Hablo kosminis teleskopas

Paprastai astronomai savo observatorijas statydavo kalnų viršūnėse, virš debesų ir užterštos atmosferos. Tačiau jau tada vaizdą iškreipė oro srovės. Aiškiausias vaizdas pasiekiamas tik iš papildomos atmosferos observatorijos – kosmoso.

Su teleskopu galima pamatyti dalykus, kurie žmogaus akiai neprieinami, nes teleskopas surenka daugiau elektromagnetinės spinduliuotės. Skirtingai nuo židinio stiklo, kuriame šviesai surinkti ir fokusuoti naudojami lęšiai, dideli astronominiai teleskopai šiai funkcijai atlikti naudoja veidrodžius.

Teleskopai su didžiausiais veidrodžiais turėtų turėti geriausius vaizdus, ​​nes jie surenka daugiausia spinduliuotės.

Hablo kosminis teleskopas yra automatinė observatorija, skriejanti orbitoje aplink Žemę, pavadinta amerikiečių astronomo Edvino Hablo vardu.

Ir nors Hablo veidrodžio skersmuo yra tik 2,4 metro – mažesnis nei didžiausi teleskopai Žemėje – jis gali matyti objektus 100 kartų ryškesnius, o detales – dešimt kartų smulkesnes nei geriausi antžeminiai teleskopai. Ir taip yra todėl, kad jis yra aukščiau iškreipiančios atmosferos.

Hablo teleskopas yra bendras NASA ir Europos kosmoso agentūros projektas.

Teleskopo įdėjimas į kosmosą leidžia aptikti elektromagnetinę spinduliuotę diapazonuose, kuriuose žemės atmosfera yra neskaidri, pirmiausia infraraudonųjų spindulių diapazone.

Dėl to, kad nėra atmosferos įtakos, teleskopo skiriamoji geba yra 7-10 kartų didesnė nei panašaus teleskopo, esančio Žemėje.

Marsas

Hablo kosminis teleskopas padėjo mokslininkams daug sužinoti apie mūsų galaktikos sandarą, todėl labai sunku įvertinti jos svarbą žmonijai.

Tereikia pažvelgti į svarbiausių šio optinio įrenginio atradimų sąrašą, kad suprastumėte, koks jis buvo naudingas ir koks svarbus kosmoso tyrinėjimo įrankis jis vis dar gali būti.

Naudojant Hablo teleskopą, buvo ištirtas Jupiterio susidūrimas su kometu, gautas Plutono reljefo vaizdas, teleskopo duomenys tapo pagrindu hipotezei apie juodųjų skylių, esančių absoliučiai kiekvienos galaktikos centre, masę.

Kai kuriose Saulės sistemos planetose, tokiose kaip Jupiteris ir Saturnas, mokslininkams pavyko pamatyti pašvaistę, buvo atlikta daug stebėjimų ir atradimų.

Jupiteris

Hablo kosminis teleskopas pažvelgė į kitą Saulės sistemą, esančią 25 šviesmečių atstumu nuo mūsų, ir pirmą kartą nufotografavo kelias jos planetas.

Hablo teleskopas užfiksavo naujų planetų vaizdus

Vienoje iš nuotraukų, darytų optine, tai yra, matoma šviesa, Hablas užfiksavo Fomalhoto planetą, besisukančią aplink ryškią Fomalhoto žvaigždę, esančią 25 šviesmečių atstumu nuo mūsų (apie 250 trilijonų kilometrų) Pietų žuvų žvaigždyne.

„Hablo duomenys yra nepaprastai svarbūs. Iš Fomalhoto planetos skleidžiama šviesa yra milijardą kartų silpnesnė nei iš žvaigždės“, – naujosios planetos vaizdą komentavo Kalifornijos universiteto astronomas Paulas Kalas. Jis ir kiti mokslininkai žvaigždę Fomalhot pradėjo tyrinėti dar 2001 metais, kai dar nebuvo žinoma apie planetos egzistavimą šalia žvaigždės.

2004 m. Hablas atsiuntė į Žemę pirmuosius aplink žvaigždę esančių regionų vaizdus.

Naujose Hablo kosminio teleskopo nuotraukose astronomas gavo „dokumentinį“ patvirtinimą apie savo prielaidas apie Fomalhoto planetos egzistavimą.

Naudodami nuotraukas iš orbitinio teleskopo, mokslininkai taip pat „pamatė“ dar tris Pegaso žvaigždyne esančias planetas.
Iš viso astronomai atrado apie 300 planetų už mūsų Saulės sistemos ribų.

Tačiau visi šie atradimai buvo padaryti remiantis netiesioginiais ženklais, daugiausia stebint jų gravitacinių laukų poveikį žvaigždėms, aplink kurias jos skrieja.

„Kiekviena planeta, esanti už mūsų Saulės sistemos ribų, buvo tik diagrama, – sakė Kalifornijos nacionalinės laboratorijos astrofizikas Bruce'as McIntoshas planetos iš karto“.

Per 15 veiklos metų žemoje Žemės orbitoje Hablas gavo 700 tūkstančių vaizdų iš 22 tūkstančių dangaus objektų – žvaigždžių, ūkų, galaktikų, planetų.

Tačiau kaina, kurią reikia sumokėti už Hablo pasiekimus, yra labai didelė: kosminio teleskopo išlaikymo kaina yra 100 ar daugiau kartų didesnė nei antžeminio atšvaito su 4 metrų veidrodžiu.

