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哈勃望远镜的传奇一生（二）——治疗“近视”
欢迎来到“ 火星茶馆 ”，这是一次有关宇宙与航天内容的尝试，想提供有情怀、有深度的科普。
上期链接： 哈勃望远镜的传奇一生（一）
上期回顾：为了更美的星空，为了宇宙的奥秘，人类研究空间望远镜的可能性，并最终研制了第一个大型空间望远镜——哈勃望远镜。在哈勃望远镜的立项、研制和发射过程中，几次面临困境，都顽强地渡过。他艺术品般的外观下凝结着当时人类的尖端科技和智慧。当哈勃望远镜在万众期待中，终于翱翔太空，一次致命打击也即将来临。
1990年4月25日，当“发现号”航天飞机成功将哈勃望远镜放入太空，全世界都期待着他硕大的“眼睛”所看到的宇宙图像。5月20日，哈勃望远镜向地面传回了第一张照片，给所有人浇了一桶冷水，照片成像质量远远没有达到设计要求。通过对哈勃望远镜进行不断调焦，依然得不到清晰的图像，说明光学系统存在严重的问题。点光源的影像被扩散成超过直径1弧秒（1度的1/3600）的圆，而设计要求是集中在直径0.1 弧秒（1度的1/36000）之内。 奋斗了多年，人们惊讶地发现哈勃望远镜竟然是个近视眼。这意味着25亿美元的投入，制造出来的也许只是废物，这次的打击是致命的。
为了诊断问题的原因，美国国家航空航天局进行了全面深入的调查，确认主镜存在球面像差，也就是说主镜的形状被磨错了，镜面边缘弧度比设计的平了一些，与需要的位置差了约2.2微米，大概是头发丝直径的1/50。 这个误差虽然看起来微小，可对于哈勃望远镜这样高精度的设备来说是灾难性的。来自镜面边缘的反射光，不能聚集在与中央的反射光相同的焦点上，导致了图像的模糊不清。
在进一步的调查中，确定了错误是如何发生的。调查发现珀金埃尔默使用的零校正器在装配上发生了错误，它的向场透镜位置偏差了 1.3 毫米。零校正器是用来校正镜子磨制误差的，它的位置偏差直接就导致镜子磨制的偏差。而零校正器的位置偏差只是由于错误地在装配中增加垫片而导致的。你是否还记得， 上期 中说到“挑战者号”航天飞机失事的原因是一个O形橡胶环失效导致的。 航天是一个风险极大，要求极其细致可靠的领域，一个橡胶环、一枚垫片、一颗螺丝，甚至一根多余的头发都有可能决定最终的成败。
这一切本来还有两次挽救的机会。在抛光镜子的期间，珀金埃尔默公司使用另外二架零校正器，两者正确地都显示镜子有球面像差。而珀金埃尔默公司武断地认为这二架零校正器的精确度不如主要的设备，而忽略了测试的结果。在光学系统制作完成后，本该将光学系统组装起来测试整体成像精度，但由于成本、进度等多方面原因而没有进行测试。导致问题带到了太空，造成了难以挽回的后果。 有句话叫：没有测量就没有管理，没有反馈就没有目标。及时并正确地测量，及时并正确地反馈，真正实现目标管理，无论在哪里都是确定成败的。
如果主角换成是其它的航天器，故事到此也就结束了，结局是这个悲剧给人们留下永远的遗憾。可咱们说的是传奇的哈勃望远镜， 故事远远还没结束，而是刚刚开始 。你是否还记得， 上期 中说到哈勃望远镜采用了航天飞机的方案，这个决策是极其英明的。在一开始的设计上，航天飞机就扮演着哈勃空间望远镜的定期维护者。为了保障15年的设计寿命，航天飞机大约每3年就要去太空对哈勃望远镜进行一次全面的修理。现在是该航天飞机再次登场了。
1993年12月，“奋进号”航天飞机升空，于10天之中对哈勃望远镜进行了仪器和设备的更换。其中最重要的操作是用两个：1、更换新的广域和行星相机，在相机内部对球面像差进行校正；2、光轴补偿校正光学组件取代了高速光度计，在外部对其他现有仪器的球面像差进行校正。 这两个操作为哈勃望远镜戴上了“眼镜”，解决了“近视”问题。 另外，太阳帆板和驱动的电子设备、四个用于望远镜定位的陀螺仪、二个动量轮、二个磁力计和其他的电子组件也被更换。望远镜上携带的计算机也被更新升级。由于高层稀薄的大气仍有阻力，在三年内逐渐衰减的轨道也被提高了。
