2010年4月25日，世界各地的天文学家共同迎来了哈勃空间望远镜的20岁生日。这个给人类对宇宙的认识带来了巨大变化的近地轨道望远镜，其所以能够工作这么长的时间，是与航天飞机多次载人上天在太空对其进行维修密不可分的。尤其是2009年5月，“阿特兰蒂斯”号航天飞机运载航天员在太空完成对哈勃望远镜的第五次维修任务，才使它“起死回生”。
硕果累累的探测成果
哈勃空间望远镜是美国和欧洲合作研制的近地轨道天文光学望远镜，以美国著名天文学家哈勃的名字命名，其长度为12.8米，镜筒直径为4.27米，主镜直径为2.4米，总重为11.6吨，由光学观测、科学仪器和辅助系统三大部分组成。1990年4月25日，它被“发现”号航天飞机送人倾角28.47度、高度为587千米的轨道运行以后，已在太空工作了20年的时间。这台相当于人的肉眼视力40亿倍的望远镜，最初造价就耗资15亿美元，超出原预算的5倍多。
作为最具代表性的空间望远镜，“哈勃”出色地执行着地面望远镜难以担负的探测使命。它不受气候变化的干扰和阳光散射的影响，可以不分昼夜地连续进行观测，波长范围为0.11～1.10微米，包括一部分红外和紫外辐射，比地面望远镜宽三倍，其携带相机所拍摄的深空照片比功能最强大的地面望远镜拍摄的照片还要清晰10倍。“哈勃”自升空以来，通过其它中继卫星向地面传回来大量数据资料，为科学研究作出了重要贡献，比其它任何设备都更有力地激发了当今人类对浩瀚宇宙的痴迷。它给三万多个天文目标拍摄了近65万张照片，观测了正在诞生的恒星动向和极度衰老恒星的最后爆发即超新星状态，发现了宇宙至少含有1250亿个星系和宇宙正在以加速度的方式进行扩张以及一颗系外行星的大气中含有有机分子，证明了黑洞的存在，记录了一些天体运动的珍贵景象，如苏梅克-列维彗星撞击木星的过程、土星上风向剧烈变动、海王星上的四季变化、冥王星正在变红等。“哈勃”帮助天文学家将宇宙的年龄精确到137亿年，并向人们揭示了具有生命的地球可能不是独一无二的天体。科学家分析它拍摄到的一张遥远星系的图片后认为，所显示的景象从视觉上证实了爱因斯坦的相对论。其观测结果造就了5000多篇学术论文，真可谓功绩卓著。在其20岁生日前夕，它还拍摄到距离地球7500光年的船底星座星云中一张由气体和尘埃形成的三光年高的柱体在星际间腾起的照片，并成为它获得的著名天象图片之一。美国航宇局的首席科学家爱德华’韦勒说：“‘哈勃’实际上使得人类的思想和精神穿越了数十亿年。”美国天文学家里克·芬伯格说：“‘哈勃’完成了这么多工作，已经成为一个科学偶像，并带来一张张宏伟壮丽的图片。”
一波三折的第五次维修计划
由于太空严酷的条件，使得“哈勃”上的许多设备疲惫不堪，美国航宇局在2002年之前曾先后4次选派航天员乘航天飞机升空，对其进行大修。第一次是1993年“奋进”号，第二次是1997年“发现”号，第三次是1999年“发现”号，第四次是2001年“哥伦比亚”号。这四架次航天飞机都运载航天员，对哈勃望远镜进行了维修保养和仪器升级。每次大修都使“哈勃”面貌一新，重获生机。
美国航宇局原计划2006年对哈勃望远镜进行最后一次维修，主要是更换陀螺仪和电池，保证其工作到2010年以后。同时，安装两部新相机，分别从红外和紫外波段观察宇宙，提高其观测能力。还打算在“哈勃”完成使命后，用航天飞机把它接回地面，置于博物馆供人观赏。但由于2003年2月1日“哥伦比亚”号航天飞机坠毁，不得不改变计划，于是时任美航宇局局长的奥基夫2004年1月16日宣布，取消对“哈勃”的第五次维修。
