Telescopul Hubble este situat pe orbita joasă a Pământului, care se află la aproximativ 569 de kilometri deasupra nivelului mării. Hubble a fost lansat pe 24 aprilie 1990 pentru a studia obiectele spațiale care nu pot fi observate de pe Pământ. În ciuda defectului din oglinda principală a telescopului descoperit după lansarea pe orbită, Hubble a realizat un număr imens de imagini unice, pe baza cărora s-au făcut multe descoperiri științifice.

Pe Hubble s-au cheltuit peste 6 miliarde de dolari, dar fotografiile galaxiilor și stelelor îndepărtate care au fost făcute cu ajutorul acestui telescop sunt cu adevărat neprețuite. În timpul funcționării telescopului, acesta a fost reparat și îmbunătățit în mod repetat, pentru care astronauții au avut nevoie să facă mai multe plimbări lungi în spațiu. Telescopul poartă numele remarcabilului astronom și cosmolog american Edwin Hubble (1889-1953).

Iată una dintre cele mai faimoase imagini realizate cu telescopul Hubble. El a fost deja supranumit în mod informal „Stâlpii creației”. Acest lucru se datorează faptului că imaginea arată apariția de noi stele în Nebuloasa Vultur.

Astăzi este 22 iulie 2019. Știți ce sărbătoare este astăzi?



Spune-mi Unde se află celebrul telescop Hubble? prieteni de pe rețelele sociale:

Din casa noastră pământească privim în depărtare, încercând să ne imaginăm structura lumii în care ne-am născut. Acum am pătruns adânc în spațiu. Cunoaștem deja destul de bine zona înconjurătoare. Dar pe măsură ce avansăm, cunoștințele noastre devin din ce în ce mai puțin complete, până când ne apropiem de un orizont neclar, unde în ceața erorilor căutăm abia mai multe repere reale. Căutarea va continua. Dorința de cunoaștere este veche în istorie. Nu este mulțumit, nu poate fi oprit.
Edwin Powell Hubble

În zorii secolului al XX-lea, teoreticienii astronauticii au visat că într-o zi omenirea va învăța să lanseze telescoape în spațiu. Optica pământească la acea vreme era imperfectă, observațiile astronomice erau adesea îngreunate de vremea rea ​​și „iluminarea” cerului, așa că părea rezonabil să trimită un telescop dincolo de atmosferă pentru a studia planetele și stelele fără interferențe. Dar nici scriitorii de science fiction nu ar fi putut prezice la acel moment câte descoperiri uimitoare și neașteptate ar aduce telescoapele orbitale.

CĂSATORIE FERICITĂ

Cel mai faimos telescop orbital este Telescopul Spațial Hubble (HST), numit după celebrul astronom american Edwin Powell Hubble, care a demonstrat că galaxiile sunt sisteme stelare și le-a descoperit recesiunea.

Telescopul Hubble este unul dintre cele patru mari observatoare ale NASA. Având o oglindă principală cu un diametru de 2,4 metri, a rămas multă vreme cel mai mare instrument optic de pe orbită, până când Agenția Spațială Europeană a lansat acolo, în 2009, telescopul în infraroșu Herschel cu un diametru oglindă de 3,5 metri. Pe Pământul de această dimensiune, instrumentele nu își pot realiza pe deplin rezoluția: vibrațiile atmosferice estompează imaginea.

Proiectul ar fi putut eșua dacă telescopul nu ar fi fost proiectat inițial pentru a fi întreținut de astronauți. Compania Kodak a produs rapid o a doua oglindă, dar a fost imposibil să o înlocuiască în spațiu, iar apoi experții au propus crearea de „ochelari” spațiali - sistemul de corecție optică COSTAR din două oglinzi speciale. Pentru a instala sistemul pe Hubble, naveta spațială Endeavour s-a lansat pe orbită pe 2 decembrie 1993. Astronauții au efectuat cinci plimbări spațiale provocatoare și au readus la viață telescopul scump.

Mai târziu, astronauții NASA au mai zburat către Hubble de patru ori, prelungindu-i semnificativ durata de viață. Următoarea expediție a fost programată pentru februarie 2005, dar în martie 2003, după dezastrul navetei Columbia, a fost amânată pe termen nelimitat, ceea ce a pus în pericol funcționarea în continuare a telescopului.

Sub presiunea publicului, în iulie 2004, o comisie a Academiei de Științe din SUA a decis să păstreze telescopul. Doi ani mai târziu, noul director al NASA, Michael Griffin, a anunțat pregătirea ultimei expediții pentru repararea și modernizarea telescopului. Se presupune că după aceasta, Hubble va funcționa pe orbită până în 2014, după care va fi înlocuit cu telescopul mai avansat James Webb.

Hubble a fost pus pe orbită pe 24 aprilie 1990, în magazia navetei spațiale Discovery. În mod ironic, Hubble, când a început să opereze în spațiu, a produs o imagine mai proastă decât un telescop de la sol de dimensiuni similare. Motivul a fost o eroare la fabricarea oglinzii principale

LUCRU CU HUBBLE

Oricine are o diplomă în astronomie poate lucra cu Hubble. Cu toate acestea, va trebui să stați la coadă. Concurența pentru timpul de observare este mare: timpul solicitat este de obicei de șase și uneori de nouă ori mai mare decât cel disponibil efectiv.

Timp de câțiva ani, o parte din timpul de rezervă a fost alocată astronomilor amatori. Cererile lor au fost examinate de o comisie specială. Principala cerință pentru cerere a fost originalitatea subiectului. Între 1990 și 1997, s-au făcut 13 observații folosind programe propuse de astronomi amatori. Apoi, din lipsă de timp, această practică a fost oprită.

Descoperirile făcute cu ajutorul lui Hubble sunt greu de supraestimat: primele imagini cu asteroidul Ceres, planeta pitică Eris și îndepărtatul Pluto. În 1994, Hubble a oferit imagini de înaltă calitate ale ciocnirii cometei Shoemaker-Levy 9 cu Jupiter. Hubble a găsit multe discuri protoplanetare în jurul stelelor din Nebuloasa Orion - astfel astronomii au putut demonstra că procesul de formare a planetelor are loc în majoritatea stelelor din galaxia noastră. Pe baza rezultatelor observațiilor de quasari, a fost construit un model cosmologic al Universului - s-a dovedit că lumea noastră se extinde cu accelerație și este plină de materie întunecată misterioasă. În plus, observațiile Hubble au făcut posibilă clarificarea vârstei Universului - 13,7 miliarde de ani.

Peste 15 ani de funcționare pe orbita joasă a Pământului, Hubble a primit 700 de mii de imagini cu 22 de mii de obiecte cerești: planete, stele, nebuloase și galaxii. Fluxul de date pe care îl generează zilnic în procesul de observații este de 15 gigaocteți. Volumul lor total a depășit deja 20 de terabytes.

În această colecție vă prezentăm cele mai interesante dintre imaginile realizate de Hubble. Tema este nebuloasele și galaxiile. La urma urmei, Hubble a fost creat în primul rând pentru a le observa. În articolele următoare, MF se va referi la imagini cu alte obiecte spațiale.

NEBULA ANDROMEDEI

Nebuloasa Andromeda, desemnată M31 în catalogul Messier, este binecunoscută fanilor atât astronomiei, cât și științifico-fantasticii. Și toți știu că aceasta nu este deloc o nebuloasă, ci cea mai apropiată galaxie de noi. Datorită observațiilor efectuate, Edwin Hubble a reușit să demonstreze că multe dintre nebuloase sunt sisteme stelare similare cu Calea Lactee.

După cum sugerează și numele, nebuloasa este situată în constelația Andromeda și este situată la o distanță de 2,52 milioane de ani lumină de noi. În 1885, supernova SN 1885A a explodat în galaxie. În întreaga istorie a observațiilor, acesta este până acum singurul astfel de eveniment înregistrat în M31.

În 1912, s-a descoperit că Nebuloasa Andromeda se apropia de galaxia noastră cu o viteză de 300 km/s. Ciocnirea a două sisteme galactice va avea loc în aproximativ 3-4 miliarde de ani. Când se întâmplă acest lucru, ei se vor contopi într-o galaxie mare, pe care astronomii o numesc Miere Lăptoasă. Este posibil ca în acest caz sistemul nostru solar să fie aruncat în spațiul intergalactic de puternice perturbații gravitaționale.

NEBULA RABULUI

Nebuloasa Crab este una dintre cele mai faimoase nebuloase de gaz. Este listat în catalogul astronomului francez Charles Messier ca numărul unu (M1). Ideea însăși de a crea un catalog de nebuloase cosmice i-a venit lui Messier după ce, observând cerul pe 12 septembrie 1758, a confundat Nebuloasa Crabului cu o nouă cometă. Pentru a evita astfel de greșeli pe viitor, francezul s-a angajat să înregistreze astfel de obiecte.

Nebuloasa Crab este situată în constelația Taur, la o distanță de 6,5 mii de ani lumină de Pământ, și este rămășița unei explozii de supernovă. Explozia în sine a fost observată de astronomii arabi și chinezi pe 4 iulie 1054. Potrivit înregistrărilor supraviețuitoare, blițul era atât de strălucitor încât era vizibil chiar și în timpul zilei. De atunci, nebuloasa s-a extins cu o viteză monstruoasă - aproximativ 1000 km/s. Întinderea sa astăzi este de peste zece ani lumină. În centrul nebuloasei se află pulsarul PSR B0531+21 - o stea neutronică de zece kilometri rămasă după o explozie de supernovă. Nebuloasa Crab și-a primit numele dintr-un desen realizat de astronomul William Parsons în 1844 - în această schiță semăna foarte mult cu un crab.