在维修过程中发生过一个小插曲，在顺利更换陀螺仪之后，最后关舱门时遇到了很大困难。当时情况很紧急，如果不能尽快关上舱门，哈勃望远镜的内部温度将会失控，导致仪器损坏。好在经过1个多小时的紧张努力，终于把门栓锁住，没有造成严重后果。
失重环境下穿着舱外航天服修理如此精密的科学仪器，挑战是史无前例的，对于宇航员的要求极高，不亚于做一台高难度的外科手术。 其一，宇航员穿着笨重的宇航服， 行动很不方便 ；其二，哈勃望远镜上的设备是精密昂贵且脆弱的， 稍有不慎就可能报废 ；其三，所有的操作都是在 失重状态下 ，让操作与用力手法和地面完全不同；其四，宇航员与真空环境之间只隔了宇航服，由于操作不慎导致宇航服破损，或者被微流星等击中，都 有可能丧命 ；其五，哈勃望远镜在600公里轨道高度，他所经历的“一天”时间为90分钟，也就是1.5小时会快速经历一次白天和黑夜， 光照条件及温度都变化剧烈 ，无论对于宇航员还是哈勃望远镜都是极大的考验 。 为了应对挑战，这些宇航员都在林顿·约翰逊太空中心的2万立方米的水池中进行模拟失重的太空作业，面对全尺寸的哈勃望远镜实物模型，使用近百种特别为此次任务所设计的工具，进行高强度密集训练。
1994年1月13日，美国国家航空航天局召开了记者招待会，宣布在首次维修任务中安装在哈勃望远镜上的新光学系统成功修正了主镜的球面像差问题，使哈勃望远镜的图像清晰度达到预期。这可以看做是美国国家航空航天局重获新生的一次宣言。由于在研制过程中，对哈勃望远镜主镜的质量管理未能尽到应尽的职责，错失了在地面发现问题并解决的机会，让美国国家航空航天局饱受非议。如果没能修理好哈勃望远镜，不但会让NASA难以自保，可能还会严重影响后续人类探索太空的预算拨款，后续的大型空间望远镜项目都将面临搁浅。 哈勃望远镜能正常工作的消息令人极其振奋， 这是一个历史性里程碑，如同伽利略开启现代观测天文学一般，哈勃望远镜即将把人类对宇宙的认识带入崭新时代。
从这之后，航天飞机定期发射太空，对哈勃望远镜进行维修。这些维修任务主要可以分成两类： 第一类维修任务是对于科学仪器进行升级替换 ，直接提升科学生产力； 第二类维修任务是对于哈勃望远镜平台维护系统的更换 ，主要是替换掉已经故障的设备，并升级一些新技术的设备，让哈勃望远镜能更好地支持科学研究。每次经过航天飞机维修，哈勃望远镜就如同经历了一次重生，脱胎换骨变得更强大。
1997年2月11日至21日， “发现号”航天飞机进行了第二次维护任务 。其中第一类维修任务是：以空间望远镜影像摄谱仪（STIS）和近红外线照相机及多目标分光仪（NICMOS）替换掉戈达德高解析摄谱仪（GHRS）和暗天体摄谱仪（FOS）。第二类维修任务是以一台新的固态记录器替换工程与科学纪录器，修护了绝热毯和再提升哈勃的轨道。
近红外线照相机及多目标分光仪需要探测红外光，对热控要求很高，包含由固态氮做成的吸热器以减少来自仪器的热噪声。这次出现了一个小意外，部分来自吸热器的热扩散进入光学挡板，这额外增加的热量导致仪器的寿命由原先期望的4.5年缩短为2年。
1999年11月13日，在第四个陀螺仪发生故障后， 哈勃望远镜进入一种被称为“安全模式”的休眠状态 。哈勃在船上有六个陀螺仪，但需要至少三个才能准确地指向和观测。在安全模式下，哈勃望远镜将停止进行新的科学观测，而是进入保障能源和通信安全的状态。
