Existem três objetos na órbita da Terra que até pessoas distantes da astronomia e astronáutica conhecem: a Lua, a Estação Espacial Internacional e o Telescópio Espacial Hubble. Este último é oito anos mais velho que a ISS e também encontrou a Estação Orbital Mir. Muitos a consideram apenas uma grande câmera no espaço. realidade Pouco mais difícil, não em vão, porque as pessoas que trabalham com esse aparato único respeitosamente o chamam de observatório celestial.

Um monte de imagens!

A história da construção do Hubble é uma constante superação de dificuldades, a luta por financiamento e a busca de soluções para situações imprevistas. O papel do Hubble na ciência não tem preço. É impossível compilar uma lista completa de descobertas em astronomia e áreas afins, feitas graças às imagens do telescópio, tantos trabalhos se referem às informações recebidas por ele. No entanto, as estatísticas oficiais falam de quase 15.000 publicações.

História

A ideia de colocar um telescópio em órbita surgiu há quase cem anos. A justificativa científica para a importância de construir tal telescópio na forma de um artigo foi publicada pelo astrofísico Lyman Spitzer em 1946. Em 1965, ele foi nomeado chefe do comitê da Academia de Ciências, que determinou as tarefas de tal projeto.

Nos anos sessenta, vários lançamentos bem sucedidos e dispositivos mais simples foram colocados em órbita, e no 68º a NASA deu luz verde ao precursor do Hubble - o aparelho LST, o Large Space Telescope, com um diâmetro de espelho maior - 3 metros contra 2,4 do Hubble - e uma ambiciosa a tarefa de lançá-lo já no 72º ano, com a ajuda do ônibus espacial que estava então em desenvolvimento. Mas a estimativa estimada do projeto acabou sendo muito cara, houve dificuldades com dinheiro e no 74º o financiamento foi completamente cancelado. O lobby ativo do projeto por astrônomos, o envolvimento da Agência Espacial Européia e a simplificação das características para aproximadamente as do Hubble possibilitaram no dia 78 receber financiamento do Congresso no valor de custos totais ridículos de 36 milhões de dólares, que hoje é igual a cerca de 137 milhões.

Ao mesmo tempo, o futuro telescópio recebeu o nome de Edwin Hubble, astrônomo e cosmólogo que confirmou a existência de outras galáxias, criou a teoria da expansão do Universo e deu seu nome não apenas ao telescópio, mas também ao científico. lei e grandeza.

O telescópio foi desenvolvido por várias empresas responsáveis ​​por diferentes elementos, dos quais os mais complexos: o sistema óptico, que ficou a cargo de Perkin-Elmer, e a espaçonave, que foi criada pela Lockheed. O orçamento já cresceu para US$ 400 milhões.

A Lockheed atrasou a criação do aparelho por três meses e ultrapassou seu orçamento em 30%. Se você observar o histórico de construção de dispositivos semelhantes em complexidade, essa é uma situação normal. Na Perkin-Elmer, as coisas eram muito piores. A empresa poliu o espelho usando tecnologia inovadora até o final de 1981, muito acima do orçamento e prejudicando as relações com a NASA. Curiosamente, o espelho em branco foi feito pela empresa Corning, que hoje produz o Gorilla Glass, que é usado ativamente em telefones. A propósito, a Kodak foi contratada para fazer um espelho sobressalente usando métodos tradicionais de polimento se houvesse algum problema com o polimento do espelho principal. Atrasos na construção do resto dos componentes dificultaram tanto o processo que uma citação da caracterização da NASA dos horários de trabalho que foi "indefinido e mudando diariamente."

O lançamento tornou-se possível apenas no ano 86, mas devido ao desastre do Challenger, os lançamentos dos ônibus espaciais foram suspensos durante as melhorias.

O Hubble foi armazenado aos poucos em câmaras especiais purgadas com nitrogênio a um custo de seis milhões de dólares por mês.

Como resultado, em 24 de abril de 1990, o ônibus Discovery foi lançado com um telescópio em órbita. A essa altura, US$ 2,5 bilhões haviam sido gastos no Hubble. Os custos totais hoje estão se aproximando de dez bilhões.

Desde o lançamento, houve vários eventos dramáticos envolvendo o Hubble, mas o principal aconteceu logo no início.

