哈勃望远镜的副镜只有餐盘那么大
哈勃太空望远镜巨大的主镜旁，副镜直径仅30厘米，却决定了成像质量。
反常识钩子
哈勃望远镜的主镜直径达2.4米，堪称巨眼，但它的副镜大小只有大约30厘米——相当于一个餐盘。这么小的部件，却承担着将光线聚焦到科学仪器的关键任务。
到底是怎么回事
哈勃太空望远镜采用卡塞格林光学设计：光线从主镜（直径2.4米）反射到副镜（直径0.3米），再通过主镜中心孔洞射入其后方的焦平面。副镜不仅需要精确曲线以矫正球差，还要能以极高精度定位（微米级）。1990年哈勃升空后，发现主镜存在球面像差，正是副镜的设计问题？不，实际上副镜没有问题，是主镜形状误差。但副镜太小使得校正困难，后来1993年维修任务安装了COSTAR系统（利用小镜片补偿），相当于用一组小镜片替代了副镜的部分功能，最终恢复了完美成像。
背后的机制
卡塞格林望远镜利用主镜（抛物面）将平行光汇聚到焦点，但该焦点位于主镜前方；副镜（双曲面）将光线再次反射并延长光路，使焦点移到主镜后方，便于安装仪器。小副镜的优点是遮挡光路比例小，减少光度损失。但制造和调校难度大——哈勃副镜面形精度要求达到数个波长，安装时需精确对位。在主镜故障后，工程团队设计了COSTAR，它像是一个“补丁”，从副镜反射后的光路中插入校正镜组，将纠正后的光重新导向设备。
容易误解
常有人误以为哈勃的成像问题出在副镜，因为“副镜小所以易错”。实际上，1990年发现的主镜球差是主镜抛光失误（镜面边缘太平），副镜本身符合设计。另外，并非所有卡塞格林望远镜副镜都这么小——例如詹姆斯·韦伯望远镜的副镜直径约0.74米，虽然相对主镜（6.5米）仍不大，但绝对尺寸更大。哈勃的副镜之所以小，是1990年代设计权衡的结果，而非技术局限。
一句话带走
哈勃的“小副镜”告诉我们，天文望远镜的成像质量，不能只看主镜的个头。