Jau pirmosiomis savaitėmis po to, kai teleskopas pradėjo veikti 1990 m., gauti vaizdai parodė rimtą teleskopo optinės sistemos problemą. Nors vaizdo kokybė buvo geresnė nei antžeminių teleskopų, Hubble nepavyko pasiekti norimo ryškumo, o vaizdų skiriamoji geba buvo žymiai prastesnė nei tikėtasi.
Vaizdo analizė parodė, kad problemos šaltinis buvo neteisinga pirminio veidrodžio forma. Jis buvo per plokščias aplink kraštus. Nukrypimas nuo nurodytos paviršiaus formos tesiekė 2 mikrometrus, tačiau rezultatas buvo katastrofiškas – optinis defektas, kai nuo veidrodžio kraštų atsispindinti šviesa sufokusuojama į kitą tašką, nei nuo veidrodžio centro atsispindėjusi šviesa. yra sutelktas.
Dėl didelės šviesos srauto dalies praradimo teleskopas labai sumažėjo, kad būtų galima stebėti blankius objektus ir gauti didelio kontrasto vaizdus. Tai reiškė, kad beveik visos kosmologinės programos tapo tiesiog neįmanomos, nes reikėjo stebėti ypač blankius objektus.

Per pirmuosius trejus eksploatavimo metus, prieš įrengiant korekcinius prietaisus, teleskopas atliko daug stebėjimų. Defektas neturėjo didelės įtakos spektroskopiniams matavimams. Nepaisant to, kad eksperimentai buvo atšaukti dėl defekto, buvo pasiekta daug svarbių mokslinių rezultatų.

Teleskopo priežiūra.

Hablo teleskopo techninę priežiūrą atlieka astronautai eidami į kosmosą iš daugkartinio naudojimo erdvėlaivių, tokių kaip „Space Shuttle“.

Iš viso buvo surengtos keturios ekspedicijos Hablo teleskopui aptarnauti.

Dėl veidrodžio defekto pirmoji ekspedicija aptarnauti teleskopą turėjo sumontuoti teleskopą korekcinę optiką. Ekspedicija (1993 m. gruodžio 2–13 d.) buvo viena iš penkių ilgų žygių į kosmosą. Be to, pakeistos saulės baterijos, atnaujinta borto kompiuterinė sistema, pakoreguota orbita.

Antroji techninė priežiūra buvo atlikta 1997 metų vasario 11-21 dienomis. Pakeista tyrimų įranga, pakeistas skrydžio registratorius, suremontuota šilumos izoliacija, atlikta orbitos korekcija.

Ekspedicija 3A vyko 1999 metų gruodžio 19-27 dienomis. Dalį darbų nuspręsta atlikti anksčiau nei numatyta. Tai sukėlė trys iš šešių valdymo sistemos giroskopų gedimai. Ekspedicija pakeitė visus šešis giroskopus, tikslaus orientavimo jutiklį ir borto kompiuterį.

Ekspedicija 3B (ketvirtoji misija) buvo vykdoma 2002 m. kovo 1-12 d. Ekspedicijos metu blankią objektų kamerą pakeitė patobulinta apžvalgos kamera. Saulės baterijos buvo pakeistos antrą kartą. Naujosios plokštės buvo trečdaliu mažesnio ploto, o tai ženkliai sumažino nuostolius dėl trinties atmosferoje, tačiau kartu generavo 30 % daugiau energijos, todėl buvo galima vienu metu veikti su visais observatorijoje sumontuotais prietaisais.

Atliktas darbas žymiai išplėtė teleskopo galimybes ir leido gauti gilios erdvės vaizdus.

Numatoma, kad Hablo teleskopas orbitoje išliks mažiausiai iki 2013 m.

Svarbiausi pastebėjimai

*Hablas pateikė aukštos kokybės 1994 m. Shoemaker-Levy 9 kometos ir Jupiterio susidūrimo vaizdus.

* Pirmą kartą gauti Plutono ir Eridos paviršiaus žemėlapiai.

* Ultravioletinės pašvaistės pirmą kartą buvo pastebėtos Saturne, Jupiteryje ir Ganimede.

* Buvo gauti papildomi duomenys apie planetas, esančias už Saulės sistemos ribų, įskaitant spektrometrinius duomenis.

* Aplink žvaigždes Oriono ūke buvo rasta daug protoplanetinių diskų. Įrodyta, kad planetos formavimosi procesas vyksta daugumoje mūsų galaktikos žvaigždžių.

* Teorija apie supermasyvias juodąsias skyles galaktikų centruose buvo iš dalies patvirtinta remiantis stebėjimais, iškelta hipotezė, siejanti juodųjų skylių masę ir galaktikos savybes.

* Visatos amžius buvo atnaujintas iki 13,7 milijardo metų.

2015 metų balandį legendinis teleskopas, pavadintas Edvino Hablo (1889-1953) vardu, atšventė savo dvidešimt penktąsias metines Žemės orbitoje. Niekas neslepia, kad bėgant metams ne kartą teko įrenginį „gydyti“, restauruoti, tobulinti. Tačiau visas darbas nenuėjo veltui ir dabar net moksleiviai žino, kur yra Hablo teleskopas.

Šis kas devyniasdešimt minučių apskrenda aplink visą Žemę maždaug šešių šimtų kilometrų aukštyje virš jūros lygio. Pagrindinė jo užduotis – fotografuoti viską, kas patenka į jo regėjimo lauką. Ir daug smūgių. Taigi jo darbo metu į Žemę buvo perduota per 700 000 vaizdų. Sunku suskaičiuoti, kiek mokslinių straipsnių ir kiek atradimų buvo padaryta Hablo dėka!

Kosmoso menininkas

Pirmosios įrenginio sėkmės nebuvo įspūdingos. Nuotraukos grįžo į Žemę neryškios ir nepadarė jokio įspūdžio. Tai lėmė veidrodžio defektas, kurį astronautai po kurio laiko ištaisė. Po pirmosios renovacijos buvo atlikta dar keletas. Hablas buvo patobulintas ir aprūpintas nauja įranga.

Jo akis darėsi vis aštresnė. Ir dabar, kur yra garsusis, nėra tikslesnio ir atidesnio visų Visatoje vykstančių pokyčių stebėtojo.