Astronomia orbitală are propria sa istorie. De exemplu, în timpul unei eclipse totale de soare din 19 iunie 1936, astronomul moscovit Piotr Kulikovsky a urcat pe un substratostat pentru a fotografia coroana și haloul Soarelui. În anii 1950, francezul Audouin Dollfus a întreprins o serie de zboruri stratosferice într-o cabină presurizată special concepută în acest scop, ridicată de o ghirlandă de 104 baloane mici legate de un cablu de 450 de metri. Cabina a fost echipată cu un telescop de 30 de centimetri, iar cu ajutorul lui au fost preluate spectrele planetelor. Dezvoltarea acestor experimente a fost gondola Astrolab fără pilot, cu care francezii au efectuat o serie de observații stratosferice - sistemul său de orientare și stabilizare era deja creat pe baza tehnologiilor spațiale.

Pentru astronomii americani, primul pas spre telescoapele orbitale a fost programul Stratoscope, condus de celebrul astrofizician Martin Schwarzschild. Din 1955, au început zborurile Stratoscope-1 cu un telescop solar, iar la 1 martie 1963, Stratoscope-2, echipat cu un reflector de sistem Cassegrain de înaltă calitate, a efectuat primul zbor de noapte - cu ajutorul său, spectrele în infraroșu ale planetelor și s-au obţinut stele. Ultimul și cel mai de succes zbor a avut loc în martie 1970. Peste nouă ore de observație au fost obținute imagini ale planetelor gigantice și ale nucleului galaxiei NGC 4151. Zborul a fost controlat de o echipă condusă de angajatul Universității Princeton, Robert Danielson, care s-a alăturat ulterior echipei de proiectare a telescopului Hubble.

STÂLPI DE CREAȚIE

Stâlpii Creației sunt fragmente din Nebuloasa Vulturului de gaz și praf (M16), care pot fi văzute în constelația Serpens. Hubble le-a luat în aprilie 1995, iar această imagine a devenit una dintre cele mai populare din colecția NASA. Inițial se credea că stele noi s-au născut în Stâlpii Creației - de unde și numele. Cu toate acestea, studiile ulterioare au arătat contrariul - nu există suficient material acolo pentru formarea stelelor. Vârful nașterii luminilor în Nebuloasa Vultur s-a încheiat cu un milion de ani în urmă, iar primii sori tineri și fierbinți au reușit să disperseze gazul din centru cu radiația lor.

Stâlpii Creației fac parte din galaxia noastră, dar sunt la 7 mii de ani lumină distanță. Sunt colosale (înălțimea celui din stânga este o treime de parsec), dar foarte instabile. Recent, astronomii au descoperit că o supernova a explodat în apropiere cu aproximativ 9 mii de ani în urmă. Unda de șoc a ajuns la Stâlpi în urmă cu 6 mii de ani și i-a distrus deja, dar având în vedere îndepărtarea, pământenii nu vor putea observa în curând distrugerea unuia dintre cele mai neobișnuite și frumoase obiecte spațiale.

INCUBATORUL LUMILOR

Dacă în Nebuloasa Vulturul procesul de naștere a noilor stele s-a încheiat, atunci în constelația Orion nu există încă stele. Nebuloasa Orion de gaz și praf (M42) este situată în același braț spiralat al galaxiei ca și Soarele, dar la o distanță de 1300 de ani lumină de noi. Aceasta este cea mai strălucitoare nebuloasă de pe cerul nopții și este clar vizibilă cu ochiul liber. Dimensiunile nebuloasei sunt mari - lungimea sa este de 33 de ani lumină. Există aproximativ o mie de stele vechi de mai puțin de un milion de ani (după standardele cosmice, aceștia sunt bebeluși) și zeci de mii de stele care au puțin peste zece milioane de ani. Datorită lui Hubble, a fost posibil să discernăm discuri protoplanetare în apropierea stelelor tinere și în diferite stadii de formare. Prin observarea nebuloasei, astronomii pot obține în sfârșit o imagine clară a modului în care se nasc sistemele planetare. Cu toate acestea, procesele care au loc în Nebuloasa Orion sunt atât de active încât în ​​100 de mii de ani aceasta se va dezintegra și va înceta să mai existe, lăsând în urmă un grup de stele cu planete.

VIITORUL SOARElui

În spațiu puteți vedea nu numai nașterea lumilor, ci și moartea lor. Imaginea Hubble realizată în 2001 arată Nebuloasa Furnicii, care este cunoscută de astronomi ca Mz3 (Menzel 3). Nebuloasa este situată în galaxia noastră la o distanță de 3 mii de ani lumină de Pământ și s-a format ca urmare a emisiilor de gaze de la o stea similară cu Soarele nostru. Lungimea sa este mai mare de un an lumină.

Nebuloasa furnici i-a nedumerit pe astronomi. Deși nu pot răspunde la întrebarea de ce materia unei stele pe moarte zboară nu sub forma unei sfere în expansiune, ci sub forma a două emisii independente, dând nebuloasei aspectul unei furnici, acest lucru nu se potrivește bine cu teoria existentă a evoluției stelare. O posibilă explicație: steaua care se estompează are o stea însoțitoare foarte apropiată, ale cărei forțe de maree gravitaționale puternice influențează formarea fluxurilor de gaz. O altă explicație: atunci când o stea pe moarte se rotește, câmpul ei magnetic dobândește o structură de răsucire complexă, influențând particulele încărcate care se împrăștie prin spațiu la viteze de până la 1000 km/s. Într-un fel sau altul, observarea atentă a Nebuloasei Furnicii ne va ajuta să vedem viitorul posibil al stelei noastre natale.

MOARTEA LUMII

Stelele care sunt mai mari decât Soarele își încheie de obicei viața devenind supernovă. Hubble a reușit să surprindă câteva dintre aceste blițuri, dar poate cea mai spectaculoasă este imaginea supernovei 1994D, care a explodat la marginea discului galaxiei NGC 4526 (vizibil în fotografie ca un punct luminos în stânga jos). Supernova 1994D nu a fost ceva special - dimpotrivă, este interesant tocmai pentru că seamănă foarte mult cu altele. Având o înțelegere a supernovelor, astronomii pot folosi luminozitatea lui 1994D pentru a determina distanța acestuia și pentru a clarifica modul în care se extinde Universul. Imaginea în sine demonstrează în mod clar amploarea fenomenului - în luminozitatea sa, supernova este comparabilă cu luminozitatea unei întregi galaxii.

Mâncător de galaxii

În spațiu nu există doar stele, nebuloase și galaxii, ci și găuri negre. O gaură neagră este o regiune din spațiu în care atracția gravitațională este atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa de ea. Se crede că pot fi găsite mai multe tipuri de găuri negre: cele care au apărut în momentul Big Bang-ului, cele care s-au născut ca urmare a prăbușirii unei stele masive și cele care s-au format în centrele galaxiilor. Astronomii spun că există găuri negre uriașe în centrul fiecărei galaxii spirale și eliptice. Dar cum să vezi ceva din care nici măcar lumina nu poate scăpa? Se dovedește că o gaură neagră poate fi detectată prin interacțiunea sa cu spațiul.

Imaginea Hubble realizată în 2000 arată centrul galaxiei eliptice M87, cea mai mare din clusterul constelației Fecioarei. Este situat la o distanță de 50 de milioane de ani lumină de noi și este o sursă de radiații radio și gamma puternice. În 1918, s-a stabilit că un flux de gaze fierbinți iese din centrul galaxiei, a cărui viteză în interior este apropiată de cea a luminii. Lungimea avionului este de 5 mii de ani lumină! Un studiu al galaxiei M87 a arătat că densitatea fenomenală a materiei în centrul ei și a jetului monstruos pot fi explicate doar dacă presupunem că acolo există o gaură neagră gigantică, a cărei masă este de 6,4 miliarde de ori mai mare decât Soarele. Prezența acestui „devorator” de galaxii și ejecțiile periodice de materie din regiunea alăturată împiedică nașterea de noi stele. Astronomii sunt siguri: dacă ar exista o gaură neagră obișnuită în centrul lui M87, galaxia ar avea un aspect de spirală și ar fi de 30 de ori mai strălucitoare decât a noastră.

TINERETUL UNIVERSULUI

Telescopul orbital Hubble poate servi nu numai ca instrument optic, ci și ca o adevărată „mașină a timpului” - de exemplu, cu ajutorul său puteți vedea obiecte care au apărut aproape imediat după Big Bang. În 2004, Hubble, folosind o nouă cameră sensibilă, a reușit să fotografieze un grup de 10 mii dintre cele mai îndepărtate și, în consecință, cele mai vechi galaxii. Aceste galaxii sunt situate la o distanță record de noi - 13,1 miliarde de ani lumină. Dacă Universul nostru s-a născut acum 13,7 miliarde de ani, atunci se dovedește că galaxiile descoperite au apărut la doar 650-700 de milioane de ani după Big Bang. Desigur, nu vedem aceste galaxii în sine, ci doar lumina lor, care a ajuns în sfârșit pe Pământ

Astfel, fotografia prezintă evenimentele care au avut loc în primul miliard de ani de viață ai Universului nostru. Potrivit oamenilor de știință, în acel stadiu de evoluție era cu un ordin de mărime mai mic decât dimensiunea actuală, iar obiectele din el erau situate mai aproape unele de altele. Unora dintre galaxiile fotografiate le lipsește complet structura internă clară inerentă galaxiei noastre. Alții trec în mod clar printr-o perioadă de coliziune, când forțe gravitaționale monstruoase le dau o formă neobișnuită.