Quando, após o lançamento em órbita, o telescópio começou seu trabalho, descobriu-se que sua nitidez era uma ordem de magnitude menor do que a calculada. Em vez de um décimo de segundo de arco, foi obtido um segundo inteiro. Após várias verificações, descobriu-se que o espelho do telescópio era muito plano nas bordas: em até dois micrômetros, não correspondia ao calculado. A aberração devido a esse defeito literalmente microscópico impossibilitou a maioria dos estudos planejados.

Uma comissão foi montada, cujos membros encontraram o motivo: um espelho incrivelmente calculado com precisão foi polido incorretamente. Além disso, mesmo antes do lançamento, os mesmos desvios foram mostrados por um par de corretores nulos usados ​​nos testes - dispositivos que foram responsáveis ​​pela curvatura da superfície desejada aqui. Mas então eles não confiaram nessas indicações, confiando nas indicações do corretor zero principal, que mostrava os resultados corretos e segundo o qual o polimento era realizado. E uma das lentes, como se viu, foi instalada incorretamente.

Fator humano.

Instalar um novo espelho diretamente em órbita era tecnicamente impossível, e baixar o telescópio e trazê-lo novamente era muito caro. A solução foi elegante.

Sim, o espelho foi feito errado. Mas foi feito incorretamente com precisão muito alta. A distorção era conhecida e só precisava ser compensada, para o que foi desenvolvido um sistema especial de correção COSTAR. Foi decidido instalá-lo como parte da primeira expedição para manter o telescópio. Tal expedição é uma operação complexa de dez dias com astronautas indo para o espaço sideral. Um trabalho mais futurista não pode ser imaginado, e isso é apenas manutenção. No total, foram quatro expedições durante a operação do telescópio, com duas partidas como parte da terceira.

Em 2 de dezembro de 1993, o ônibus espacial Endeavour, do qual foi o quinto voo, entregou os astronautas ao telescópio. Eles instalaram o Kostar e substituíram a câmera.

Costar corrigiu a aberração esférica do espelho, fazendo o papel dos óculos mais caros da história. O sistema de correção óptica cumpriu sua função até 2009, quando a necessidade dele desapareceu devido ao uso de sua própria óptica corretiva em todos os novos dispositivos. Ela cedeu lugar precioso no telescópio ao espectrógrafo e ocupou um lugar de destaque no Museu Nacional de Aeronáutica e Astronáutica, após ser desmontado como parte da quarta expedição de manutenção do Hubble em 2009.

Ao controle

O telescópio é controlado e monitorado 24 horas por dia, 7 dias por semana em tempo real a partir de um centro de controle em Greenbelt, Maryland. As tarefas do centro são divididas em dois tipos: técnicas (manutenção, gerenciamento e monitoramento de condições) e científicas (seleção de objetos, preparação de tarefas e coleta direta de dados). Toda semana, o Hubble recebe mais de 100.000 comandos diferentes da Terra: são instruções de correção de órbita e tarefas para fotografar objetos espaciais.

No MCC, o dia é dividido em três turnos, cada um com uma equipe separada de três a cinco pessoas. Durante as expedições ao próprio telescópio, a equipe de trabalhadores aumenta para várias dezenas.

A propósito, existe um site separado desenvolvido por Chris Peet onde você pode rastrear a posição do observatório celestial. Há também dados sobre outros objetos orbitais artificiais:
www.heavens-above.com

O Hubble é um telescópio ocupado, mas mesmo sua agenda lotada pode ajudar absolutamente qualquer astrônomo, mesmo não profissional. Todos os anos, recebe mil pedidos de reserva de tempo de astrônomos de diferentes países. Cerca de 20% dos pedidos são aprovados por um comitê de especialistas e, segundo a NASA, mais ou menos 20.000 observações são feitas anualmente graças a solicitações internacionais. Todos esses aplicativos são encaixados, programados e enviados ao Hubble do mesmo centro em Maryland.