Teleskopo nuotraukos pasirodo itin gražios ir meniškos. Visata, kaip paaiškėjo, turi daug šviesos ir spalvų. Be to, pasitelkę vaizduose užfiksuotus atspalvius, mokslininkai sugebėjo nustatyti chemines medžiagas, esančias daugelyje darinių, naujagimių žvaigždžių ir galaktikų. Kiekvienos galaktikos viduje yra milžiniška juodoji skylė, Visata nuolat įsibėgėja, ir mes visi tai žinome dėl Hablo kosminio teleskopo, paleisto 1990 m.

Įdomu tai, kad mums pavyko pažvelgti taip toli, kad naujų žvaigždžių gimimas tapo matomas 6,5 tūkstančio šviesmečių atstumu. Procesas užfiksuotas iki smulkiausių detalių. Nuotraukos yra tokios originalios, kad sukels mintis bet kam.

Ir to garbei netgi buvo surengtas simfoninis koncertas. Taigi, teleskopas erdvėje labai išplėtė žmogaus galimybių ribas ir dar kartą leido patikrinti mūsų trapumą.

Autoriai ir kūrėjai

Šį unikalų įrenginį sukūrė Europos kosmoso agentūra kartu su NASA. Iš viso tam jau išleista 6 mlrd. Iš pradžių teleskopas turėjo būti paleistas į kosmosą 4 metais anksčiau, tačiau „Challenger“ katastrofa šį terminą atitolino. Sukūrimo, paleidimo ir tolesnės priežiūros programoje numatytas įrenginio remontas kas 5 metus.

Tačiau apgadintas veidrodis, dėl kurio vaizdai iš pradžių buvo neaiškūs, paskatino mintį, kad remontą reikės atlikti tiesiai orbitoje. O 1993 metais veidrodis buvo pataisytas, įrenginys gavo papildomos įrangos ir pradėjo veikti dar geriau.

Esant dabartinei situacijai, atsižvelgiant į tai, kur yra garsusis Hablo teleskopas ir jo nepriekaištingas veikimas, jis tarnaus dar 5 metus, o gal ir daugiau. Tik kažkokia katastrofa gali jį išjungti. Nors Hablo pakaitalas jau paruoštas. Tai tikslesnis ir jautresnis Webb kosminio teleskopo įrenginys.

Kosmoso tyrinėjimo asistentas

Hablas išsprendė elektromagnetinės spinduliuotės tyrimo problemą. Jis registruoja jį infraraudonajame spinduliuote. Tai daro ir antžeminiai teleskopai. Tačiau Hablas pasirodė dešimt kartų efektyvesnis. Nes ten, kur yra Hablo teleskopas, yra daugiau galimybių.

Hablas yra gana mažas prietaisas, jo skersmuo yra kiek daugiau nei keturi metrai. Saulės kolektorių plotis siekia 2 metrus. Bet ilgis 13 metrų. Su tokiais, atrodytų, mažais matmenimis, įrenginio svoris yra įspūdingas. Visas teleskopas, neskaitant įrangos, sveria 11 tūkstančių kilogramų, dar 1,5 tūkstančio yra instrumentai.

Teleskopo priežiūra visiškai tenka astronautų pečiams. Anksčiau planuotas remontas nusileidus į Žemę galėjo tik jį sugadinti ir deformuoti. Iš viso buvo atlikti 4 kosminiai žygiai Hablo remontui.

Tiesiog neįmanoma įvertinti darbo, kurį teleskopas atliko kosmose. Jo dėka matome Plutono nuotraukas, matėme Jupiterio susidūrimą su Shoemaker-Levy kometu ir žinome pačios Visatos amžių. Pasak mokslininkų, jo amžius siekia beveik keturiolika milijardų metų. Be to, ekspertai užtikrintai skelbia Visatos homogeniškumą, joje vykstančių procesų pagreitį ir dar daugiau.

Hablo teleskopas pavadintas Edvino Hablo vardu ir yra visiškai automatinė observatorija, esanti Žemės planetos orbitoje.

Space Shuttle Discovery į orbitą iškėlė Hablo kosminį teleskopą 1990 m. balandžio 24 d. Buvimas orbitoje suteikia puikią galimybę aptikti elektromagnetinę spinduliuotę Žemės infraraudonųjų spindulių diapazone. Dėl to, kad nėra atmosferos, Hablo galimybės žymiai padidėja, palyginti su panašiais įrenginiais, esančiais Žemėje.

3D teleskopo modelis

Techniniai duomenys

Hablo kosminis teleskopas yra 13,3 m ilgio cilindrinė konstrukcija, kurios perimetras yra 4,3 m Teleskopo masė prieš jį aprūpinant specialia įranga. įranga buvo 11 000 kg, tačiau sumontavus visus tyrimui būtinus instrumentus, bendras jos svoris siekė 12 500 kg. Visa observatorijoje sumontuota įranga maitinama dviem saulės baterijomis, sumontuotomis tiesiai į šio įrenginio korpusą. Veikimo principas yra Ritchie-Chrétien sistemos reflektorius, kurio pagrindinio veidrodžio skersmuo yra 2,4 m, todėl galima gauti vaizdus, ​​kurių optinė skiriamoji geba yra apie 0,1 lanko sekundės.

Įdiegti įrenginiai

Šiame įrenginyje yra 5 skyriai, skirti prietaisams. Viename iš penkių skyrių ilgą laiką nuo 1993 m. iki 2009 m. buvo naudojama korekcinė optinė sistema (COSTAR), kuria buvo siekiama kompensuoti pagrindinio veidrodžio netikslumą. Dėl to, kad visuose įrengtuose įrenginiuose yra įmontuotos defektų korekcijos sistemos, COSTAR buvo išmontuotas, o skyriuje sumontuotas ultravioletinis spektrografas.