Astronomii numesc în mod convențional regiunea celor mai vechi galaxii Câmp ultraprofund. Este situat chiar sub constelația Orion.

NEBULA CAP DE CAL

Nebuloasa Cap de Cal (sau Barnard 33) este situată în constelația Orion, la o distanță de aproximativ 1600 de ani lumină de Pământ. Dimensiunea sa liniară este de 3,5 ani lumină. Face parte dintr-un complex imens de gaze și praf numit Norul Orion. Această nebuloasă este cunoscută chiar și de oamenii departe de astronomie, deoarece arată într-adevăr ca un cap de cal. Strălucirea roșie a capului este dată de ionizarea hidrogenului situat în spatele nebuloasei sub influența radiației de la cea mai apropiată stea strălucitoare - Alnitak. Gazul care curge din nebuloasă se mișcă într-un câmp magnetic puternic. Petele luminoase de la baza Nebuloasei Cap de Cal sunt stele tinere în proces de formare. Datorită formei sale neobișnuite, nebuloasa atrage atenția: este adesea desenată și fotografiată. Acesta este, probabil, motivul pentru care imaginea Capului de cal luată de Hubble a fost recunoscută drept cea mai bună conform rezultatelor votării utilizatorilor de internet.

GALAXY SOMBRERO

Sombrero (M104) este o galaxie spirală din constelația Fecioarei, care se află la 28 de milioane de ani lumină distanță. Diametrul galaxiei este de 50 de mii de ani lumină. Și-a primit numele datorită părții centrale proeminente (bombă) și a unei margini de materie întunecată (a nu fi confundată cu materia întunecată!), dând galaxiei o asemănare cu o pălărie mexicană. Partea centrală a galaxiei emite în toate domeniile spectrului electromagnetic. După cum au stabilit oamenii de știință, acolo există o gaură neagră gigantică, a cărei masă este de un miliard de ori mai mare decât soarele. Inelele de praf ale lui M104 conțin un număr mare de stele tinere strălucitoare și au o structură extrem de complexă care nu poate fi încă explicată.

Imaginea Galaxy Sombrero a fost recunoscută drept cea mai bună imagine a lui Hubble, potrivit astronomilor intervievați de corespondenții ziarului britanic Daily Mail. Probabil, prin alegerea lor, astronomii au vrut să spună că cunoașterea Universului nu se reduce la studiul minuțios a miilor de fotografii ale cerului înstelat, la construirea de grafice și la calcule nesfârșite. În timp ce cunoaștem Universul, ne bucurăm și de frumusețea lui fantastică. Și în acest sens suntem ajutați de o creație unică a mâinilor umane - telescopul orbital Hubble.

Edwin Powell Hubble este un remarcabil astronom american al secolului al XX-lea. Născut la 20 noiembrie 1889 în Marshfield, Missouri. A murit la 28 septembrie 1953 la San Marino (California). Principalele lucrări ale lui Hubble sunt dedicate studiului galaxiilor.

  • În 1922, Hubble a propus împărțirea nebuloaselor observate în nebuloase extragalactice (galaxii) și galactice (gaz-praf).
  • În 1923, omul de știință a introdus o clasificare a nebuloaselor extragalactice, împărțindu-le în eliptice, spirale și neregulate.
  • În 1924, un astronom a identificat stelele din care constau în fotografii ale unor galaxii din apropiere, ceea ce a demonstrat că galaxiile sunt sisteme stelare asemănătoare cu Calea Lactee.
  • În 1929, Hubble a descoperit o relație între deplasarea către roșu din spectrul galaxiilor și distanța până la acestea (legea lui Hubble). El a calculat coeficientul care raportează distanța până la galaxie și viteza retragerii acesteia (constanta Hubble). Recesiunea galaxiilor a devenit o dovadă directă că Universul a apărut ca urmare a Big Bang-ului și continuă să se extindă rapid.

De când a început munca, a crescut o întreagă generație de oameni care iau Hubble de la sine înțeles, așa că este ușor să uiți cât de revoluționar a fost acest dispozitiv. Momentan încă funcționează, poate că va mai dura cinci ani. Telescopul transmite aproximativ 120 de gigaocteți de date științifice pe săptămână; în timpul funcționării sale, imaginile au acumulat peste 10 mii de articole științifice.

Succesorul lui Hubble va fi telescopul spațial James Webb. Proiectul celui din urmă a suferit depășiri semnificative de buget și termene nerespectate de mai bine de 5 ani. Cu Hubble, totul s-a întâmplat exact la fel, chiar mai rău - s-au suprapus probleme cu finanțarea și dezastrul Challenger, și mai târziu Columbia. În 1972, se credea că programul va costa 300 de milioane de dolari (ținând cont de inflație, aceasta este de aproximativ 590 de milioane). Până când telescopul a ajuns în sfârșit pe rampa de lansare, prețul a crescut de câteva ori la aproximativ 2,5 miliarde de dolari. Până în 2006, s-a estimat că Hubble a costat 9 miliarde (10,75 miliarde cu inflație), plus cinci zboruri de navete spațiale pentru întreținere și reparații, fiecare lansare costând aproximativ 500 de milioane.

Partea principală a telescopului este o oglindă cu un diametru de 2,4 metri. În general, a fost planificat un telescop cu diametrul oglinzii de 3 metri și au vrut să-l lanseze în 1979. Însă în 1974 programul a fost scos din buget și doar datorită lobby-ului astronomii au reușit să primească o sumă jumătate din cât se solicitau inițial. Prin urmare, a trebuit să ne frânăm ardoarea și să reducem sfera viitorului proiect.

Din punct de vedere optic, Hubble este o implementare a sistemului Ritchie-Chrétien cu două oglinzi, comune între telescoapele științifice. Vă permite să obțineți un unghi de vizualizare bun și o calitate excelentă a imaginii, dar oglinzile au o formă greu de fabricat și testat. Sistemele optice și oglinda trebuie să fie fabricate la toleranțe minime. Oglinzile telescopului convențional sunt lustruite până la o toleranță de aproximativ o zecime din lungimea de undă a luminii vizibile, dar Hubble a fost obligat să observe ultraviolete, lumina cu lungime de undă mai scurtă. Prin urmare, oglinda a fost lustruită până la o toleranță de 10 nanometri, 1/65 din lungimea de undă a luminii roșii. Apropo, oglinzile sunt încălzite la o temperatură de 15 grade, ceea ce limitează performanța în domeniul infraroșu - o altă limită a spectrului vizibil.

O oglindă a fost făcută de Kodak, cealaltă de Itek Corporation. Primul este situat la Muzeul Național al Aerului și Spațiului, al doilea este folosit la Observatorul Magdalena Ridge. Acestea erau oglinzi de rezervă, iar ceea ce se află în Hubble a fost produs de compania Perkin-Elmer folosind mașini CNC sofisticate, ceea ce a dus la o nouă nerespectare a termenelor limită. Lucrările de lustruire a semifabricatului de la Corning (același care face Gorilla Glass) au început abia în 1979. Condițiile de microgravitație au fost simulate prin plasarea unei oglinzi pe 130 de tije, a căror rezistență de susținere a variat. Procesul a continuat până în mai 1981. Sticla a fost spălată cu 9.100 litri de apă fierbinte demineralizată și s-au aplicat două straturi: un strat reflectorizant de 65 nanometri de aluminiu și un protector de fluorură de magneziu de 25 nanometri.

Iar datele de lansare au continuat să fie amânate: mai întâi până în octombrie 1984, apoi până în aprilie 1985, până în martie 1986, până în septembrie. Fiecare sfert din munca lui Perkin-Elmer a dus la o schimbare de o lună a termenelor limită și, în anumite momente, fiecare zi de muncă a împins lansarea cu o zi înapoi. Programele de lucru ale companiei nu au satisfăcut NASA pentru că erau vagi și incerti. Costul proiectului a crescut deja la 1.175 de milioane de dolari.

Corpul ambarcațiunii era o altă durere de cap; trebuia să poată rezista atât la lumina directă a soarelui, cât și la întunericul umbrei Pământului. Și aceste creșteri de temperatură au amenințat sistemele precise ale unui telescop științific. Pereții lui Hubble constau din mai multe straturi de izolație termică, care sunt înconjurate de o carcasă ușoară din aluminiu. În interior, echipamentul este găzduit într-un cadru din grafit-epoxi. Pentru a evita absorbția apei de către compușii higroscopici de grafit și gheața care pătrunde în dispozitive, azotul a fost pompat în interior înainte de lansare. Deși producția navei spațiale a fost mult mai stabilă decât sistemele optice ale telescopului, au existat și aici probleme de organizare. Până în vara anului 1985, Lockheed Corporation, care lucra la dispozitiv, a depășit cu 30% bugetul și cu trei luni în urmă programului.