Óptica

Conjunto atual de ferramentas:

NICMOS
Câmera de infravermelho próximo e espectrômetro multiobjeto
Câmera infravermelha próxima e espectrômetro multiobjeto

ACS
Câmera avançada para pesquisas
Câmera de visão geral avançada

WFC3
Câmera de campo amplo 3
Câmera ampla 3

COS
Espectrógrafo de Origens Cósmicas
Espectrógrafo ultravioleta

DST
Espectrógrafo de Imagens do Telescópio Espacial
Espectrógrafo de gravação do telescópio espacial

FGS
Sensor de orientação fina
Sistema de orientação

A óptica principal do Hubble é baseada no sistema Ritchey-Chrétien. Consiste em um espelho redondo, hiperbolicamente curvado de 2,4 m de diâmetro com um orifício no centro. Este espelho reflete em um espelho secundário, também de forma hiperbólica, que reflete um feixe digitalizável no orifício central do primário. Todos os tipos de filtros são usados ​​para filtrar partes desnecessárias do espectro e destacar as faixas desejadas.

Nesses telescópios, é usado o sistema de espelhos, e não lentes, como nas câmeras. Há muitas razões para isso: diferenças de temperatura, tolerâncias de polimento, dimensões gerais e ausência de perda de feixe dentro da própria lente.

A ótica principal do Hubble não mudou desde o início. E o conjunto de várias ferramentas que o utilizam foi completamente alterado ao longo de várias expedições de serviço. O Hubble foi atualizado com instrumentação e, durante sua existência, treze instrumentos diferentes funcionaram lá. Hoje ele carrega seis, um dos quais está em hibernação.

As câmeras grande angular e planetária da primeira e segunda gerações foram responsáveis ​​pelas fotografias na faixa óptica, e a câmera grande angular da terceira agora.

O potencial do primeiro WFPC nunca foi realizado devido a problemas com o espelho. E a expedição de 93, tendo instalado o Kostar, ao mesmo tempo o substituiu pela segunda versão.

A câmera WFPC2 tinha quatro sensores quadrados, cujas imagens formavam um grande quadrado. Quase. Uma matriz - exatamente a mesma "planetária" - recebeu uma imagem com uma ampliação maior e, quando a escala é restaurada, essa parte da imagem captura menos de um décimo sexto do quadrado total em vez de um quarto, mas em maior resolução. As três matrizes restantes foram responsáveis ​​pelo "grande angular". É por isso que as fotos completas da câmera parecem um quadrado que teve 3 blocos comidos de um canto, e não devido a problemas com o upload de arquivos ou outros problemas.

WFPC2 foi substituído por WFC3 em 2009. A diferença entre eles é bem ilustrada pelos Pilares da Criação refeitos, que serão discutidos mais adiante.

Além do alcance óptico e infravermelho próximo da câmera grande angular, o Hubble vê:

• usando o espectrógrafo STIS no ultravioleta próximo e distante, bem como do visível ao infravermelho próximo;
• no mesmo local, usando um dos canais ACS, cujos outros canais cobrem uma enorme faixa de frequência do infravermelho ao ultravioleta;
• fontes de pontos fracos na faixa ultravioleta pelo espectrógrafo COS.

Instantâneos

As imagens do Hubble não são exatamente fotografias no sentido usual. Muitas informações não estão disponíveis na faixa óptica. Muitos objetos espaciais irradiam ativamente em outras faixas. O Hubble está equipado com uma variedade de dispositivos com uma variedade de filtros que permitem capturar dados que os astrônomos processam posteriormente e podem reduzir a uma imagem visual. A riqueza de cores é proporcionada por diferentes faixas de radiação de estrelas e partículas ionizadas por elas, bem como sua luz refletida.

Há muitas fotos, vou contar apenas algumas das mais emocionantes. Todas as fotos têm seu próprio ID, que pode ser facilmente localizado no site do Hubble spacetelescope.org ou diretamente no Google. Muitas das fotos estão em alta resolução no site, mas aqui deixo as versões em tamanho de tela.

Hubble tirou sua foto mais famosa em 1º de abril de 1995, sem se distrair do trabalho inteligente no Dia da Mentira. Estes são os Pilares da Criação, assim chamados porque as estrelas são formadas a partir dessas acumulações de gás e porque elas se assemelham em forma. A imagem mostra um pequeno pedaço da parte central da Nebulosa da Águia. Esta nebulosa é interessante porque as grandes estrelas em seu centro a dispersaram parcialmente, e até mesmo apenas do lado da Terra. Essa sorte permite que você olhe para o centro da nebulosa e, por exemplo, tire a famosa foto expressiva.

