Хъбъл: всичко, което трябва да знаете за орбиталния телескоп

Телескопът Хъбъл в орбита
Това е еталонният орбитален телескоп и той ще празнува 30-годишнината си през 2020 г. Космическият телескоп Хъбъл е изключително научно приключение, невероятен успех и история, пълна с обрати.
Телескопът Хъбъл, наричан още HST (космически телескоп Хъбъл), е истински ключ към нашето разбиране за Вселената и това от нашата Слънчева система до най-отдалечената галактика, откривана някога, на 13,37 милиарда светлинни години. . Цифрите, които го касаят, бързо ви замайват. Повече от 15 000 цитати в научни статии, 30 години служба, 120 GB изображения, предавани на земята всеки ден и шест мисии на совалката … Хъбъл е гигантският скок на наблюдението в орбита.
Астронавтите ремонтират телескопа Хъбъл

Око в космоса

Хъбъл е впечатляващ орбитален телескоп с дължина 13,2 метра и ширина 4,2 м (разположени панели), състоящ се от оптична част с основно огледало с диаметър 2,4 м, която е обработена с прецизност от само 10 нанометра! Зад тази оптична част стоят научните инструменти на мисията: четирите й сензора, адаптирани към различни астрономически области (Хъбъл „вижда“ в честотни домейни, по-големи от човешкото око в инфрачервено и до ултравиолетово), както и неговите „Звезден показалец“, който му позволява да остане заключен на целта. И накрая, има и оборудването, което му позволява да се стабилизира, бордовият компютър и какво да предава данните му. До 1999 г. те се дублираха в самия Хъбъл на … магнитни ленти!
Този много голям 11-тонен телескоп, който видя бял свят благодарение на приноса на младата европейска агенция (ESA) в края на 70-те години, беше изведен в орбита на 24 април 1990 г. в големия товарен отсек на американската космическа совалка Discovery. Влезе в експлоатация месец по-късно.
Галактиката Месие-82, видяна от Хъбъл

Невероятният проблем

В действителност Хъбъл вижда … размазано. Въпреки невероятната прецизност, използвана при производството му, няколко седмици след въвеждане в експлоатация, наземните екипажи трябва да се изправят пред фактите: има голям проблем. Невъзможно е да се направи правилен баланс на важните източници на светлина, наличие на артефакти върху изображенията … Започва голямо разследване. Катастрофа: огледалото, конструирано от Perkin-Elmer за големи разходи, е изкривено.
Оказа се, че инструмент за калибриране, използван за обработка на огледалото, страда от грешка. По време на първите тестове на земята също бяха показани неточни резултати, но тъй като инструментът, създаден специално за проекта, се смяташе за най-точния в света, именно измерването на тестовете беше счетено за фалшиво. . През 1992 г. медиите не се поколебаха да говорят за Хъбъл като за истинско фиаско. Направени са голям брой снимки на Вселената и не всички са пропуснати, но тези, които включват далечни източници на светлина, са размазани. Вината за това е 22 микрометра грешка!
По-лошо: огледалото на Хъбъл не може да бъде променено, то е основната част. Някои снимки предполагат връщане на телескопа чрез совалката или дори направа на реплика. Но изследователите ще упорстват, подпомогнати от екипите инженери. Не можем ли да оправим огледалото? Следователно грешката на измервателните уреди трябва да бъде коригирана! Това е постигнато през 1993 г., по време на първата сервизна мисия за Хъбъл. Основният сензор е заменен от такъв, който включва деформацията, докато инструмент, наречен COSTAR, използва две вторични огледала, за да отстрани повредата на други инструменти на Hubble.
Смешното е да чуете и прочетете, че Хъбъл е ремонтиран, когато е обратното: всички инструменти са настроени така, че да вземат предвид дефекта и да го анулират.
Юпитер и неговата луна Ганимед, видян от Хъбъл

Няколко малки открития

Телескопът Хъбъл е невероятно гъвкав инструмент за използване. За 30 години се използва за много различни изследвания. В нашата Слънчева система, например, той успя да наблюдава няколко астероида близо до Земята, но също и всички планети с изключение на Меркурий, облаците на Юпитер (по-специално удара с кометата Шумейкър-Леви 9), нейните луни, гейзери Енцелад около Сатурн, бурите на Уран и Нептун. Той успя да открие четири от петте луни на Плутон и Арокот, най-отдалеченият обект, летял някога от сонда. Хъбъл участва в откриването на повечето планети-джуджета в пояса на Кайпер и редовно „ловува“ потенциалната планета 9.
Но Хъбъл е и необикновените изображения на съседни звезди, газови облаци, супернови, звездни питомници и галактики, благодарение на изображенията, които наричаме „дълбокото поле на Хъбъл“. Хъбъл, това са данни, които са били от съществено значение за оценка на възрастта на Вселената, нейното разширяване, действието на свръхмасивни черни дупки, масата и размера на Млечния път или ефектите на гравитационните лещи. И тогава, разбира се, това са изображения, чиято поразителна красота вдъхновява поколение след поколение млади и стари, учени и прости наблюдатели.
Всяка ярка точка в това изображение е галактика!

Край на ремонта

Ако Хъбъл е активен и днес, той го дължи на пет необикновени мисии и възможностите на американските совалки. Тези мисии през 1993, 1997, 1999, 2002 и 2009 спасиха Хъбъл не само чрез адаптиране към неговата огледална грешка, но чрез подмяна и подобряване на почти всички негови инструменти, така че той да може да остане в челните редици на ранните астрофизични открития. на 21 ^-ви век. Последната мисия STS-125, която обикновено не трябваше да се осъществи след катастрофата в Колумбия (совалките можеха да отидат само до МКС), даде възможност да се даде максимален потенциал на остаряващия телескоп, по-специално като се замени неговият шест жироскопични колела, които му позволяват да се ориентира много прецизно (за да спестят потенциала си, се използват само две наведнъж).
Десет години след последния ремонт наземните екипажи понякога задържат дъха си: въпреки необикновените си резултати и неотдавнашния си принос в астрономията (Хъбъл например наблюдава междупланетната комета 2i / Борисов), телескопът един ден ще се развали . Или вече няма да може да се ориентира. Без совалки и подходящи роботизирани средства, Хъбъл е обречен. Дотогава екипите се надяват да продължат да го щадят и да пуснат в експлоатация неговия „наследник“ телескопа Джеймс Уеб (JWST) през 2021 година.