Hubble avea cinci instrumente științifice la lansare, toate fiind înlocuite ulterior în timpul întreținerii pe orbită. Camerele cu unghi larg și planetare au efectuat observații optice. Instrumentul avea 48 de filtre de linii spectrale pentru a izola elemente specifice. Opt CCD-uri au fost împărțite între două camere, câte patru pentru fiecare. Fiecare matrice avea o rezoluție de 0,64 megapixeli. Camera cu unghi larg avea un câmp vizual mai mare, în timp ce camera planetară avea o distanță focală mai mare și, prin urmare, asigura o mărire mai mare.

Spectrograful de înaltă rezoluție al Centrului de Zbor Spațial Goddard a funcționat în domeniul ultraviolet. De asemenea, în UV au fost observate Faint Object Camera dezvoltată de Agenția Spațială Europeană și Faint Object Spectrograph de la Universitatea din California și Martin Marietta Corporation. Universitatea din Wisconsin-Madison a creat un fotometru de mare viteză pentru a observa lumina vizibilă și lumina ultravioletă de la stele și alte obiecte astronomice care variază în luminozitate. Poate face până la 100 de mii de măsurători pe secundă cu o precizie fotometrică de 2% sau mai bună. În cele din urmă, senzorii de orientare ai telescopului ar putea fi folosiți ca instrument științific și au permis o astrometrie foarte precisă.

Pe Pământ, cercetarea Hubble este gestionată de Institutul de Cercetare a Telescopului Spațial, care a fost creat special în 1981. Formarea sa nu s-a produs fără luptă: NASA a vrut să controleze dispozitivul în sine, dar comunitatea științifică nu a fost de acord.

Orbita lui Hubble a fost aleasă astfel încât telescopul să poată fi abordat și efectuată întreținere. Observațiile pe jumătate de orbită sunt îngreunate de Pământ, Soarele și Luna nu ar trebui să fie în cale, iar procesul științific este îngreunat și de anomalia magnetică braziliană, la zborul peste care nivelul radiațiilor crește brusc. Hubble este situat la o altitudine de 569 de kilometri, înclinarea orbitei sale este de 28,5°. Datorită prezenței atmosferei superioare, poziția telescopului se poate schimba în mod imprevizibil, ceea ce face imposibilă prezicerea cu precizie a poziției pe perioade lungi de timp. Programul de lucru este de obicei aprobat cu doar câteva zile înainte de începere, deoarece nu este clar dacă obiectul dorit va fi posibil de respectat până la acel moment.

La începutul lui 1986, o lansare în octombrie a început să se profileze, dar dezastrul Challenger a împins întreaga cronologie. Naveta spațială - similară cu cea care trebuia să transporte pe orbită un telescop unic de un miliard de dolari - a explodat într-un cer fără nori la 73 de secunde de zbor, ucigând șapte oameni. Până în 1988, întreaga flotă de navete a fost blocată în timp ce incidentul era investigat. Apropo, așteptarea a fost și costisitoare: Hubble a fost ținut într-o cameră curată, inundată cu azot. În fiecare lună costă aproximativ 6 milioane de dolari. Nu a fost pierdut timp; bateria nesigură a dispozitivului a fost înlocuită și au fost aduse câteva alte îmbunătățiri. În 1986, nu exista niciun software pentru sistemele de control la sol, iar software-ul abia era gata de lansare în 1990.

Pe 24 aprilie 1990, acum 25 de ani, telescopul a fost în sfârșit lansat pe orbită de mai multe ori peste buget. Dar acesta a fost doar începutul dificultăților.


STS-31, telescopul părăsește compartimentul de marfă al navetei Discovery

În câteva săptămâni a devenit clar că sistemul optic avea un defect grav. Da, primele imagini au fost mai clare decât cele de la telescoapele de la sol, dar Hubble nu și-a putut atinge caracteristicile declarate. Sursele punctuale au apărut ca cercuri de 1 secundă de arc în loc de un cerc de 0,1 secunde de arc. După cum s-a dovedit, NASA nu a fost în zadar îngrijorat de competența lui Perkin-Elmer - oglinda avea o abatere de formă la marginile de aproximativ 2200 de nanometri. Defectul a fost catastrofal deoarece a dus la o aberație sferică severă, adică lumina reflectată de marginile oglinzii a fost focalizată într-un punct diferit de cel în care era focalizată lumina reflectată din centru. Din această cauză, spectroscopia nu a fost foarte afectată, dar observarea obiectelor slabe a fost dificilă, ceea ce a pus capăt majorității programelor cosmologice.

Deși a produs unele observații posibile prin tehnici sofisticate de imagistică pe Pământ, Hubble a fost considerat un proiect eșuat, iar reputația NASA a fost serios afectată. Au început să glumească despre telescop, de exemplu, în filmul „The Naked Gun 2½: The Smell of Fear”, nava spațială este comparată cu Titanic, mașina eșuată Edsel și cea mai faimoasă cădere a unui dirijabil - accidentul Hindenburg.


O fotografie alb-negru a unui telescop este prezentă într-una dintre picturi

Se crede că cauza defectului a fost o eroare în timpul instalării corectorului de nul principal, un dispozitiv care ajută la atingerea parametrului de curbură a suprafeței dorit. Una dintre lentilele dispozitivului a fost deplasată cu 1,3 milimetri. În timpul lucrărilor, Perkin-Elmer a analizat suprafața folosind doi corectori de nul, apoi a folosit un corector de nul special conceput pentru toleranțe foarte strânse pentru etapa finală. Drept urmare, oglinda s-a dovedit a fi foarte precisă, dar avea o formă greșită. Eroarea a fost descoperită mai târziu - doi corectori convenționali nul au indicat prezența aberației sferice, dar compania a ales să ignore măsurătorile lor. Perkin-Elmer și NASA au început să rezolve lucrurile. Agenția spațială din SUA a considerat că compania nu a monitorizat în mod corespunzător procesul de fabricație și nu și-a folosit cei mai buni lucrători în procesul de producție și control al calității. Cu toate acestea, era clar că o parte din vina era a NASA.

Vestea bună a fost că proiectarea telescopului a necesitat întreținere - prima deja în 1993, așa că a început căutarea unei soluții la problemă. A existat o oglindă de rezervă de la Kodak pe Pământ, dar era imposibil să o schimbi pe orbită, iar coborârea dispozitivului pe navetă ar fi fost prea costisitoare și consumatoare de timp. Oglinda a fost realizată cu precizie, dar avea o formă greșită, așa că s-a propus adăugarea de noi componente optice pentru a compensa eroarea. Analizând sursele de lumină punctuale, s-a determinat că constanta conică a oglinzii a fost -1,01390±0,0002 în loc de -1,00230 necesar. Aceeași cifră a fost obținută prin prelucrarea datelor de eroare de la corectorul nul Perkin-Elmer și analiza interferogramelor de testare.

Corectarea erorilor a fost adăugată la matricele CCD ale celei de-a doua versiuni a camerelor cu unghi larg și planetare, dar acest lucru a fost imposibil pentru alte instrumente. Au avut nevoie de un alt dispozitiv extern de corecție optică, care a fost numit Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR). În linii mari, au fost făcuți ochelari pentru telescop. Nu era suficient spațiu pentru COSTAR, așa că fotometrul de mare viteză a trebuit să fie abandonat.

Primul zbor de întreținere a fost efectuat în decembrie 1993. Prima misiune a fost cea mai importantă. Au fost cinci în total, în timpul fiecărei navetei spațiale s-a apropiat de telescop, apoi instrumentele și dispozitivele defecte au fost înlocuite cu ajutorul unui manipulator. Mai multe plimbări în spațiu au fost efectuate pe parcursul uneia sau două săptămâni, iar după aceea orbita telescopului a fost ajustată - a fost coborâtă constant datorită influenței straturilor superioare ale atmosferei. În acest fel, a fost posibilă modernizarea echipamentelor vechiului Hubble la cele mai moderne.

Prima operațiune de întreținere a fost efectuată de la Inedeavour și a durat 10 zile. Fotometrul de mare viteză a fost înlocuit cu optica de corecție COSTAR, iar prima versiune a camerelor cu unghi larg și planetare a fost înlocuită cu a doua. Au fost înlocuite panourile solare și electronicele lor, patru giroscoape pentru sistemul de ghidare al telescopului, două magnetometre, computere de bord și diverse sisteme electrice. Zborul a fost considerat reușit.


Fotografie a galaxiei M 100 înainte și după instalarea sistemelor de corecție

A doua operațiune de întreținere a fost efectuată în februarie 1997 de la naveta spațială Discovery. Un spectrograf de înaltă rezoluție și un spectrograf de obiect slab au fost scoase din telescop. Acestea au fost înlocuite cu STIS (Space Telescope Recording Spectrograph) și NICMOS (Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer). NICMOS a fost răcit cu azot lichid pentru a reduce zgomotul, dar ca urmare a expansiunii neașteptate a pieselor și a ratei crescute de încălzire, durata de viață a scăzut de la 4,5 ani la 2. Unitatea de date Hubble a fost inițial o unitate de bandă, dar a fost înlocuită cu o unitate solidă. -declară unul. Izolarea termică a dispozitivului a fost, de asemenea, îmbunătățită.

