到今年8月25日，NASA的斯皮策空间望远镜升空就满15年了。NASA的斯皮策空间望远镜，已经在太空兢兢业业运行了15年，作出了许多不亚于哈勃的重大发现。跟大名鼎鼎的哈勃空间望远镜比起来，斯皮策望远镜虽然同样兢兢业业，同样劳苦功高，却显得低调太多了，甚至有些默默无闻。事实上，哈勃望远镜发布的许多太空图片中，就包含有斯皮策望远镜提供的红外影像数据。
而对天文学家来说，斯皮策在天文发现方面的成就也丝毫不亚于哈勃，甚至作出了不少连它的设计者都从来没有设想过的重大发现。
趁着发射升空15周年之际，是时候来好好认识一下斯皮策空间望远镜了。NASA的3台大型轨道天文台（钱德拉、哈勃和斯皮策）合作拍摄的仙后座A，一颗恒星在绚烂的超新星爆发中炸碎之后留下的遗迹。跟哈勃空间望远镜一样，斯皮策也是NASA旗下的大型轨道天文台之一。
大型轨道天文台，是NASA提出的一个雄心勃勃的计划，旨在建造和运行4台大型空间望远镜，在各自专长的不同波段观测宇宙，从而帮助天文学家给我们的宇宙描绘一幅更完整的图像。
1990年发射升空的哈勃望远镜，是大型轨道天文台中最早的成员，主要在肉眼能够感知的可见光波段观测宇宙，它拍摄的大量太空图片已经成为一代经典。除哈勃以外，大型轨道天文台还包括：1991年发射升空的康普顿伽马射电天文台，1999年发射升空的钱德拉X射线天文台，以及今天我们要着重介绍的斯皮策空间望远镜。2003年发射升空的斯皮策，是大型轨道天文台的最后一员，主要在红外波段观测宇宙。
红外线，主要来自于热辐射，波长略长于可见光。虽然肉眼看不见，但在探索太空方面，红外线却相当重要。从恒星诞生之地暗流涌动的星云，到地球轨道附近个头不大的小行星，宇宙中有大量现象可以用红外线来观测和研究。特别是宇宙中那些极其遥远的天体，更是只在红外波段才有机会一窥真相。
有些天体太过暗淡或者太过遥远，还有些天体被浓密的宇宙尘埃云遮挡，哪怕用哈勃望远镜，在可见光波段都无法看到它们，而斯皮策在红外波段往往就能看个清楚。从这个角度来说，斯皮策扩宽了人类探索宇宙的视力，无论远近。
斯皮策无法像哈勃那样绕着地球运转，因为在靠近地球的位置上，地球本身散发出的热量是一种干扰，会影响它遥远宇宙的红外视力。于是，斯皮策选择了一条环绕太阳的轨道，几乎跟地球轨道一模一样。
区别只在于，在这样一条轨道上，它的移动速度比地球稍慢，会逐渐落在地球身后，每年都会飘得更远一些。这条“地球尾随轨道”有许多优点。由于避开了地球的热量干扰，斯皮策享受着天然更加“凉爽”的空间环境。由于环绕太阳运行，斯皮策还拥有更广阔的天空视野。虽然它的视野全年都在变化，但在任意时刻，它都可以观测大约1/3的天空。
一开始，NASA给斯皮策设定的工作年限，只有短短2年半的时间。
由于是在红外波段观测宇宙，斯皮策上的设备对温度极为敏感，只有在比绝对零度仅高出几度的极低温环境下，部分设备才能正常工作。为此，斯皮策专门准备了液氦冷却剂，用于在任务期间让关键设备保持低温。而斯皮策发射时能够携带的液氦，总容量是有限的。2年半的工作年限，正是斯皮策的团队预计这些冷却剂将会耗尽的期限。结果，那些液氦超出了预期，一口气撑了5年半的时间，直到2009年5月才全部耗尽。
这第一个阶段的观测，也被斯皮策团队称为“冷任务”。
斯皮策不是为研究系外行星而设计的，却在这一领域取得了巨大的成就。2003年斯皮策发射升空时，系外行星科学还处于起步阶段。斯皮策团队的首批科学家和工程师，根本不知道它还能观测太阳系外的行星。但这台望远镜精确的恒星瞄准系统，以及控制不必要温度变化的能力，让它成为了研究系外行星的有力工具。
利用所谓的“凌星法”，斯皮策可以监测某一颗恒星，如果有行星从它前方经过，遮住了一部分星光，斯皮策就会发现恒星亮度出现下降。斯皮策望远镜最著名的成就之一，就是用这种方法发现了TRAPPIST-1的3颗行星，并证实这颗温度超低的矮星总共拥有7颗地球大小的行星。斯皮策的数据还帮助科学家断定，所有7颗行星都是岩石行星。
在设计之初，斯皮策的科学家就预期，这台望远镜将打开通往遥远过去的观测窗口，让我们看到离地球大约120亿光年的星系。那些极其遥远的天体发出的光，在跨越了漫长的时间和空间抵达地球时，早已不再是原来的颜色，而是会整体向红色方向偏移。这种因为宇宙膨胀而导致的现象，使得最遥远的那些天体发出的可见光，甚至被偏移到了红外波段。而这个波段，正是斯皮策设计观测的范围。
实际上，斯皮策超越了设计师预期，甚至看到了更久远的过去，几乎回溯到了宇宙诞生之初。
除了“远在天边”的星系，斯皮策还作出过“近在眼前”的大发现，就在我们的太阳系内部。或许你知道，土星拥有美丽而又独特的光环。但你可能不知道，土星最大的光环，直到2009年才被斯皮策望远镜发现。最外侧的这道光环并不能反射很多的可见光，因而很难用地球上的望远镜看到它。
但在斯皮策望远镜的红外眼中，光环里寒冷的尘埃发出的红外线光芒却清晰可见。这道光环从距离土星600万公里处开始，一直延伸到1200万公里以外。相比之下，肉眼在望远镜里能够看到的土星光环，最外侧边缘到土星的距离也只有14万公里而已。
从2016年10月开始，斯皮策进入了所谓的“超越模式”。当时，升空超过13年的斯皮策望远镜，已经在尾随地球的轨道上越飘越远，要被地球落下小半圈了。
逐渐拉大的空间跨度，给通信带来了越来越大的挑战。而更大的麻烦在于，从斯皮策的位置上看来，太阳和地球在天空中的方位正在越靠越近。为了与地球交流，工程师必须将斯皮策的天线对准地球方向。而现在，这意味着天线不得不越来越偏向于太阳方向。一方面，这会让望远镜暴露在更多阳光带来的热量之下，温度会升得更高；而另一方面，与天线垂直的太阳能板却不得不偏离太阳方向，导致发电效率越来越低，给供电带来更大的压力。
但最终，斯皮策是要卸下现役主力红外空间望远镜这副重担的。接它的班继续在红外线波段探索宇宙的，将是NASA计划在2021年发射的韦布空间望远镜。而在韦布之后，NASA还计划研制大视场红外巡天望远镜（WFIRST）。对于这些后继者，斯皮策已经给它们确定了进一步研究的领域。凭借更强大的行星大气探测能力，韦布可能会揭示斯皮策发现的那些系外行星的惊人新细节。
斯皮策和其他望远镜一起发现的遥远星系，也将由韦布来作进一步的详细观察。而WFIRST则将通过红外波段的巡天观测，来探索和调查长期悬而未解的更多宇宙之迷。当未来的那些红外望远镜作出重大发现的时候，天文学家不会忘记斯皮策望远镜作为这位老前辈，这15年来给红外观测天文学打下的坚实基础。