Tuo metu, kai įrenginys buvo išsiųstas į kosmosą, jame buvo sumontuoti šie instrumentai:

1. Planetinės ir plačiakampės kameros;
2. Didelės skiriamosios gebos spektrografas;
3. Silpnų objektų vaizdo kamera ir spektrografas;
4. Tikslus nukreipimo jutiklis;
5. Didelio greičio fotometras.

Teleskopo pasiekimai

Teleskopo nuotraukoje pavaizduota žvaigždė RS Puppis.

Per visą savo veiklą Hablas į Žemę perdavė apie dvidešimt terabaitų informacijos. Dėl to buvo paskelbta apie keturis tūkstančius straipsnių, o daugiau nei trys šimtai devyniasdešimt tūkstančių astronomų gavo galimybę stebėti dangaus kūnus. Vos per penkiolika veiklos metų teleskopui pavyko gauti septynis šimtus tūkstančių planetų, visų rūšių galaktikų, ūkų ir žvaigždžių vaizdų. Duomenų, kurie per teleskopą kasdien praeina veikimo metu, yra maždaug 15 GB.

Analogų privalumai yra trys: vaizdo kokybė nenukenčia dėl mažesnės šviesos sklaidos, esančių objektų ir elektromagnetinių bangų diapazono nuo infraraudonųjų iki ultravioletinių. Dėl sudėtingos Hablo teleskopo konstrukcijos visi šie pranašumai yra visiškai išnaudojami.

Pagrindinis teleskopo veidrodis yra 2,4 m skersmens, o antrinis veidrodis yra 0,34 m. Atstumas tarp jų yra griežtai patikrintas ir yra 4,9 m (net su geriausiais Žemės teleskopais, kurių sklaidos ratas didesnis nei 0,5 colio). Hablo teleskopo skiriamoji geba yra 7-10 kartų didesnė nei jo analogų Žemėje.

Šio tipo ekspozicijai reikalingas labai didelis stabilizavimo ir nukreipimo tikslumas. Tai buvo pagrindinis dizaino sunkumas - dėl to sudėtingas jutiklių, giroskopų ir žvaigždžių kreiptuvų derinys leidžia ilgą laiką išlaikyti fokusavimą 0,007 colio atstumu (nukreipimo tikslumas yra mažiausiai 0,01 colio).

Laive sumontuoti šeši pagrindiniai moksliniai instrumentai, kurie yra mokslinės minties pasiekimai tuo metu, kai buvo paleidžiama laive. Tai aukštas Goddardas, skirtas darbui ultravioletinių spindulių diapazone, fotoaparatas ir spektrografas, skirtas fotografuoti neryškius objektus, planetinė ir plataus kampo kamera, greitaeigis fotometras įvairaus ryškumo objektams stebėti ir tikslaus taikymo jutikliai.

Siekiant užtikrinti, kad sistema būtų savarankiška ir nereikalauja energijos šaltinių, joje sumontuotos galingos saulės baterijos, kurios savo ruožtu įkrauna šešias vandenilio-nikelio baterijas. Visi kompiuteriai, baterijos, telemetrijos ir kitos sistemos yra išdėstytos taip, kad prireikus juos būtų galima lengvai pakeisti.

Video tema

Optiniai instrumentai buvo žinomi nuo seniausių laikų. Archimedas naudojo lęšius, kad sufokusuotų šviesą ir sunaikintų priešo medinius laivus. Tačiau teleskopai pasirodė daug vėliau, o to priežastis nežinoma.

Ištakos

Mokymo apie optiką sistemą sukūrė graikų mokslininkai Euklidas ir Aristotelis. Iš esmės optika yra žmogaus akies sandaros tyrimo rezultatas, o anatomijos neišsivystymas senovėje neleido optikos paversti rimtu mokslu.

XIII amžiuje atsirado pirmieji stiklai, pagrįsti žiniomis apie tiesiuosius spindulius. Jie tarnavo utilitariniams tikslams – padėjo meistrams išnagrinėti smulkias detales. Mažai tikėtina, kad šis išradimas buvo ilgų tyrinėjimų rezultatas – tai galėjo būti gryna sėkmė, atradimas, kad šlifuotas stiklas gali padidinti objektą artėjant prie akies.

Anglų gamtininkas Bekonas rašė apie arabiškus instrumentus, kurie teoriškai gali suteikti padidinimą, kad žvaigždės būtų matomos iš arti. Da Vinčio genijus pasiekė tokias aukštumas, kad jis pats sukūrė stiklo mašinas ir parašė traktatus apie fotometriją. Vieno lęšio teleskopą, tiksliau – jo brėžinius ir techninę dokumentaciją, Leonardo apgalvojo iki smulkmenų, o pats genijus tvirtino, kad tokiu būdu galima pasiekti 50 kartų padidinimą. Mažai tikėtina, kad tokia konstrukcija turėjo teisę į gyvybę, bet faktas yra faktas – buvo padėtas pirmasis akmuo į naujos mokslo krypties pamatus.

Pirmąjį teleskopą Olandijoje XVI pabaigoje – XVII amžiaus pradžioje (nuomonės apie tikslią datą šiandien skiriasi) pagamino Z. Jansenas Middelburge, panašus į tam tikrą itališką teleskopą. Šis įvykis buvo oficialiai dokumentuotas. Olandai parodė nemažus įgūdžius gamindami taškinius taikiklius. Metzius, Lippershey - jų vardai buvo išsaugoti kronikose, o jų gaminiai buvo pristatyti kunigaikščių ir karalių rūmams, už kuriuos amatininkai buvo apdovanoti didelėmis pinigų sumomis. Kas buvo pirmasis, iki šiol nežinoma. Įrankiai buvo gaminami iš pigių medžiagų, tačiau remiantis praktiniu, o ne teoriniu pagrindu, kaip buvo anksčiau.