Au existat cinci zboruri de serviciu, dar sunt numărate în ordinea 1, 2, 3A, 3B și 4 și, în ciuda asemănării numelor, 3A și 3B nu au fost zburate în succesiune imediată, așa cum ar fi de așteptat. Al treilea zbor a avut loc în decembrie 1999 pe naveta Discovery și a fost cauzat de defecțiunea a patru dintre cele șase giroscoape ale telescopului. Toate cele șase giroscoape, senzorii de ghidare și computerul de bord au fost înlocuite - acum exista un procesor Intel 80486 cu o frecvență de 25 MHz. Anterior, Hubble folosea un DF-224 cu un procesor principal de 1,25 MHz și două dintre aceleași procesoare de rezervă, o unitate cu fir magnetic de șase bănci cu cuvinte de 8K pe 24 de biți și patru bănci puteau funcționa simultan.


Această fotografie a fost făcută în timpul celei de-a treia lucrări de întreținere făcut Scott Kelly. Astăzi, el se află pe ISS ca parte a unui experiment pentru a studia efectele biologice ale zborului spațial pe termen lung asupra corpului uman.

Al patrulea zbor (sau 3B) a fost efectuat pe Columbia în martie 2002. Ultimul dispozitiv original, camera cu obiecte slabe, a fost înlocuită cu o cameră de vedere generală îmbunătățită. A doua oară când au fost înlocuite panourile solare, cele noi au fost cu 30% mai puternice. NICMOS a reușit să funcționeze în continuare datorită instalării criorăcirii experimentale.

Din acel moment, toate instrumentele Hubble au avut corecție a erorilor în oglindă, iar COSTAR nu a mai fost necesar. Dar a fost îndepărtat doar pe ultimul zbor de întreținere, care a avut loc după dezastrul Columbia. În timpul zborului următor Hubble, naveta sa prăbușit la întoarcerea pe Pământ - acest lucru a fost cauzat de o încălcare a stratului de protecție împotriva căldurii. Moartea a șapte persoane a amânat data inițială din februarie 2005 pentru o perioadă nedeterminată. Cert este că acum toate zborurile navetei trebuiau efectuate pe o orbită care să le permită să ajungă la Stația Spațială Internațională în cazul unor probleme neprevăzute. Dar nici o singură navetă nu a putut ajunge atât pe orbita Hubble, cât și pe ISS într-un singur zbor - nu era suficient combustibil. Telescopul James Webb nu era programat să se lanseze până în 2018, lăsând un gol după sfârșitul lui Hubble. Mulți astronomi au venit cu ideea că cea mai recentă întreținere merită riscul vieților umane.

Sub presiunea Congresului, administrația NASA a anunțat în ianuarie 2004 că decizia de anulare va fi reconsiderată. În august, Goddard Space Flight Center a început să pregătească propuneri pentru un zbor complet controlat de la distanță, dar planurile au fost ulterior anulate după ce au fost considerate imposibil de fezabil. În aprilie 2005, noul administrator al NASA, Michael Griffin, a permis posibilitatea unui zbor cu echipaj către Hubble. În octombrie 2006, intențiile au fost în cele din urmă confirmate, iar zborul de 11 zile a fost programat pentru septembrie 2008.

Zborul a fost amânat ulterior până în mai 2009. Reparațiile la STIS și la Camera de supraveghere avansată de la Atlantis au fost finalizate. Două baterii noi nichel-hidrogen au fost instalate pe Hubble, iar senzorii de ghidare și alte sisteme au fost înlocuite. În loc de COSTAR, pe telescop a fost instalat un spectrograf cu ultraviolete și a fost adăugat un sistem pentru capturarea și eliminarea viitoare a telescopului, fie prin lansare cu echipaj, fie complet automată. A doua versiune a camerei cu unghi larg a fost înlocuită cu a treia. Ca urmare a tuturor lucrărilor efectuate, telescopul.

Telescopul a făcut posibilă clarificarea constantei Hubble, a confirmat ipoteza izotropiei Universului, a descoperit satelitul Neptun și a făcut multe alte cercetări științifice. Dar pentru omul obișnuit, Hubble este important în primul rând pentru numărul său imens de fotografii colorate. Unele publicații tehnice cred că aceste culori nu există de fapt, dar acest lucru nu este în întregime adevărat. Culoarea este o reprezentare în creierul uman, iar imaginile sunt colorate prin analiza radiației de diferite lungimi de undă. Un electron, care se deplasează de la al doilea la al treilea nivel al structurii atomului de hidrogen, emite lumină cu o lungime de undă de 656 nanometri, iar noi îl numim roșu. Ochii noștri se adaptează la luminozitate diferită, așa că nu este întotdeauna posibilă crearea unei reflectări precise a culorilor. Unele telescoape pot înregistra spectre de radiații ultraviolete sau infraroșii invizibile pentru ochiul uman, iar datele lor trebuie, de asemenea, reflectate cumva în fotografii.

Astronomia folosește formatul FITS, Flexible Image Transport System. În ea, toate datele sunt prezentate sub formă de text, acesta este un fel de analog al formatului RAW. Pentru a obține ceva, trebuie să îl procesați. De exemplu, ochii percep lumina pe o scară logaritmică, dar un fișier o poate reprezenta pe o scară liniară. Fără reglarea luminozității, imaginea poate părea prea întunecată.


Înainte și după corectarea contrastului și a luminozității

Cele mai multe camere disponibile în comerț au grupuri de pixeli care captează roșu, verde sau albastru, iar combinația acestor pixeli produce o fotografie color. Conurile din ochiul uman percep culoarea aproape în același mod. Dezavantajul acestei abordări este că fiecare tip de senzor detectează doar o fracțiune îngustă de lumină, astfel încât echipamentele astronomice detectează game mari de lungimi de undă, iar filtrele sunt folosite pentru a evidenția culorile. Ca rezultat, datele brute din astronomie sunt adesea alb-negru.


Hubble a capturat M 57 la 658 nm (roșu), 503 nm (verde) și 469 nm (albastru), Starts With A Bang!

Apoi, folosind filtre, se obțin imagini color. Cu cunoașterea procesului este posibil să se creeze o imagine care să se potrivească cât mai bine cu realitatea, deși adesea culorile nu sunt în întregime reale, uneori acest lucru se face în mod intenționat. Acesta se numește „efectul National Geographic”. La sfârșitul anilor șaptezeci, programul Voyager a zburat pe lângă Jupiter și a fotografiat pentru prima dată în istorie această planetă. Reviste precum National Geographic au dedicat fotografii uluitoare, manipulate cu diferite efecte de culoare, iar ceea ce a fost publicat nu a fost pe deplin fidel realității.

Cea mai faimoasă fotografie realizată de Telescopul Hubble este „Stâlpii Creației” realizată la 1 aprilie 1995. A înregistrat nașterea de noi stele în Nebuloasa Vultur și lumina stelelor tinere din apropierea norilor de gaz și praf. Obiectele fotografiate sunt situate la 7.000 de ani lumină de Pământ. Structura din stânga are aproximativ 4 ani lumină. Proeminențele de pe „stâlpi” sunt mai mari decât sistemul nostru solar. Culoarea verde a fotografiei este responsabilă pentru hidrogen, roșu pentru sulful ionizat simplu și albastru pentru oxigenul dublu ionizat.

De ce ea și multe alte fotografii Hubble sunt aranjate într-o „scără”? Acest lucru se datorează configurației celei de-a doua versiuni a camerelor cu unghi larg și planetare. Ulterior au fost înlocuite și astăzi sunt expuse la Muzeul Național al Aerului și Spațiului.

Pentru a marca cea de-a 25-a aniversare a telescopului, a fost refăcută o fotografie făcută în 2014 și publicată în ianuarie a acestui an. A fost produs de a treia versiune a camerei cu unghi larg, care vă permite să comparați calitatea echipamentului.

Iată câteva dintre cele mai faimoase fotografii de la telescopul Hubble. Pe măsură ce calitatea lor crește, este ușor să observați zborurile de întreținere.


1990, supernova 1987A


1991, Galaxy M 59


1992, Nebuloasa Orion


1993, Nebuloasa Voal


1994, Galaxy M 100


1996, Hubble Deep Field. Aproape toate cele 3.000 de obiecte sunt galaxii și aproximativ 1/28.000.000 din sfera cerească a fost capturată.


1997, „semnătura” găurii negre M 84

Există trei obiecte pe orbita Pământului despre care știu chiar și oamenii departe de astronomie și cosmonautică: Luna, Stația Spațială Internațională și Telescopul Spațial Hubble.

Există trei obiecte pe orbita Pământului despre care știu chiar și oamenii departe de astronomie și cosmonautică: Luna, Stația Spațială Internațională și Telescopul Spațial Hubble.

Acesta din urmă este cu opt ani mai vechi decât ISS și include și stația orbitală Mir. Mulți oameni o consideră doar o cameră mare în spațiu. Realitatea este puțin mai complicată și nu degeaba oamenii care lucrează cu acest dispozitiv unic îl numesc respectuos un observator ceresc.

Istoria construcției lui Hubble este una a dificultăților constante de depășire, a luptei pentru finanțare și a căutării soluțiilor la situații neprevăzute. Rolul lui Hubble în știință este neprețuit. Este imposibil să alcătuiești o listă completă de descoperiri în astronomie și domenii conexe realizate datorită imaginilor telescopului, așa că multe lucrări se referă la informațiile obținute de acesta. Cu toate acestea, statisticile oficiale indică aproape 15 mii de publicații.

Poveste

Ideea de a plasa un telescop pe orbită a apărut acum aproape o sută de ani. Justificarea științifică a importanței construirii unui astfel de telescop a fost publicată sub forma unui articol de astrofizicianul Lyman Spitzer în 1946. În 1965, a fost numit șef al comitetului Academiei de Științe, care a determinat obiectivele unui astfel de proiect.

