随后美国国家科学院（National Academy of Sciences）向美国宇航局（NASA）推荐这个构想 ， NASA是唯一能使大型太空望远镜成为现实的政府机构 。当时美国宇航局已经在考虑某种类型的太空望远镜 ， 但他们还没有决定要制造多大以及如何开始 。1971年 ， 当时的NASA领导乔治·洛（George Low）批准了大型太空望远镜科学指导小组的工作 ， 随后就开始游说国会为这个项目提供资金 。
1975年 ， 美国国会相关委员会拒绝对该项目投资 ， 因为很明显在当时的条件下 ， 实施这个项目的成本注定会非常高昂 。但NASA坚持并加大游说力度 ， 还拉了欧洲航天局参与并分担部分资金 ， 国会最终在1977年为该项目提供了支持 ， 随后开发工作立即开始 。NASA原本计划在1983年发射该望远镜 ， 但由于各种生产延误 ， 发射时间推迟到了1986年 。
同年为了纪念美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble） ， 该项目被命名为哈勃空间望远镜（HST） ， 以纪念他将我们认识的宇宙扩展到银河系之外 。1986年1月28日 ， 挑战者号航天飞机于起飞后一分钟爆炸 ， 导致机上7名宇航员全部遇难 ， HST再次被推迟 。航天飞机恢复飞行花了两年时间 ， 才以再次计划哈勃的发射 。
1990年4月24日 ， 世界上第一台太空望远镜终于被发现号航天飞机携带升空 ， 当时已经为这个项目耗资15亿美元 ， 但在之后仍需要持续的投入运行成本 ， 包括预期的以及意外的 。哈勃望远镜最初使用的仪器包括广角行星相机、戈达德高分辨率光谱仪（GHRS）、暗弱天体相机（FOC） ， 暗弱天体光谱仪（FOS）和高速光度计 。
哈勃传回的第一张图片就出现了严重的问题 ， 图像非常模糊 ， 以至于几乎没有科学价值 。由于主镜在制造过程中的误差产生了一个“很小”的缺陷 ， 这个误差小到只有一张纸厚度的1/50 ， 但是造成的问题足够大！NASA用了三年时间才确定可以修复它 ， 1993年12月2日 ， 奋进号航天飞机专门跑了一趟 ， 在7天的太空行走中派遣了7名宇航员修复哈勃 。
修复过程中换装了两个新相机 ， 包括广角行星相机2（WFPC-2） ， 这台仪器在后来拍摄了很多哈勃最著名的照片 。1993年12月 ， 哈勃拍摄的修复后的新图像传回地球 ， 效果令人叹为观止 。从那时起 ， 哈勃就持续为我们提供有关宇宙的最新信息 ， 并激发了世界各国人民的好奇心 。哈勃望远镜长13.2米 ， 重11,110公斤 ， 最大直径4.2米 。
其中主镜直径2.4米 ， 重828公斤 ， 副镜直径0.3米 ， 重12.3公斤 。轨道平均高度569公里 ， 相对赤道倾斜28.5度 ， 绕地一周97分钟 ， 速度每小时28000公里 。每周发送约120GB的科学数据 。NASA共对哈勃开展了五次维修任务： 1993年12月 ， 安装校正光学组件 ， 用广角行星相机2替换了最初的广角相机 ， 升级计算机 ， 更换太阳能板、陀螺仪、磁力计及其他设备；1997年2月 ， 安装成像光谱仪（STIS）、近红外相机和多目标光谱仪（NICMOS）取代原来的设备 。
1999年12月 ， 更换掉出了问题的指向控制陀螺 ， 这些陀螺负责将望远镜扭向正确的方向；安装精细导航传感器和计算机 。2002年3月 ， 安装先进测量相机 ， 维修出问题的NICMOS并更换了太阳能板 。2009年5月 ， 7名宇航员通过5次太空行走对哈勃太空望远镜进行了最后一次维护 ， 更换了大量设备和辅助仪器 ， 进行了脱胎换骨的维护更新 。
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