Galileo Galilei gavo profesoriaus vietą Padujos universitete už tai, kad pristatė savo teleskopo prototipą Venecijos dožui. Jo autorystė nekelia abejonių, nes gaminiai vis dar saugomi Florencijos muziejuose. Jo teleskopai leido pasiekti 30 kartų padidinimą, o kiti meistrai gamino teleskopus, kurių padidinimas buvo 3 kartus. Jis taip pat prisidėjo prie praktinio Saulės sistemos heliocentrinės esmės doktrinos pagrindo, asmeniškai stebėdamas planetas ir žvaigždes.

Didysis astronomas Johannesas Kepleris, susipažinęs su Galilėjaus išradimu, sudarė išsamų

Žemės orbitoje yra trys objektai, apie kuriuos žino net žmonės, toli nuo astronomijos ir kosmonautikos: Mėnulis, Tarptautinė kosminė stotis ir Hablo kosminis teleskopas.

Žemės orbitoje yra trys objektai, apie kuriuos žino net žmonės, toli nuo astronomijos ir kosmonautikos: Mėnulis, Tarptautinė kosminė stotis ir Hablo kosminis teleskopas.

Pastaroji yra aštuoneriais metais senesnė už TKS ir taip pat apima „Mir“ orbitinę stotį. Daugelis žmonių mano, kad tai tiesiog didelis fotoaparatas erdvėje. Realybė yra šiek tiek sudėtingesnė, ne veltui žmonės, dirbantys su šiuo unikaliu įrenginiu, pagarbiai jį vadina dangaus observatorija.

Hablo statybos istorija – nuolatinis sunkumų įveikimas, kova dėl finansavimo ir sprendimų nenumatytose situacijose ieškojimas. Hablo vaidmuo moksle neįkainojamas. Neįmanoma sudaryti viso astronomijos ir susijusių sričių atradimų, padarytų teleskopo vaizdų dėka, sąrašo, todėl daugelis darbų remiasi juo gauta informacija. Tačiau oficiali statistika rodo beveik 15 tūkst.

Istorija

Idėja pastatyti teleskopą į orbitą kilo beveik prieš šimtą metų. Mokslinis tokio teleskopo kūrimo svarbos pagrindimas buvo paskelbtas astrofiziko Lymano Spitzerio straipsnio forma 1946 m. 1965 m. jis buvo paskirtas Mokslų akademijos komiteto, kuris lėmė tokio projekto tikslus, vadovu.

Šeštajame dešimtmetyje buvo galima atlikti kelis sėkmingus paleidimus ir į orbitą pristatyti paprastesnius įrenginius, o 68-aisiais NASA uždegė žalią šviesą Hablo pirmtakui – LST aparatui, dideliam kosminiam teleskopui, kurio veidrodžio skersmuo didesnis – 3 metrų, palyginti su Hablo 2,4 – ir ambicinga užduotis paleisti jį jau 1972 m., padedant tuo metu kuriamam erdvėlaiviui. Tačiau numatoma projekto sąmata pasirodė per brangi, kilo sunkumų dėl pinigų, o 1974 metais finansavimas buvo visiškai atšauktas.

Aktyvus astronomų projekto lobizmas, Europos kosmoso agentūros įsitraukimas ir charakteristikų supaprastinimas, beveik toks pat kaip Hablo charakteristikos, leido 1978 m. gauti iš Kongreso finansavimą, kurio bendras sąnaudas siekė 36 milijonai dolerių. šiandien prilygsta maždaug 137 mln.

Tuo pat metu būsimasis teleskopas buvo pavadintas astronomo ir kosmologo Edvino Hablo, patvirtinusio kitų galaktikų egzistavimą, sukūrusio Visatos plėtimosi teoriją ir davusio savo vardą ne tik teleskopui, bet ir jo vardą, garbei. mokslinis dėsnis ir kiekis.

Teleskopą sukūrė kelios įmonės, atsakingos už skirtingus elementus, iš kurių sudėtingiausios buvo optinė sistema, kurią sukūrė Perkin-Elmer, ir erdvėlaivis, kurį sukūrė Lockheed. Biudžetas jau išaugo iki 400 mln.

„Lockheed“ atidėjo įrenginio kūrimą trims mėnesiams ir 30% viršijo savo biudžetą. Jei pažvelgsite į panašaus sudėtingumo įrenginių konstravimo istoriją, tai yra normali situacija. Perkinui-Elmeriui viskas buvo daug blogiau. Bendrovė veidrodį šlifavo naudodama naujoviškas technologijas iki 1981 metų pabaigos, smarkiai viršydama biudžetą ir sugadindama santykius su NASA. Įdomu tai, kad veidrodžio ruošinį pagamino „Corning“, kuri šiandien gamina „Gorilla Glass“, kuris aktyviai naudojamas telefonuose.

Beje, „Kodak“ buvo sudaryta sutartis dėl atsarginio veidrodžio pagaminimo naudojant tradicinius poliravimo metodus, jei iškiltų problemų dėl pagrindinio veidrodžio poliravimo. Vėlavimas kuriant kitus komponentus sulėtino procesą tiek, kad NASA citavo, jog tvarkaraščiai „neaiškūs ir keičiasi kasdien“.

Paleidimas tapo įmanomas tik 1986 m., tačiau dėl „Challenger“ katastrofos šaudyklų paleidimas buvo sustabdytas modifikacijų laikotarpiui.

Hablas buvo saugomas gabalas po gabalo specialiose azotu plaunamose kamerose, kainuojančios šešis milijonus dolerių per mėnesį.

Dėl to 1990 m. balandžio 24 d. su teleskopu į orbitą išskrido šaulys „Discovery“. Šiuo metu Hablai buvo išleista 2,5 mlrd. Bendros išlaidos šiandien artėja prie dešimties milijardų.