În anii șaizeci, a fost posibil să se efectueze mai multe lansări de succes și să livreze dispozitive mai simple pe orbită, iar în ’68, NASA a dat undă verde predecesorului lui Hubble - aparatul LST, Telescopul Spațial Mare, cu un diametru oglindă mai mare - 3 metri față de 2.4 lui Hubble - și o sarcină ambițioasă de a-l lansa deja în 1972, cu ajutorul navetei spațiale aflate atunci în curs de dezvoltare. Dar estimarea estimată a proiectului s-a dovedit a fi prea scumpă, au apărut dificultăți cu banii, iar în 1974 finanțarea a fost anulată complet.

Lobby-ul activ al proiectului de către astronomi, implicarea Agenției Spațiale Europene și simplificarea caracteristicilor aproximativ față de cele ale lui Hubble au făcut posibilă în 1978 să se primească finanțare de la Congres în valoare de ridicol de 36 de milioane de dolari în ceea ce privește costurile totale, care astăzi este egal cu aproximativ 137 de milioane.

În același timp, viitorul telescop a fost numit în onoarea lui Edwin Hubble, un astronom și cosmolog care a confirmat existența altor galaxii, a creat teoria expansiunii Universului și și-a dat numele nu numai telescopului, ci și o lege științifică și o cantitate.

Telescopul a fost dezvoltat de mai multe companii responsabile de diferite elemente, dintre care cele mai complexe au fost sistemul optic, care a fost dezvoltat de Perkin-Elmer, și nava spațială, care a fost creată de Lockheed. Bugetul a crescut deja la 400 de milioane de dolari.

Lockheed a amânat crearea dispozitivului cu trei luni și și-a depășit bugetul cu 30%. Dacă vă uitați la istoria construcției de dispozitive de complexitate similară, aceasta este o situație normală. Pentru Perkin-Elmer, lucrurile au stat mult mai rău. Compania a șlefuit oglinda folosind tehnologie inovatoare până la sfârșitul anului 1981, depășind cu mult bugetul și stricând relațiile cu NASA. Este interesant faptul că oglinda a fost realizată de compania Corning, care astăzi produce Gorilla Glass, care este utilizat în mod activ în telefoane.

Apropo, Kodak a fost contractat să facă o oglindă de rezervă folosind metode tradiționale de lustruire, dacă apar probleme la lustruirea oglinzii principale. Întârzierile în construirea altor componente au încetinit procesul atât de mult încât NASA a fost citată că a afirmat că programele sunt „incerte și se schimbă zilnic”.

Lansarea a devenit posibilă abia în 1986, dar din cauza dezastrului Challenger, lansările navetei au fost suspendate pe durata modificărilor.

Hubble a fost depozitat bucată cu bucată în camere speciale spălate cu azot, la un cost de șase milioane de dolari pe lună.

Drept urmare, pe 24 aprilie 1990, naveta Discovery s-a lansat pe orbită cu telescopul. În acest moment, 2,5 miliarde de dolari au fost cheltuite pe Hubble. Costurile totale se apropie astăzi de zece miliarde.

De la lansare, au avut loc mai multe evenimente dramatice care au implicat Hubble, dar principalul s-a întâmplat chiar de la început.

Când, după ce a fost lansat pe orbită, telescopul și-a început activitatea, s-a dovedit că claritatea sa era cu un ordin de mărime mai mică decât cea calculată. În loc de o zecime de secundă de arc, sa dovedit a fi o secundă întreagă. După mai multe verificări, s-a dovedit că oglinda telescopului era prea plată la margini: nu coincidea nici cu doi micrometri cu cea calculată. Aberația rezultată din acest defect literalmente microscopic a făcut imposibile majoritatea studiilor planificate.

S-a adunat o comisie, ai cărei membri au găsit motivul: oglinda incredibil de precis calculată fusese lustruită incorect. Mai mult, chiar înainte de lansare, aceleași abateri au fost arătate de perechea de corectori de nul utilizat în teste - dispozitive care erau responsabile pentru curbura dorită a suprafeței.

Dar apoi nu au avut încredere în aceste citiri, bazându-se pe citirile corectorului principal de zero, care au arătat rezultatele corecte și conform cărora a fost efectuată șlefuirea. Și una dintre lentilele cărora, după cum sa dovedit, a fost instalată incorect.

Factorul uman

Din punct de vedere tehnic, a fost imposibil să instalați o nouă oglindă direct pe orbită, iar coborârea telescopului și apoi ridicarea lui din nou era prea costisitoare. S-a găsit o soluție elegantă.

Da, oglinda a fost făcută incorect. Dar a fost făcut incorect cu o precizie foarte mare. Distorsiunea era cunoscută și nu mai rămânea decât compensarea acesteia, pentru care a fost dezvoltat un sistem special de corecție COSTAR. S-a decis instalarea acestuia ca parte a primei expediții de deservire a telescopului.

O astfel de expediție este o operațiune complexă de zece zile cu astronauți care merg în spațiul cosmic. Este imposibil să ne imaginăm un loc de muncă mai futurist și este doar întreținere. Au fost patru expediții în total în timpul funcționării telescopului, cu două zboruri ca parte a celui de-al treilea.

Pe 2 decembrie 1993, naveta spațială Endeavour, pentru care acesta a fost al cincilea zbor, a livrat astronauții la telescop. Au instalat Costar și au înlocuit camera.

Costar a corectat aberația sferică a oglinzii, jucând rolul celor mai scumpi ochelari din istorie. Sistemul de corecție optică și-a îndeplinit sarcina până în 2009, când necesitatea acestuia a dispărut din cauza utilizării propriei optici corective în toate dispozitivele noi. A cedat un spațiu prețios din telescop în favoarea spectrografului și a ocupat locul de mândrie în Muzeul Național al Aerului și Astronautică după ce a fost demontat ca parte a celei de-a patra misiuni de service Hubble în 2009.

Control

Telescopul este controlat și monitorizat în timp real 24/7 de la un centru de control din Greenbelt, Maryland. Sarcinile centrului sunt împărțite în două tipuri: tehnice (întreținere, management și monitorizarea stării) și științifice (selectarea obiectelor, pregătirea sarcinilor și colectarea directă a datelor). În fiecare săptămână, Hubble primește peste 100.000 de comenzi diferite de pe Pământ: acestea sunt instrucțiuni de corectare a orbitei și sarcini pentru fotografiarea obiectelor spațiale.

La MCC, ziua este împărțită în trei ture, fiecăruia fiind repartizată o echipă separată de trei până la cinci persoane. În timpul expedițiilor la telescop în sine, personalul crește la câteva zeci.

Hubble este un telescop ocupat, dar chiar și programul său încărcat îi permite să ajute absolut pe oricine, chiar și un astronom neprofesionist. În fiecare an, Institutul de Cercetări Spațiale care utilizează Telescopul Spațial primește mii de cereri pentru rezervarea timpului de la astronomi din diferite țări.

Aproximativ 20% din aplicații primesc aprobarea unei comisii de experți și, potrivit NASA, datorită solicitărilor internaționale, se efectuează anual în plus sau în minus 20 de mii de observații. Toate aceste solicitări sunt conectate, programate și trimise către Hubble din același centru din Maryland.

Optica

Optica principală a lui Hubble se bazează pe sistemul Ritchie-Chrétien. Este alcătuit dintr-o oglindă rotundă, curbată hiperbolic, cu un diametru de 2,4 m, cu o gaură în centru. Această oglindă se reflectă pe o oglindă secundară, tot de formă hiperbolică, care reflectă un fascicul adecvat pentru digitalizare în orificiul central al celui primar. Toate tipurile de filtre sunt folosite pentru a filtra părțile inutile ale spectrului și pentru a evidenția intervalele necesare.

Astfel de telescoape folosesc un sistem de oglinzi, nu lentile, ca în camerele de luat vederi. Există multe motive pentru aceasta: diferențe de temperatură, toleranțe de lustruire, dimensiuni generale și lipsa pierderii fasciculului în cadrul lentilei în sine.

Optica de bază de pe Hubble nu s-a schimbat de la început. Iar setul de diverse instrumente care îl folosesc a fost complet schimbat în mai multe expediții de întreținere. Hubble a fost actualizat cu instrumente și în timpul existenței sale au lucrat acolo treisprezece instrumente diferite. Astăzi poartă șase, dintre care unul este în hibernare.

Camerele cu unghi larg și planetare din prima și a doua generație și camera cu unghi larg din a treia acum, au fost responsabile pentru fotografiile din domeniul optic.

Potențialul primului WFPC nu a fost niciodată realizat din cauza problemelor cu oglinda. Și expediția din 1993, după ce a instalat Kostar, a înlocuit-o în același timp cu a doua versiune.

Camera WFPC2 avea patru senzori pătrați, imaginile din care formau un pătrat mare. Aproape. O matrice - doar una „planeară” - a primit o imagine cu o mărire mai mare, iar când scara a fost restabilită, această parte a imaginii a capturat mai puțin de șaisprezecele parte din pătratul total în loc de un sfert, dar la o rezoluție mai mare.

Celelalte trei matrici au fost responsabile pentru „unghi larg”. Acesta este motivul pentru care fotografiile complete ale camerei arată ca un pătrat cu 3 blocuri îndepărtate dintr-un colț și nu din cauza problemelor de încărcare a fișierelor sau a altor probleme.