Outros telescópios também fotografaram essa região em diferentes alcances, mas nos Pilares ópticos saem de forma mais expressiva: ionizado pelas próprias estrelas que espalharam parte da nebulosa, o gás brilha nas cores azul, verde e vermelho, criando lindos transbordamentos.

Em 2014, os Pilares foram refeitos com equipamentos Hubble atualizados: a primeira versão foi filmada pela câmera WFPC2 e a segunda pela WFC3.

Uma rosa feita de galáxias

ID: heic1107a

O objeto Arp 273 é um belo exemplo de comunicação entre galáxias que estão próximas umas das outras. A forma assimétrica da parte superior é consequência das chamadas interações de maré com a parte inferior. Juntos eles formam uma flor grandiosa, apresentada à humanidade em 2011.

Sombrero da Galáxia Mágica

ID: opo0328a

Messier 104 é uma galáxia majestosa que parece ter sido inventada e pintada em Hollywood. Mas não, a bela centésima quarta está localizada na periferia sul da constelação de Virgem. E é tão brilhante que é visível mesmo em telescópios domésticos. Essa beleza posou para o Hubble em 2004.

Nova visão infravermelha da Nebulosa Cabeça de Cavalo - Imagem do 23º Aniversário do Hubble

ID: heic1307a

Em 2013, o Hubble recriou a imagem de Barnard 33 em infravermelho. E a sombria Nebulosa Cabeça de Cavalo na constelação de Órion, quase opaca e preta na faixa visível, apareceu sob uma nova luz. Ou seja, alcance.

Antes disso, o Hubble já havia fotografado em 2001:

Hubble captura região de formação de estrelas S106

ID: heic1118a

S106 é uma região de formação de estrelas na constelação de Cygnus. A bela estrutura se deve ao material ejetado de uma estrela jovem, que está envolta em poeira em forma de rosquinha no centro. Essa cortina de poeira tem fendas acima e abaixo, através das quais o material da estrela irrompe mais ativamente, formando uma forma que lembra uma conhecida ilusão de ótica. A foto foi tirada no final de 2011.

Cassiopeia A: consequências coloridas da morte de uma estrela

ID: heic0609a

Você provavelmente já ouviu falar sobre explosões de supernovas. E esta imagem mostra claramente um dos cenários para o futuro destino de tais objetos.

Na foto de 2006 - as consequências da explosão da estrela Cassiopeia A, que aconteceu bem em nossa galáxia. A onda de matéria que se espalha a partir do epicentro é perfeitamente visível, com uma estrutura complexa e detalhada.

Imagem Hubble Arp 142

ID: heic1311a

E, novamente, uma imagem mostrando as consequências da interação de duas galáxias que estavam próximas uma da outra durante sua jornada no Universo.

NGC 2936 e 2937 colidiram e se chocaram. Este já é um evento interessante por si só, mas neste caso, outro aspecto foi adicionado: a forma atual das galáxias lembra um pinguim com um ovo, o que funciona como um grande diferencial para a popularidade dessas galáxias.

Em uma foto fofa de 2013, você pode ver traços da colisão: por exemplo, o olho do pinguim é formado, em sua maior parte, por corpos da galáxia do ovo.

Conhecendo a idade de ambas as galáxias, podemos finalmente responder o que aconteceu antes: um ovo ou um pinguim.

Uma borboleta emergindo dos restos de uma estrela na nebulosa planetária NGC 6302

ID: heic0910h

Às vezes, o gás quente flui até 20 mil graus, voando a uma velocidade de quase um milhão de km / h, parece as asas de uma borboleta frágil, você só precisa encontrar o ângulo certo. O Hubble não precisou olhar, a nebulosa NGC 6302 - também chamada de Nebulosa Borboleta ou Besouro - virou-se para nós em uma direção adequada.

Essas asas são criadas por uma estrela moribunda em nossa galáxia na constelação de Scopio. A forma das asas das correntes de gás é novamente devido ao anel de poeira ao redor da estrela. A mesma poeira fecha a própria estrela de nós. É possível que o anel tenha sido formado pela perda de matéria da estrela ao longo do equador a uma velocidade relativamente baixa, enquanto as asas foram formadas por uma perda mais rápida dos pólos.