为了能够尽快修复哈勃望远镜，重启科学观测， 美国国家航空航天局紧急启动了第三次维修任务 。12月19日至27日，“发现号”航天飞机再次受命升空，取得圆满成功。在这次维护中更换了全部的六台陀螺仪，也更换了一个精细制导传感器和功能更强大的计算机，安装了一套组装好的电压/温度改善工具（VIK）以防止电池的过热，并且更换了绝热毯。新的计算机是能在低温和辐射条件下运作的英特尔486，可以执行一些过去必须在地面处理的与太空船有关的计算工作。
第四次维护任务由“哥伦比亚号”航天飞机在2002年3月1日至12日完成。任务中以先进巡天照相机（ACS）替换了暗天体照相机（FOC）。这个最新安装的先进巡天照相机具备广阔的视野、卓越的图像质量和精确的灵敏度， 具有10倍于它所取代的相机的科研能力 。为近红外线照相机及多目标分光仪（NICMOS）更换了新的冷却系统，虽然还不能达到原先设计时预期的低温，但已经冷到足以继续工作了。
在这次任务中再度更换了太阳能板。新的太阳能板是为铱卫星发展出来的，大小只有原来的三分之二， 除了可以有效的减少稀薄大气层带来的阻力，还能多供应30%的电力 。这多出来的动力使得哈勃空间望远镜上所有的仪器可以同时运作，其中影响最大的两架仪器，先进巡天照相机和近红外线照相机和多目标分光仪，在2003至2004年间共同完成了哈勃超深空视场，在一小片星域拍摄到了近10000个星系，震惊了全世界。
通过之前四次维修，哈勃望远镜就如同经历了四次脱胎换骨般的重生。每次维修都给哈勃望远镜带来了新的能力，使得哈勃能一直处于天文观测的最前线，满足全世界天文学家的科研需求。维修是哈勃望远镜能“永葆青春”、持续做出新发现的关键。
下期预告：第四次维修任务一年后，“哥伦比亚号”航天飞机失事，美国国家航空航天局宣布取消哈勃的第五次维修任务。哈勃望远镜的命运就这样结束，还是会有新的转机？敬请期待“ 火星茶馆 ”下一期。
现在比较好的近视手术有哪些？
这是两种不同的手术，一种是角膜表面手术，不残留角膜瓣，恢复慢；一种是角膜基质处手术，残留角膜瓣，恢复快。轮节约角膜厚度，LASEK、EPI-LASIK是目前最节约角膜厚度的手术了，但度数高了容易发生角膜混浊。
飞秒激光属于LASIK的一种，只不过不是用机械刀制作角膜瓣的，而是用飞秒激光制作角膜瓣，制作的角膜瓣更薄，比一般的LASIK更节约角膜（但不如LASEK和EPI-LASIK），极少造成角膜混浊，术后反应小。但是会残留角膜瓣带来一系列角膜瓣并发症。
纠正一楼的说法，500度以下也可以做，只要你有这个需求，而且度数越低，风险越小，效果越好。度数太高反而不适合做。
如果你的度数低于600度（宽松点800度），最好考虑EPI-LASIK，毕竟节约角膜，而且不残留角膜瓣（不留下伤口），度数不是很高，角膜混浊发生的概率低（可以通过药物治疗），但是要忍受伤口愈合是的痛苦，而且视力也需要较长时间才能达到满意的程度。
如果度数高于800度，最好不做手术，但如果你想做，而且角膜厚度足够（550微米以上），那可以选择飞秒激光（不要选择EPI，容易角膜混浊）。
我觉得，如果做完手术剩余角膜基质床厚度低于400微米，就不要做（医院的标准是250微米）。如果是EK类（包括EPI-LASIK），剩余的整体厚度应该大于450微米最好。
手术的区域直径一般在5~6.5毫米之间，每矫正100度近视或散光需要切削12~14微米厚的角膜组织（根据光区直径不同）
飞秒激光的角膜瓣一般为90~100微米，90超薄LASIK的角膜瓣在110~130微米（不要惊奇，医院打广告耍了文字游戏，90不是角膜瓣厚度，而是角膜刀型号），110LASIK一般在130~150微米。OUP-SBK-LASIK（或者OUP-LASIK、SBK-LASIK、SBK）一般在90~100微米。