Nuo paleidimo įvyko keli dramatiški įvykiai, susiję su Hablo, tačiau pagrindinis įvyko pačioje pradžioje.

Kai po paleidimo į orbitą teleskopas pradėjo savo darbą, paaiškėjo, kad jo ryškumas buvo eilės tvarka mažesnis nei apskaičiuota. Vietoj dešimtosios lanko sekundės tai buvo visa sekundė. Po kelių patikrinimų paaiškėjo, kad teleskopo veidrodis per plokščias kraštais: su paskaičiuotuoju nesutapo net dviem mikrometrais. Dėl šio tiesiogine prasme mikroskopinio defekto atsiradusi aberacija padarė neįmanomus daugumos suplanuotų tyrimų.

Buvo suburta komisija, kurios nariai rado priežastį: neįtikėtinai tiksliai apskaičiuotas veidrodis buvo neteisingai nublizgintas. Be to, dar prieš paleidimą tuos pačius nukrypimus rodė testuose naudota nulinių korektorių pora – įrenginiai, atsakingi už norimą paviršiaus kreivumą.

Bet tada jie nepasitikėjo šiais rodmenimis, pasikliaudami pagrindinio nulinio korektoriaus rodmenimis, kurie parodė teisingus rezultatus ir pagal kuriuos buvo atliktas šlifavimas. Ir vienas iš lęšių, kurių, kaip paaiškėjo, buvo sumontuotas neteisingai.

Žmogiškasis faktorius

Techniškai buvo neįmanoma sumontuoti naujo veidrodžio tiesiai orbitoje, o nuleisti teleskopą ir vėl jį pakelti buvo per brangu. Buvo rastas elegantiškas sprendimas.

Taip, veidrodis buvo pagamintas neteisingai. Bet tai buvo padaryta neteisingai ir labai tiksliai. Iškraipymas buvo žinomas, o beliko tik jį kompensuoti, tam buvo sukurta speciali COSTAR korekcijos sistema. Buvo nuspręsta jį įrengti kaip pirmosios ekspedicijos, skirtos teleskopui aptarnauti, dalį.

Tokia ekspedicija yra sudėtinga dešimties dienų operacija, kai astronautai vyksta į kosmosą. Neįmanoma įsivaizduoti futuristiškesnio darbo, o tai tik priežiūra. Teleskopo veikimo metu iš viso buvo keturios ekspedicijos, o trečiojo – du skrydžiai.

1993 m. gruodžio 2 d. erdvėlaivis „Endeavour“, kuriam tai buvo penktasis skrydis, pristatė astronautus prie teleskopo. Jie įdiegė „Kostar“ ir pakeitė kamerą.

Costar ištaisė veidrodžio sferinę aberaciją, atlikdamas brangiausių istorijoje akinių vaidmenį. Optinės korekcijos sistema savo užduotį įvykdė iki 2009 m., kai jos poreikis išnyko, nes visuose naujuose įrenginiuose buvo naudojama nuosava korekcinė optika. Jis užleido brangią vietą teleskope spektrografui ir užėmė didžiulę vietą Nacionaliniame oro ir astronautikos muziejuje po to, kai buvo išmontuotas vykdant ketvirtąją Hablo aptarnavimo misiją 2009 m.

Kontrolė

Teleskopas yra valdomas ir stebimas realiu laiku 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę iš valdymo centro Greenbelt mieste, Merilando valstijoje. Centro užduotys skirstomos į dvi rūšis: technines (priežiūra, valdymas ir būklės stebėjimas) ir mokslines (objektų parinkimas, užduočių rengimas ir tiesioginis duomenų rinkimas). Kiekvieną savaitę Hablas iš Žemės gauna daugiau nei 100 000 skirtingų komandų: tai yra orbitos koregavimo instrukcijos ir užduotys fotografuojant kosminius objektus.

MKC diena suskirstyta į tris pamainas, kurių kiekvienai paskiriama atskira trijų–penkių žmonių komanda. Ekspedicijų metu prie paties teleskopo personalo padaugėja iki kelių dešimčių.

Hablas yra užimtas teleskopas, tačiau net ir jo užimtas grafikas leidžia jam padėti absoliučiai bet kam, net ir neprofesionaliam astronomui. Kosmoso teleskopu naudojantis Kosmoso tyrimų institutas kasmet sulaukia tūkstančių prašymų rezervuoti laiką iš įvairių šalių astronomų.

Apie 20% paraiškų patvirtina ekspertų komisija ir, NASA teigimu, tarptautinių užklausų dėka kasmet atliekama plius minus 20 tūkst. Visos šios užklausos yra sujungtos, užprogramuotos ir siunčiamos į Hablo iš to paties Merilendo centro.

Optika

Pagrindinė Hablo optika yra pagrįsta Ritchie-Chrétien sistema. Jį sudaro apvalus, hiperboliškai išlenktas 2,4 m skersmens veidrodis, kurio centre yra skylė. Šis veidrodis atsispindi ant antrinio veidrodžio, taip pat hiperbolinės formos, kuris atspindi spindulį, tinkamą skaitmeninimui į pirminio veidrodžio centrinę angą. Nereikalingoms spektro dalims išfiltruoti ir reikiamiems diapazonams paryškinti naudojami visų rūšių filtrai.

Tokiuose teleskopuose naudojama veidrodžių sistema, o ne lęšiai, kaip kamerose. Tam yra daug priežasčių: temperatūrų skirtumai, poliravimo tolerancijos, bendri matmenys ir spindulio praradimo trūkumas pačiame objektyve.

Pagrindinė Hablo optika nepasikeitė nuo pat pradžių. O įvairių jį naudojančių instrumentų rinkinys buvo visiškai pakeistas per kelias priežiūros ekspedicijas. Hablas buvo atnaujintas su instrumentais ir per jo egzistavimą jame veikė trylika skirtingų instrumentų. Šiandien jis nešiojasi šešis, iš kurių vienas yra žiemos miego režimu.