WFPC2 a fost înlocuit cu WFC3 în 2009. Diferența dintre ele este bine ilustrată de Pillars of Creation re-împușcați, despre care mai târziu.

Pe lângă gama optică și infraroșu apropiat cu o cameră cu unghi larg, Hubble vede:

  • utilizarea spectrografului STIS în ultraviolete apropiate și îndepărtate, precum și din vizibil în infraroșu apropiat;
  • acolo, folosind unul dintre canalele ACS, ale căror canale acoperă o gamă uriașă de frecvență de la infraroșu la ultraviolet;
  • surse de puncte slabe în domeniul ultraviolet cu spectrograful COS.

Poze

Imaginile lui Hubble nu sunt tocmai fotografii în sensul obișnuit. O mulțime de informații nu sunt disponibile în domeniul optic. Multe obiecte spațiale emit activ în alte domenii. Hubble este echipat cu multe dispozitive cu o varietate de filtre care le permit să capteze date pe care astronomii le procesează ulterior și le pot rezuma într-o imagine vizuală. Bogăția culorilor este asigurată de diferitele game de radiații de la stele și particulele ionizate de acestea, precum și de lumina reflectată de acestea.

Sunt o mulțime de fotografii, vă voi spune doar câteva dintre cele mai interesante. Toate fotografiile au propriul lor ID, care poate fi găsit cu ușurință pe site-ul Hubble spacetelescope.org sau direct pe Google. Multe dintre poze sunt pe site la rezoluție mare, dar aici vă las versiuni cu dimensiunea ecranului.

Stâlpii Creației

ID: opo9544a

Hubble a făcut cea mai faimoasă fotografie a sa pe 1 aprilie 1995, fără a fi distras de la munca sa inteligentă de Ziua Păcălelii. Aceștia sunt Stâlpii Creației, numiți așa pentru că stelele sunt formate din aceste acumulări de gaz și pentru că le seamănă ca formă. Imaginea prezintă o mică bucată din partea centrală a Nebuloasei Vulturului.

Această nebuloasă este interesantă pentru că stelele mari din centrul ei au risipit-o parțial și chiar doar din partea Pământului. Un astfel de noroc vă permite să priviți chiar în centrul nebuloasei și, de exemplu, să faceți celebra fotografie expresivă.

Alte telescoape au fotografiat, de asemenea, această regiune în diferite game, dar în optică Stâlpii ies cel mai expresiv: ionizat chiar de stelele care au risipit o parte a nebuloasei, gazul strălucește în albastru, verde și roșu, creând irizații frumoase.

În 2014, Pillars au fost re-împușcați cu echipamente Hubble actualizate: prima versiune a fost filmată de camera WFPC2, iar a doua de WFC3.

ID: heic1501a

Trandafir format din galaxii

ID: heic1107a

Obiectul Arp 273 este un exemplu frumos de comunicare între galaxii care sunt aproape una de alta. Forma asimetrică a celei superioare este o consecință a așa-numitelor interacțiuni de maree cu cea inferioară. Împreună formează o floare grandioasă, prezentată omenirii în 2011.

Magic Galaxy Sombrero

ID: opo0328a

Messier 104 este o galaxie maiestuoasă care pare a fi inventată și pictată la Hollywood. Dar nu, frumoasa o sută a patra este situată la marginea de sud a constelației Fecioarei. Și este atât de strălucitor încât este vizibil chiar și prin telescoapele de acasă. Această frumusețe a pozat pentru Hubble în 2004.

Noua vedere în infraroșu a Nebuloasei Cap de Cal - imaginea a 23-a aniversare Hubble

ID: heic1307a

În 2013, Hubble a reimaginat Barnard 33 în spectrul infraroșu. Iar nebuloasa mohorâtă Cap de cal din constelația Orion, aproape opac și neagră în intervalul vizibil, a apărut într-o lumină nouă. Adică intervalul.

Înainte de aceasta, Hubble o fotografiase deja în 2001:

ID: heic0105a

Apoi a câștigat votul online pentru obiectul aniversar timp de unsprezece ani pe orbită. Interesant este că, chiar înainte de fotografiile lui Hubble, Capul de Cal era unul dintre cele mai fotografiate obiecte.

Hubble captează regiunea de formare a stelelor S106

ID: heic1118a

S106 este o regiune de formare a stelelor din constelația Cygnus. Structura frumoasă se datorează ejectei unei stele tinere, care este învăluită în praf în formă de gogoși în centru. Această perdea de praf are goluri în partea de sus și de jos, prin care materialul stelei iese mai activ, formând o formă care amintește de cunoscuta iluzie optică. Fotografia a fost făcută la sfârșitul anului 2011.

Cassiopeia A: consecințele colorate ale morții unei stele

ID: heic0609a

Probabil ați auzit despre exploziile supernovei. Și această imagine arată clar unul dintre scenariile pentru soarta viitoare a unor astfel de obiecte.

Fotografia din 2006 arată consecințele exploziei stelei Cassiopeia A, care a avut loc chiar în galaxia noastră. Un val de materie care se împrăștie din epicentru, cu o structură complexă și detaliată, este clar vizibil.

Imaginea Hubble a lui Arp 142

ID: heic1311a

Și din nou, o imagine care demonstrează consecințele interacțiunii a două galaxii care s-au găsit aproape una de alta în timpul călătoriei lor ecumenice.

NGC 2936 și 2937 s-au ciocnit și s-au influențat reciproc. Acesta este un eveniment interesant în sine, dar în acest caz s-a adăugat un alt aspect: forma actuală a galaxiilor seamănă cu un pinguin cu ou, ceea ce funcționează ca un mare plus pentru popularitatea acestor galaxii.

Într-o poză drăguță din 2013, puteți vedea urme ale coliziunii care a avut loc: de exemplu, ochiul pinguinului este format, în cea mai mare parte, din corpuri din galaxia ouă.

Cunoscând vârsta ambelor galaxii, putem în sfârșit să răspundem la ce a fost mai întâi: un ou sau un pinguin.

Un fluture care iese din rămășițele unei stele din nebuloasa planetară NGC 6302

ID: heic0910h

Uneori, fluxurile de gaz încălzite la 20 de mii de grade, care zboară cu o viteză de aproape un milion de km/h arată ca aripile unui fluture fragil, trebuie doar să găsești unghiul potrivit. Hubble nu a trebuit să se uite, nebuloasa NGC 6302 - numită și nebuloasa Fluture sau Beetle - sa întors spre noi în direcția corectă.

Aceste aripi sunt create de steaua pe moarte a galaxiei noastre din constelația Skopio. Fluxurile de gaz capătă din nou forma aripii datorită inelului de praf din jurul stelei. Același praf acoperă steaua însăși de la noi. Este posibil ca inelul să fi fost format de steaua care a pierdut materie de-a lungul ecuatorului la o rată relativ scăzută, iar aripile printr-o pierdere mai rapidă de la poli.

Câmp adânc

Există mai multe imagini Hubble care au Deep Field în titlu. Acestea sunt cadre cu un timp uriaș de expunere de mai multe zile, care arată o mică bucată de cer înstelat. Pentru a le elimina, a trebuit să selectez foarte atent o zonă potrivită pentru o astfel de expunere. Nu ar fi trebuit să fie blocat de Pământ și Lună, nu ar fi trebuit să existe obiecte strălucitoare în apropiere și așa mai departe. Drept urmare, Deep Field a devenit un material foarte util pentru astronomi, din care pot studia procesele de formare a universului.

Cel mai recent astfel de cadru - Câmpul profund Extrem Hubble din 2012 - este destul de plictisitor pentru ochiul mediu - aceasta este o fotografiere fără precedent, cu o viteză a obturatorului de două milioane de secunde (~23 de zile), arătând 5,5 mii de galaxii, dintre care cea mai slabă. au o strălucire cu zece miliarde mai mică decât sensibilitatea vederii umane.

ID: heic1214a

Și această imagine incredibilă este disponibilă gratuit pe site-ul Hubble, arătând tuturor o mică parte din 1/30.000.000 din cerul nostru, pe care sunt vizibile mii de galaxii.


Hubble (1990 – 203_)

Hubble urmează să părăsească orbita după 2030. Acest fapt pare trist, dar de fapt telescopul a depășit cu mulți ani durata misiunii sale originale. Telescopul a fost modernizat de mai multe ori, echipamentul a fost schimbat cu altele din ce în ce mai avansate, dar aceste îmbunătățiri nu au afectat optica principală.

Și în următorii ani, omenirea va primi un înlocuitor mai avansat pentru vechiul luptător atunci când va fi lansat telescopul James Webb. Dar chiar și după aceasta, Hubble va continua să funcționeze până nu reușește. În telescop au fost investite cantități incredibile de muncă de către oameni de știință, ingineri, astronauți, oameni cu alte profesii și bani de la contribuabilii americani și europeni.

Ca răspuns, omenirea are o bază fără precedent de date științifice și obiecte de artă care ajută la înțelegerea structurii universului și la crearea unei modă pentru știință.

Este greu de înțeles valoarea lui Hubble pentru non-astronomi, dar pentru noi este un simbol minunat al realizării umane. Nu fără probleme, cu o istorie complexă, telescopul a devenit un proiect de succes, care, sperăm, va funcționa în beneficiul științei timp de mai bine de zece ani. publicat

Dacă aveți întrebări pe această temă, adresați-le experților și cititorilor proiectului nostru.