公认的最低标准是 不算角膜瓣厚度（角膜瓣永远不会真正愈合，会在角膜上留下永久的伤口，几乎不能承受压力），经过切削，剩下的角膜基质床厚度应该大于等于250微米（为了保险最好大于400微米）。比如一个人500度，角膜厚550微米，做飞秒激光制作100微米的角膜瓣，采用6.5微米光区（每100度14微米）。那矫正后剩余的基质床厚度就为 550-100-14*5=380微米，符合医院的最低标准，但我们自己认为不够安全。
而LASEK、EPI-LASIK不残留角膜瓣（愈合后角膜是个整体，不留下伤口），公认的安全底线是整体角膜厚度大于等于300微米（为了安全最好在450微米以上）。同样是那个人，做了EPI-LASIK，角膜上皮愈合后，剩下厚度为550-14*5=480微米，符合医院标准300微米，也符合我们自己较高要求的450微米。所以，在这种情况下，做EPI比较好。
至于术后效果，EPI-LASIK比飞秒激光丝毫不逊色，远期效果甚至更好。两者都可以通过“波前像差”引导进一步优化手术效果。EPI-LASIK的效果随着角膜上皮的进一步愈合、适应会越来越好（上皮的愈合会填充激光切削的表面微小的不规则地方，降低不规则散光）。
我是两年前做的EPI-LASIK，恢复了3个月才达到1.2的视力，但在一年后却达到了2.0的视力。现在由于看书较多，没那么好了，但还是有1.5（左眼1.5+，右眼1.5）
EPI并不贵，一般5000~6000，但是需要忍受愈合期的痛苦和视力差的情况，一般需要两星期到3个月的恢复期，在这个过程还要坚持用药，按时复查（术后用药有可能导致眼压升高，需要定期检查预防，有必要是要开降眼压药）。
飞秒一般贵些，一般8000~10000，术后只需点1个月药，而且几乎没有痛苦，效果也是立竿见影。
另外，激光手术只有EK、IK之分，EK是角膜表面切削、IK是角膜基质中切削。楼上说的什么TK只是在IK基础上加上了虹膜定位和波前像差引导（防止你眼睛乱动造成激光打偏，扩大光区减小高阶像差的产生，但要消耗更多角膜组织）。其他奇怪的名词都是在这些基础上的炒作，EK、IK都可以加上这些附加项，这种手术并不是新的手术方式，只是绑定的手术“套餐”，当然价格不菲。
出去附加项（虹膜定位、波前像差引导、Q值引导、个体化切削等）,EK只有LASEK、EPI-LASIK；IK只有 传统刀片的LASIK（有好几种）、OUP刀片的LASIK（OUP-LASIK、SBK-LASIK、OUP-SBK-LASIK），飞秒激光制瓣的LASIK 这几种的主要差别是制瓣方式与瓣的厚度不同，但都必然会残留角膜瓣。其他的，都是炒作。
先进的技术，还有人工晶体植入技术，即在你眼里装一块微型镜片，很贵，一只眼就上万，但效果很好。
全飞秒近视治疗新技术
全飞秒近视治疗新技术通常可以起到良好的矫正视力作用。全飞秒激光手术过程中有利于矫正眼部屈光不正，使视力在短时间之内恢复到良好的状态，改善看东西模糊和视力下降症状，对于眼部的伤害性相对较小。平时要避免长时间熬夜和眼部过度劳累。【点击查询近视手术价格】
全飞秒近视治疗新技术效果一般挺好的，并且减肥没有激光，目前也非常的成熟，安全性比较高，并发症也比较少，最主要的是效果显著。全飞秒激光手术，全程都是由一台激光仪器操作完成，对眼睛的创伤非常小，恢复时间也比较快，在选择全飞秒激光治疗时，一定要到正规医院找经验丰富的医生操作。
做近视眼手术，首选华厦眼科，华厦眼科有很多专业的专家，比如梁秀栋院长，他是中国非公医疗眼科专委会委员，是广东省中西医结合眼科专业委员会委员、广东省基层医药学会眼科专业委员会委员、广东省中医药眼科专业委员会委员，还是Smile全飞秒手术认证医师、ICL手术全球认证医师，如果您想要做全飞秒手术，可以来华厦眼科咨询，梁秀栋院长还擅长各类近视屈光手术（全飞秒、半飞秒、全准分子、ICL晶体植入、PRL晶体植入等），白内障超声乳化等手术。
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