A foto foi tirada em 2009.

campo profundo

Existem várias imagens do Hubble que possuem Deep Field em seu título. São quadros com um enorme tempo de exposição de vários dias, mostrando um pequeno pedaço do céu estrelado. Para removê-los, tive que escolher com muito cuidado um local adequado para tal exposição. Não deveria ter sido bloqueado pela Terra e pela Lua, não deveria haver objetos brilhantes nas proximidades, e assim por diante. Como resultado, os Deep Fields tornaram-se quadros muito úteis para os astrônomos, que podem ser usados ​​para estudar os processos de formação do universo.

O mais recente desses quadros - o Hubble Extreme Deep Field de 2012 - é bastante chato aos olhos do leigo - trata-se de uma filmagem sem precedentes com uma exposição de dois milhões de segundos (~ 23 dias), mostrando 5,5 mil galáxias, a mais escura das quais um brilho de dez bilhões a menos do que a sensibilidade da visão humana.

Desde os primórdios da astronomia, desde a época de Galileu, os astrônomos têm um objetivo comum: ver mais, ver mais longe, ver mais fundo. E o Telescópio Espacial Hubble, lançado em 1990, é um grande passo nessa direção. O telescópio está na órbita da Terra acima da atmosfera, o que poderia distorcer e bloquear a radiação proveniente de objetos espaciais. Graças à sua ausência, os astrônomos obtêm fotos da mais alta qualidade com a ajuda do Hubble. É quase impossível superestimar o papel que o telescópio desempenhou no desenvolvimento da astronomia - o Hubble é um dos projetos mais bem-sucedidos e de longo prazo da agência espacial da NASA. Ele enviou centenas de milhares de fotografias para a Terra, esclarecendo muitos segredos da astronomia. Ele ajudou a determinar a idade do universo, identificar quasares, provar que buracos negros massivos estão localizados no centro das galáxias e até mesmo montou experimentos para detectar matéria escura.

As descobertas mudaram a visão dos astrônomos sobre o Universo. A capacidade de ver em detalhes ajudou a transformar algumas hipóteses astronômicas em fatos. Muitas teorias foram descartadas para ir na direção certa. Entre as conquistas do Hubble, uma das principais é a determinação da idade do Universo, que os cientistas estimam hoje em 13-14 bilhões de anos. Isso é, sem dúvida, mais preciso do que os dados anteriores de 10 a 20 bilhões de anos. O Hubble também desempenhou um papel fundamental na descoberta da energia escura, a força misteriosa que faz com que o universo se expanda a uma taxa cada vez maior. Graças ao Hubble, os astrônomos puderam ver galáxias em todos os estágios de seu desenvolvimento, a partir da formação que ocorreu no jovem Universo, o que ajudou os cientistas a entender como elas nasceram. Com a ajuda do telescópio, foram encontrados discos protoplanetários, acumulações de gás e poeira em torno de estrelas jovens, em torno das quais em breve (pelos padrões astronômicos, é claro) novos sistemas planetários aparecerão. Ele foi capaz de encontrar as fontes de explosões de raios gama - explosões de energia estranhas e incrivelmente poderosas - em galáxias distantes durante o colapso de estrelas supermassivas. E isso é apenas parte das descobertas de um instrumento astronômico único, mas já provando que os US$ 2,5 bilhões gastos na criação, lançamento em órbita e manutenção são o investimento mais lucrativo na escala de toda a humanidade.

Telescópio Orbital Espacial Hubble

O Hubble tem um desempenho incrível. Toda a comunidade astronômica gosta de sua capacidade de ver as profundezas do universo. Cada astrônomo pode enviar um pedido de tempo de uso de seus serviços, e um grupo de especialistas decide se isso é possível. Depois que a observação é feita, via de regra, um ano se passa antes que a comunidade astronômica receba os resultados da pesquisa. Como os dados obtidos com o telescópio estão disponíveis para todos, qualquer astrônomo pode realizar suas pesquisas, coordenando os dados com observatórios de todo o mundo. Tal política torna a pesquisa aberta e, portanto, mais eficaz. No entanto, as capacidades únicas do telescópio também significam o mais alto nível de demanda por ele - astrônomos de todo o mundo estão lutando pelo direito de usar os serviços do Hubble em seu tempo livre nas missões principais. Todos os anos, mais de mil inscrições são recebidas, entre as quais as melhores são selecionadas de acordo com especialistas, mas, segundo as estatísticas, apenas 200 estão satisfeitas - apenas um quinto do número total de candidatos realiza suas pesquisas usando o Hubble.