Pirmosios ir antrosios kartos plataus kampo ir planetinės kameros, o dabar – trečiosios plačiakampės kameros, buvo atsakingos už nuotraukas optiniame diapazone.

Pirmojo WFPC potencialas niekada nebuvo realizuotas dėl problemų su veidrodžiu. Ir 1993 m. ekspedicija, įdiegusi „Kostar“, tuo pačiu ją pakeitė antrąja versija.

WFPC2 kamera turėjo keturis kvadratinius jutiklius, iš kurių vaizdai sudarė didelį kvadratą. Beveik. Viena matrica – tik „planetinė“ – gavo vaizdą su didesniu padidinimu, o atkūrus mastelį ši vaizdo dalis užfiksuoja mažiau nei šešioliktąją viso kvadrato, o ne ketvirtadalį, bet didesne raiška.

Likusios trys matricos buvo atsakingos už „plačiakampį“. Štai kodėl visi fotoaparato kadrai atrodo kaip kvadratas su 3 blokais, pašalintais iš vieno kampo, o ne dėl failų įkėlimo ar kitų problemų.

2009 m. WFPC2 buvo pakeistas WFC3. Skirtumą tarp jų puikiai iliustruoja perfilmuoti Kūrybos stulpai, apie kuriuos vėliau.

Be optinio ir beveik infraraudonųjų spindulių diapazono su plačiakampiu fotoaparatu, Hablas mato:

• STIS spektrografo naudojimas artimajame ir tolimajame ultravioletiniame, taip pat nuo matomo iki artimojo infraraudonųjų spindulių;
• ten, naudojant vieną iš ACS kanalų, kurių kiti kanalai apima didžiulį dažnių diapazoną nuo infraraudonųjų iki ultravioletinių;
• silpnųjų taškų šaltiniai ultravioletiniame diapazone su COS spektrografu.

Paveikslėliai

Hablo vaizdai nėra tiksliai nuotraukos įprasta prasme. Daug informacijos optiniame diapazone nėra. Daugelis kosminių objektų aktyviai spinduliuoja kituose diapazonuose. Hablas aprūpintas daugybe įrenginių su įvairiais filtrais, kurie leidžia užfiksuoti duomenis, kuriuos vėliau astronomai apdoroja ir gali apibendrinti į vaizdinį vaizdą. Spalvų sodrumą suteikia skirtingi žvaigždžių ir jų jonizuojamų dalelių spinduliavimo diapazonai bei jų atspindima šviesa.

Nuotraukų yra daug, papasakosiu tik apie keletą įdomiausių. Visos nuotraukos turi savo ID, kurį galima lengvai rasti Hablo svetainėje spacetelescope.org arba tiesiogiai Google. Daugelis nuotraukų svetainėje yra didelės raiškos, tačiau čia palieku ekrano dydžio versijas.

Kūrybos ramsčiai

ID: opo9544a

Hablas padarė savo garsiausią kadrą 1995 m. balandžio 1 d., neatsitraukdamas nuo savo protingo darbo balandžio 1-ąją. Tai yra Kūrimo stulpai, taip pavadinti, nes žvaigždės susidaro iš šių dujų sankaupų ir savo forma primena jas. Nuotraukoje parodyta nedidelė Erelio ūko centrinės dalies dalis.

Šis ūkas įdomus tuo, kad jo centre esančios didelės žvaigždės jį iš dalies išsklaidė ir netgi tiesiog iš Žemės. Tokia sėkmė leidžia pažvelgti į patį ūko centrą ir, pavyzdžiui, padaryti garsiąją išraiškingą nuotrauką.

Kiti teleskopai taip pat fotografavo šį regioną įvairiais diapazonais, tačiau optikoje stulpai išryškėja ryškiausiai: jonizuojamos tų pačių žvaigždžių, kurios išsklaidė dalį ūko, dujos šviečia mėlyna, žalia ir raudona spalvomis, sukurdamos gražią vaivorykštę.

2014 m. „Stulpai“ buvo perfilmuoti naudojant atnaujintą „Hubble“ įrangą: pirmoji versija buvo filmuojama WFPC2 kamera, o antroji – WFC3.

ID: heic1501a

Rožė, pagaminta iš galaktikų

ID: heic1107a

Objektas Arp 273 yra puikus ryšio tarp galaktikų, kurios yra arti viena kitos, pavyzdys. Asimetriška viršutinio forma yra vadinamosios potvynio sąveikos su apatine pasekmė. Kartu jie sudaro grandiozinę gėlę, padovanotą žmonijai 2011 m.

Magiška galaktika Sombrero

ID: opo0328a

Mesjė 104 yra didinga galaktika, kuri atrodo taip, lyg būtų išrasta ir nupiešta Holivude. Bet ne, gražuolis šimtas ketvirtas yra pietiniame Mergelės žvaigždyno pakraštyje. Ir jis toks ryškus, kad matomas net pro namų teleskopus. Ši gražuolė pozavo Hablai 2004 m.

Naujas infraraudonųjų spindulių vaizdas į Arklio galvos ūką – Hablo 23-iųjų metinių vaizdas

ID: heic1307a

2013 m. Hablas iš naujo atvaizdavo Barnardą 33 infraraudonųjų spindulių spektre. O niūrus Arklio galvos ūkas Oriono žvaigždyne, beveik nepermatomas ir juodas matomame diapazone, pasirodė naujoje šviesoje. Tai yra, diapazonas.

Prieš tai Hablas jau fotografavo 2001 m.:

ID: heic0105a

Tada ji laimėjo internetinį balsavimą už jubiliejinį objektą vienuolika metų orbitoje. Įdomu tai, kad dar prieš Hablo nuotraukas Arklio galva buvo vienas dažniausiai fotografuojamų objektų.