迫于科学家们的压力和要求，奥基夫于2004年6月1日改口说，可以考虑利用机器人上天维修哈勃空间望远镜，不过实施时间要推迟到2007年。为此，2004年10月末，美国航宇局与加拿大MD机器人公司签订1.44亿美元的合同，由后者研发更灵巧的机器人和抓牢臂，以便参与修复工作。
2004年12月8日，美国国家科学院的一个委员会在递交国会的一份报告中提出，航宇局应该派航天员而不是机器人去维修哈勃望远镜，以延长其使用寿命。这个由21名科学家、工程师和航天员组成的委员会经过半年分析后认为，对于航天员来说，维修哈勃望远镜和乘航天飞机飞赴国际空间站这两者之间的风险差别很小。同时机器人执行任务非常靠不住，而且要花太长时间。
既然航天员维修望远镜和飞赴空间站的风险相差无几，以前又多次从事过这项工作，那么派航天员或机器人上天维修的效果和费用比较就成了突出的问题。据美国航空航天公司方面估算，机器人维修哈勃望远镜的费用为20亿美元，与派遣航天员基本相当，但机器人操作成功的可能性只有一半。基于上述理由，加上美国航天飞机2005年恢复飞行，故而美国科技界要求派航天员维修哈勃望远镜的呼声又起且日趋强烈。
面对这种舆论形势，美国航宇局于2004年12月声明，将继续为机器人维修望远镜的计划做准备，并将于2005年夏天做出最后决定。后来又报道说，航宇局将于2005年2月作出结论，从而结束有关哈勃望远镜派出航天员或机器人进行修复工作的争论。不料尚未等到航宇局下定决心，2005年初，美国政府即表示，不再为此进行拨款，致使哈勃望远镜维修计划告吹。
后来在舆论和政界人士的说服和施压下，美国航宇局和白宫方面才改变主意，决定2008年让航天飞机载入到太空对“哈勃”进行最后一次维修。不料2008年“哈勃”又出现了新问题，为了同时对所有受损部件进行维修，美国航宇局遂将实现计划的时间又推迟了7个月。这才有了“阿特兰蒂斯”号的升空飞行和航天员对“哈勃”的第五次维修。
危机重重的第五次维修
运载着7名航天员和有关设备的“阿特兰蒂斯”号航天飞机于2009年5月11日从美国佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。专家估计，它此次飞行有1／229的机会会被太空垃圾或小型陨石击中，事故概率比一般的飞行任务更高。由于哈勃望远镜当时运行在距离地面563千米高的圆形轨道上，比国际空间站的轨道高出约200千米，故而“阿特兰蒂斯”号无法与后者进行对接。这样一来，一旦“阿特兰蒂斯”号在飞行途中严重受损而无法返航，机上航天员将无法进人国际空间站避难，随8寸可能陷困太空而殒命。为此，“奋进”号航天飞机亦在发射台上待命救援。如果“阿特兰蒂斯”号遭遇不测，“奋进”号将载4名航天员升空营救。届时两架航天飞机将用机械臂连接在一起，前者的7名航天员将分三批通过太空行走转移到后者机内，然后
“奋进”号运载11名航天员返回地球，“阿特兰蒂斯”号则被安排坠毁在太平洋。这是万不得已时采取的举措，幸好该种情况未曾出现。
“阿特兰蒂斯”号发射升空时，推进剂贮箱表面脱落的泡沫材料在其右翼与机身的结合部位擦出了一条52.54厘米长的凹痕带。这是5月12日被机上航天员偶然发现的。美国航宇局获得的照片显示，这些磨损痕迹分布在多片隔热瓦上。任务控制中心说：“看起来并不是非常严重，隔热瓦相当厚，而凹痕似乎相当小。”因此没有让机上航天员再做检查。
