征。

2017年10月，海爾望遠鏡記錄了第一個公認的星際物體奧陌陌（'Oumuamua）的光譜；雖然沒有識別出特定的礦物，但它顯示訪客的表面顏色呈微紅色。

2023年12月，海爾望遠鏡開始充當美國航空航天局發現計劃太空（NASA Psyche）任務深空光通信實驗的接收天線。

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發展沿革

總體設計

主鏡面

安裝座與圓頂

望遠鏡臺址

觀測與研究

相關望遠鏡

胡克望遠鏡

奧托斯特魯維望遠鏡

BAT-6望遠鏡

凱克1號望遠鏡