Hablas užfiksuoja žvaigždžių formavimosi regioną S106

ID: heic1118a

S106 yra žvaigždžių formavimosi sritis Cygnus žvaigždyne. Gražią struktūrą nulėmė jaunos žvaigždės išmetimas, kuris centre yra apgaubtas spurgos formos dulkėmis. Šios dulkių užuolaidos viršuje ir apačioje yra tarpeliai, pro kuriuos aktyviau išsiveržia žvaigždės medžiaga, suformuodama gerai žinomą optinę iliuziją primenančią formą. Nuotrauka daryta 2011 metų pabaigoje.

Cassiopeia A: spalvingos žvaigždės mirties pasekmės

ID: heic0609a

Tikriausiai esate girdėję apie supernovų sprogimus. Ir šiame paveikslėlyje aiškiai matyti vienas iš tokių objektų būsimo likimo scenarijų.

2006 m. nuotrauka rodo žvaigždės Cassiopeia A sprogimo, įvykusio mūsų galaktikoje, padarinius. Aiškiai matoma iš epicentro sklindanti sudėtingos ir detalios struktūros materijos banga.

Hablo Arp 142 vaizdas

ID: heic1311a

Ir vėl paveikslėlis, parodantis dviejų galaktikų, kurios per savo visuotinę kelionę atsidūrė arti viena kitos, sąveikos pasekmes.

NGC 2936 ir 2937 susidūrė ir paveikė vienas kitą. Tai savaime įdomus įvykis, tačiau šiuo atveju buvo pridėtas dar vienas aspektas: dabartinė galaktikų forma primena pingviną su kiaušiniu, o tai yra didelis pliusas šių galaktikų populiarumui.

Mielame 2013 m. paveikslėlyje galite pamatyti įvykusio susidūrimo pėdsakus: pavyzdžiui, pingvino akis didžiąją dalį sudaro kūnai iš kiaušinių galaktikos.

Žinodami abiejų galaktikų amžių, pagaliau galime atsakyti, kas buvo pirma: kiaušinis ar pingvinas.

Drugelis, išnyrantis iš žvaigždės liekanų planetiniame ūke NGC 6302

ID: heic0910h

Kartais iki 20 tūkstančių laipsnių įkaitintos dujų srovės, lekiančios beveik milijono km/h greičiu, atrodo kaip trapaus drugelio sparnai, tereikia rasti tinkamą kampą. Hablas neturėjo žiūrėti, ūkas NGC 6302, dar vadinamas drugelio arba vabalo ūku, pats pasuko į mus teisinga kryptimi.

Šiuos sparnus sukuria mirštanti mūsų galaktikos žvaigždė Skopio žvaigždyne. Dujų srautai vėl įgauna savo sparnų formą dėl aplink žvaigždę esančio dulkių žiedo. Tos pačios dulkės dengia nuo mūsų pačią žvaigždę. Gali būti, kad žiedas susidarė žvaigždei prarandant medžiagą išilgai pusiaujo santykinai mažu greičiu, o sparnus – sparčiau praradus ašigalius.

Gilus laukas

Yra keletas Hablo vaizdų, kurių pavadinime yra gilusis laukas. Tai kadrai su didžiuliu kelių dienų ekspozicijos laiku, rodantys mažą žvaigždėto dangaus gabalėlį. Kad juos pašalinčiau, turėjau labai kruopščiai parinkti tokiam eksponavimui tinkamą sritį. Jo neturėjo užstoti Žemė ir Mėnulis, šalia neturėtų būti ryškių objektų ir pan. Dėl to „Deep Field“ tapo labai naudinga astronomams filmuota medžiaga, kurią galima panaudoti tiriant visatos formavimosi procesus.

Naujausias toks kadras – 2012 m. Hablo Extreme Deep Field – yra gana nuobodus vidutinei akiai – tai precedento neturintis fotografavimas dviejų milijonų sekundžių (~23 dienų) išlaikymu, rodantis 5,5 tūkst. galaktikų, iš kurių blankiausios šviesumas yra dešimt milijardų mažesnis už žmogaus regėjimo jautrumą.

ID: heic1214a

Ir šis neįtikėtinas paveikslėlis yra laisvai prieinamas Hablo svetainėje, kuriame kiekvienam matoma mažytė dalis 1/30 000 000 mūsų dangaus, kurioje matomi tūkstančiai galaktikų.

Hablas (1990–203_)

Hablas turi palikti orbitą po 2030 m. Šis faktas atrodo liūdnas, tačiau iš tikrųjų teleskopas daugeliu metų viršijo savo pradinės misijos trukmę. Teleskopas buvo kelis kartus modernizuotas, įranga buvo keičiama į vis pažangesnę, tačiau šie patobulinimai neturėjo įtakos pagrindinei optikai.

Ir ateinančiais metais žmonija gaus pažangesnį senojo naikintuvo pakaitalą, kai bus paleistas Jameso Webb teleskopas. Tačiau net ir po to Hablas dirbs tol, kol nepavyks. Į teleskopą buvo investuota neįtikėtinai daug mokslininkų, inžinierių, astronautų, kitų profesijų žmonių darbo ir Amerikos bei Europos mokesčių mokėtojų pinigų.

Atsakydama į tai, žmonija turi precedento neturintį mokslinių duomenų ir meno objektų bazę, padedančią suprasti visatos struktūrą ir sukurti mokslo madą.

Sunku suprasti Hablo vertę ne astronomams, bet mums tai nuostabus žmogaus pasiekimų simbolis. Ne be problemų, turintis sudėtingą istoriją, teleskopas tapo sėkmingu projektu, kuris, tikėkimės, mokslo labui dirbs daugiau nei dešimt metų. paskelbta

Jei turite klausimų šia tema, užduokite juos mūsų projekto ekspertams ir skaitytojams.