Telescopul spațial Hubble


De obicei, astronomii și-au construit observatoarele pe vârfuri de munți, deasupra norilor și a atmosferei poluate. Dar chiar și atunci imaginea a fost distorsionată de curenții de aer. Cea mai clară imagine este disponibilă doar dintr-un observator extra-atmosferic - spațiu.


Cu un telescop puteți vedea lucruri care sunt inaccesibile ochiului uman, deoarece telescopul colectează mai multă radiație electromagnetică. Spre deosebire de o lunetă, care folosește lentile pentru a colecta și focaliza lumina, telescoapele astronomice mari folosesc oglinzi pentru a îndeplini această funcție.


Telescoapele cu cele mai mari oglinzi ar trebui să aibă cele mai bune imagini, deoarece colectează cele mai multe radiații.


Telescopul spațial Hubble este un observator automat pe orbită în jurul Pământului, numit după Edwin Hubble, un astronom american.

Și deși oglinda lui Hubble are doar 2,4 metri în diametru - mai mică decât cele mai mari telescoape de pe Pământ - poate vedea obiecte de 100 de ori mai clare și detalii de zece ori mai fine decât cele mai bune telescoape de la sol. Și asta pentru că este deasupra atmosferei distorsionante.


Telescopul Hubble este un proiect comun între NASA și Agenția Spațială Europeană.


Plasarea unui telescop în spațiu face posibilă detectarea radiațiilor electromagnetice în intervalele în care atmosfera pământului este opac, în primul rând în domeniul infraroșu.


Datorită absenței influenței atmosferice, rezoluția telescopului este de 7-10 ori mai mare decât un telescop similar situat pe Pământ.


Marte

Telescopul spațial Hubble a ajutat oamenii de știință să învețe multe despre structura galaxiei noastre, așa că este foarte dificil de evaluat importanța acesteia pentru umanitate.


Trebuie doar să ne uităm la lista celor mai importante descoperiri ale acestui dispozitiv optic pentru a înțelege cât de util a fost și ce instrument important în explorarea spațiului poate fi încă.


Folosind telescopul Hubble, a fost studiată ciocnirea lui Jupiter cu o cometă, a fost obținută o imagine a reliefului lui Pluto, datele de la telescop au devenit baza pentru o ipoteză despre masa găurilor negre situate în centrul absolut al fiecărei galaxii.


Oamenii de știință au reușit să vadă aurore pe unele planete ale sistemului solar, precum Jupiter și Saturn, și s-au făcut multe observații și descoperiri.


Jupiter

Telescopul spațial Hubble a privit un alt sistem solar, la 25 de ani lumină distanță de al nostru, și a capturat pentru prima dată imagini ale mai multor planete ale sale.


Telescopul Hubble a capturat imagini cu noi planete

Într-una dintre fotografiile realizate în lumină optică, adică în lumină vizibilă, Hubble a surprins planeta Fomalhot orbitând în jurul stelei strălucitoare Fomalhot, aflată la 25 de ani lumină depărtare de noi (aproximativ 250 de trilioane de kilometri) în constelația Peștilor de Sud.


"Datele de la Hubble sunt incredibil de importante. Lumina emisă de planeta Fomalhot este de un miliard de ori mai slabă decât lumina emisă de stea", a comentat despre imaginea noii planete, astronomul de la Universitatea din California Paul Kalas. El și alți oameni de știință au început să studieze steaua Fomalhot încă din 2001, când existența unei planete în apropierea stelei nu era încă cunoscută.


În 2004, Hubble a trimis înapoi pe Pământ primele imagini ale regiunilor din jurul stelei.


În imagini noi de la Telescopul Spațial Hubble, astronomul a primit confirmarea „documentară” a presupunerilor sale despre existența planetei Fomalhot.


Folosind fotografii de la telescopul orbital, oamenii de știință au „văzut” încă trei planete din constelația Pegasus.
În total, astronomii au descoperit aproximativ 300 de planete în afara sistemului nostru solar.


Dar toate aceste descoperiri au fost făcute pe baza unor dovezi indirecte, în principal prin observarea efectelor câmpurilor lor gravitaționale asupra stelelor în jurul cărora orbitează.


„Fiecare planetă din afara sistemului nostru solar era doar o diagramă”, a spus Bruce McIntosh, un astrofizician la Laboratorul Național din California. „De opt ani încercăm să obținem imagini ale planetelor fără succes, iar acum avem imagini cu mai multe planete deodată.”


Peste 15 ani de funcționare pe orbita joasă a Pământului, Hubble a primit 700 de mii de imagini cu 22 de mii de obiecte cerești - stele, nebuloase, galaxii, planete.


Cu toate acestea, prețul care trebuie plătit pentru realizările lui Hubble este foarte mare: costul întreținerii unui telescop spațial este de 100 de ori sau mai mare decât un reflector de la sol cu ​​o oglindă de 4 metri.

Deja în primele săptămâni după ce telescopul a început să funcționeze în 1990, imaginile rezultate au demonstrat o problemă serioasă în sistemul optic al telescopului. Deși calitatea imaginii a fost mai bună decât cea a telescoapelor de la sol, Hubble nu a putut atinge claritatea dorită, iar rezoluția imaginilor a fost semnificativ mai slabă decât se aștepta.
Analiza imaginii a arătat că sursa problemei a fost forma incorectă a oglinzii primare. A fost făcut prea plat în jurul marginilor. Abaterea de la forma specificată a suprafeței a fost de numai 2 micrometri, dar rezultatul a fost catastrofal - un defect optic în care lumina reflectată de marginile oglinzii este focalizată într-un punct diferit de cel în care lumina reflectată din centrul oglinzii este concentrat.
Pierderea unei părți semnificative a fluxului luminos a redus semnificativ adecvarea telescopului pentru observarea obiectelor slabe și obținerea de imagini cu contrast ridicat. Aceasta a însemnat că aproape toate programele cosmologice au devenit pur și simplu imposibile, deoarece necesitau observații ale obiectelor deosebit de slabe.


În primii trei ani de funcționare, înainte de instalarea dispozitivelor de corectare, telescopul a făcut un număr mare de observații. Defectul nu a avut un efect major asupra măsurătorilor spectroscopice. În ciuda faptului că experimentele au fost anulate din cauza unui defect, s-au obținut multe rezultate științifice importante.


Întreținerea telescopului.


Întreținerea telescopului Hubble este efectuată de astronauți în timpul plimbărilor în spațiu de la nave spațiale reutilizabile, cum ar fi naveta spațială.


Un total de patru expediții au fost efectuate pentru a deservi telescopul Hubble.

Din cauza unei defecțiuni la oglindă, prima expediție care a deservit telescopul a trebuit să instaleze optice corective pe telescop. Expediția (2-13 decembrie 1993) a fost una dintre cele mai dificile; au fost efectuate cinci plimbări spațiale lungi. În plus, panourile solare au fost înlocuite, sistemul informatic de bord a fost actualizat, iar orbita a fost corectată.

A doua întreținere a fost efectuată în perioada 11-21 februarie 1997. S-a înlocuit echipamentul de cercetare, a fost înlocuit înregistrarea de zbor, s-a reparat izolația termică și s-a efectuat corectarea orbitei.


Expediția 3A a avut loc în perioada 19-27 decembrie 1999. S-a decis să se efectueze o parte din lucrări înainte de termen. Acest lucru a fost cauzat de defecțiunea a trei dintre cele șase giroscopice ale sistemului de ghidare. Expediția a înlocuit toate cele șase giroscoape, senzorul de ghidare de precizie și computerul de bord.


Expediția 3B (a patra misiune) a fost efectuată în perioada 1-12 martie 2002. În timpul expediției, camera cu obiecte slabe a fost înlocuită cu o cameră de sondaj îmbunătățită. Panourile solare au fost înlocuite pentru a doua oară. Noile panouri erau cu o treime mai mici ca suprafață, ceea ce a redus semnificativ pierderile din cauza frecării în atmosferă, dar în același timp a generat cu 30% mai multă energie, făcând posibilă funcționarea simultană cu toate instrumentele instalate la bordul observatorului.


Lucrările efectuate au extins semnificativ capacitățile telescopului și au făcut posibilă obținerea de imagini ale spațiului adânc.


Telescopul Hubble este de așteptat să rămână pe orbită cel puțin până în 2013.

Cele mai semnificative observații

*Hubble a oferit imagini de înaltă calitate ale coliziunii din 1994 a cometei Shoemaker-Levy 9 cu Jupiter.


* Hărțile suprafeței lui Pluto și Eris au fost obținute pentru prima dată.


* Aurore ultraviolete au fost observate pentru prima dată pe Saturn, Jupiter și Ganimede.


* Au fost obținute date suplimentare despre planetele din afara sistemului solar, inclusiv date spectrometrice.


* Un număr mare de discuri protoplanetare au fost găsite în jurul stelelor din Nebuloasa Orion. S-a dovedit că procesul de formare a planetelor are loc în majoritatea stelelor galaxiei noastre.


* Teoria găurilor negre supermasive din centrele galaxiilor a fost parțial confirmată; pe baza observațiilor, a fost înaintată o ipoteză care leagă masa găurilor negre și proprietățile galaxiei.


* vârsta Universului a fost actualizată la 13,7 miliarde de ani.