Por que foi necessário trazer o telescópio para o espaço próximo da Terra e por que o dispositivo tem uma demanda tão alta entre os astrônomos? O fato é que o telescópio Hubble foi capaz de resolver dois problemas de telescópios terrestres de uma só vez. Primeiro, a mancha do sinal da atmosfera terrestre limita as capacidades dos telescópios terrestres, independentemente de sua sofisticação técnica. Graças ao desfoque atmosférico, vemos as estrelas brilharem quando olhamos para o céu. Em segundo lugar, a atmosfera absorve radiação com um determinado comprimento de onda, principalmente ultravioleta, raios-x e radiação gama. E isso é um problema sério, já que o estudo de objetos espaciais é tanto mais eficaz quanto maior for o alcance da energia.
E é justamente para evitar a influência negativa da atmosfera na qualidade das imagens obtidas que o telescópio está localizado acima dele, a uma distância de 569 quilômetros acima da superfície. Ao mesmo tempo, o telescópio faz uma revolução ao redor da Terra em 97 minutos, movendo-se a uma velocidade de 8 quilômetros por segundo.

Sistema óptico do telescópio Hubble

O telescópio Hubble é um Ritchie-Chrétien, ou versão melhorada do sistema Cassegrain, no qual a luz atinge inicialmente o espelho principal, é refletida e atinge o espelho secundário, que focaliza a luz e a direciona para o sistema de instrumentos científicos do telescópio através de um pequeno furo no espelho principal. Muitas vezes as pessoas acreditam erroneamente que um telescópio amplia uma imagem. Na verdade, ele coleta apenas a quantidade máxima de luz do objeto. Assim, quanto maior o espelho principal, mais luz ele coletará e mais clara será a imagem. O segundo espelho apenas focaliza a radiação. O espelho primário do Hubble tem 2,4 metros de diâmetro. Parece pequeno, considerando que o diâmetro dos espelhos dos telescópios terrestres chega a 10 metros ou mais, mas a ausência de atmosfera, no entanto, é uma grande vantagem da versão em quadrinhos.
Para observar objetos espaciais, o telescópio possui uma série de instrumentos científicos, trabalhando juntos ou separadamente. Cada um deles é único à sua maneira.

Câmera avançada para pesquisas (ACS). O mais novo instrumento para observações na faixa do visível, projetado para estudos do Universo primitivo e instalado em 2002. Esta câmera ajudou a mapear a distribuição da matéria negra, detectar os objetos mais distantes e estudar a evolução dos aglomerados de galáxias.

Câmera infravermelha próxima e espectrômetro multi-objeto (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer - NICMOS). Um sensor infravermelho detecta calor quando os objetos são obscurecidos por poeira ou gás interestelar, como em regiões de formação estelar ativa.

Câmera de infravermelho próximo e espectrômetro multi-objeto (Space Telescope Imaging Spectrograph - STIS). Atua como um prisma, espalhando luz. A partir do espectro resultante, pode-se obter informações sobre temperatura, composição química, densidade e movimento dos objetos em estudo. O STIS cessou a operação em 3 de agosto de 2004 devido a problemas técnicos, mas será reparado em 2008 durante uma manutenção programada do telescópio.

Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2). Uma ferramenta universal com a qual foram tiradas a maioria das fotografias conhecidas por todos. Graças a 48 filtros, permite ver objetos em uma faixa bastante ampla de comprimentos de onda.