5月13日当指令长斯科特·奥尔特曼成功地将“阿特兰蒂斯”号带到距离“哈勃”1米处时，女航天员梅甘·麦克阿瑟立即利用长约15.25米的机械臂抓住哈勃望远镜，并将其收入航天飞机的有效载荷舱。当时，两个航天器正运行在澳大利亚上空563千米高的轨道上，此举的成功为航天员出舱维修“哈勃”创造了前提条件。“哈勃”被固定在一个旋转平台上，随即航天员们利用安装在机械臂上的摄像机检查了“哈勃”的外观，发现尽管有几处被紫外线辐射与太空垃圾撞击造成的损坏痕迹，但整体良好。
5月14日至18日，机上航天员轮番进行太空行走，对哈勃空间望远镜进行了维修。7名航天员通过5次出舱活动，按预定任务为“哈勃”更换或维修了相机、电池、陀螺仪、对接环、光谱仪、热屏蔽罩等设备，还为其安装了1个推进器。最艰难的修复工作是5月16日进行第三次太空行走时由约翰·格伦斯菲尔德和安德鲁·福伊斯特尔两名航天员完成的。他们先给“哈勃”安装了价值8800万美元的宇宙起源光谱仪，随后又修复了破损的照相机。这第二项任务虽被称为有史以来最为复杂的一次太空行走，但格伦斯菲尔德的修理工作却进行得非常顺利。当日傍晚。任务控制中心即通知航天员。刚安装的新光谱仪通过了两轮测试，证明性能良好，致使机组人员习惯性地欢呼起来。
升级换代的“哈勃”
给“哈勃”安装的广角相机价值1.32亿美元，天文学家渴望用它观测宇宙诞生后5亿年至7亿年时的场景。新陀螺仪可以帮助“哈勃”更精确地对准宇宙中更遥远的天体进行观测。新安装的宇宙起源光谱仪是迄今太空中灵敏度最高的光谱仪，它使“哈勃”可向地面科学家提供宇宙中遥远天体的温度、密度及其运行速度的精确数据。对接环将在哈勃空间望远镜退役后返回地球时发挥作用。修理好的照相机恢复到了正常工作状态。圆满的修缮工作，使哈勃空间望远镜旧貌换新颜，重获值勤功能。这将使“哈勃”的使用寿命延长5到10年，即其服役期最少也要延至2014年。地面工程师们对航天员的修缮工作赞赏有加。戈达德航天中心的伯奇博士说：“他们完成任务的情况实际上比我们预期的要好得多。”科学家们期盼哈勃望远镜在探测宇宙奥秘方面能做出更多的新发现。
由于维护工作完成顺利，“阿特兰蒂斯”号已于2009年5月19日释放了哈勃空间望远镜，并于22日返回地球。从“哈勃”的研制开始，经中间的5次维修，再到它废弃时至，估计总花费将达100亿美元。鉴于2010年末建成国际空间站后美国现有的3架航天飞机将全部退役，在“哈勃”寿终正寝时无法将其接回，故而此次维修过程中航天员为“哈勃”安装了1个推进器，以便在其退役后可以脱离轨道并逐步返回地球，最终坠毁。这是和最初计划的不同之处。换句话说，将“哈勃”置于地面博物馆的安排已被取消了。
目前美国正与欧洲以及加拿大联合开发下一代空间望远镜——詹姆斯-韦伯望远镜，并计划于2014年发射升空，以接替哈勃空间望远镜。詹姆斯·韦伯曾任美国航宇局局长、阿波罗登月计划领导人，为了表示对他的纪念，美国才将新一代空间望远镜以其名字冠名。该镜口径6.5米，重0.705吨，将被发射到距离地球150万千米的第二拉格朗日点上以0.6～28微米的波段开展探测工作，性能比“哈勃”更为先进。芬伯格说：“人类发射升空的望远镜一代比一代能力强，不仅因为它们拥有更大的孔径，也因为它们拥有更精良的探测仪器。”与此同时，科学家们还在努力提高地面天文望远镜的观测性能。据2010年4月26日媒体报道，总部位于慕尼黑的欧洲南方天文台决定耗资10亿欧元，在智利北部阿塔卡马沙漠一座海拔3060米的山上，建造迄今世界最大的光学天文望远镜。这台镜面直径为42米、将于2018年上岗工作的“世界上最大的眼睛”，其图像分辨率将高于哈勃空间望远镜，能看到更多的宇宙细节。
尽管如此，从投入使用的时间差上来看，“哈勃”废弃之前，它在揭示宇宙奥秘方面所做的观测工作和重要贡献，仍然是令人期盼和弥足珍贵的，也是其他手段难以取代的。