Sensores de orientação fina (FGS). Eles não são apenas responsáveis ​​pelo controle e orientação do telescópio no espaço - eles orientam o telescópio em relação às estrelas e não permitem que se percam, mas também fazem medições precisas das distâncias entre as estrelas e fixam o movimento relativo.
Como muitas naves espaciais em órbita terrestre, o telescópio Hubble é alimentado por radiação solar, que é detectada por dois painéis solares de doze metros e acumulada para operação ininterrupta durante a passagem ao longo do lado sombrio da Terra. O projeto do sistema de orientação para o alvo desejado - um objeto no Universo - também é muito interessante - afinal, fotografar com sucesso uma galáxia ou quasar distante a uma velocidade de 8 quilômetros por segundo é uma tarefa muito difícil. O sistema de orientação do telescópio inclui os seguintes componentes: os já mencionados sensores de ponta fina, que marcam a posição do dispositivo em relação às duas estrelas "principais"; sensores de posição em relação ao Sol - não apenas ferramentas auxiliares para orientação do telescópio, mas também as ferramentas necessárias para determinar a necessidade de fechar/abrir a porta de abertura, o que evita que o equipamento “queime” quando a luz solar focalizada o atinge; sensores magnéticos que orientam a nave espacial em relação ao campo magnético da Terra; um sistema de giroscópios que rastreiam o movimento do telescópio; e um detector eletro-óptico que monitora a posição do telescópio em relação à estrela selecionada. Tudo isso fornece não apenas a capacidade de controlar o telescópio, "apontando" para o objeto espacial desejado, mas também evita a quebra de equipamentos valiosos que não podem ser substituídos prontamente por um funcional.

No entanto, o trabalho de Hubble não teria sentido sem a possibilidade de transmitir os dados obtidos para estudo em laboratórios terrestres. E para resolver esse problema, quatro antenas foram instaladas no Hubble, que trocam informações com o centro de controle de voo (Flight Operations Team) do Goddard Space Flight Center em Greenbelt (Greenbelt). Os satélites em órbita terrestre são usados ​​para se comunicar com o telescópio e definir as coordenadas, eles também são responsáveis ​​pela transmissão de dados. O Hubble tem dois computadores e vários subsistemas menos complexos. Um dos computadores controla a navegação do telescópio, todos os outros sistemas são responsáveis ​​pela operação dos instrumentos e comunicação com os satélites.

Esquema de transferência de informações da órbita para a Terra

Os dados da equipe de pesquisa em terra vão para o Goddard Space Flight Center, depois para o Space Telescope Science Institute, onde uma equipe de especialistas processa os dados e os registra em mídia magneto-óptica. Toda semana, o telescópio envia informações para a Terra que podem preencher mais de vinte DVDs, e o acesso a essa enorme variedade de informações valiosas é aberto a todos. A maioria dos dados é armazenada no formato digital FITS, muito conveniente para análise, mas extremamente inadequado para publicação na mídia. É por isso que as imagens mais interessantes para o público em geral são publicadas em formatos de imagem mais comuns - TIFF e JPEG. Assim, o telescópio Hubble tornou-se não apenas um instrumento científico único, mas também uma das poucas oportunidades de observar as belezas do Cosmos para qualquer pessoa - um profissional, um amador e até mesmo uma pessoa não familiarizada com a astronomia. Com algum pesar, temos que dizer que o acesso de um astrônomo amador ao telescópio está fechado hoje devido a uma diminuição no financiamento para o projeto.

Telescópio orbital Hubble

O passado do telescópio Hubble não é menos interessante do que o seu presente. Pela primeira vez, a ideia de criar tal instalação surgiu em 1923 de Hermann Oberth, o fundador da tecnologia de foguetes alemã. Foi ele quem primeiro falou sobre a possibilidade de enviar um telescópio para a órbita próxima à Terra usando um foguete, embora nem os próprios foguetes existissem na época. Essa ideia foi desenvolvida em 1946 em suas publicações sobre a necessidade de criar um observatório espacial pelo astrofísico americano Lyman Spitzer. Ele previu a possibilidade de obter fotografias únicas que são simplesmente impossíveis de tirar no terreno. Nos cinquenta anos seguintes, o astrofísico promoveu ativamente essa ideia até o início de sua aplicação real.

Spitzer tem sido líder no desenvolvimento de vários projetos de observatórios orbitais, incluindo o satélite Copernicus e o Orbiting Astronomical Observatory. Graças a ele, o projeto Large Space Telescope (Large Space Telescope) foi aprovado em 1969, infelizmente, por falta de financiamento, as dimensões e equipamentos do telescópio foram um pouco reduzidos, incluindo o tamanho dos espelhos e o número de instrumentos.

Em 1974, foi proposto fazer instrumentos intercambiáveis ​​com uma resolução de 0,1 segundos de arco e uma faixa de comprimento de onda de trabalho do ultravioleta ao visível e infravermelho. O ônibus espacial deveria colocar o telescópio em órbita e devolvê-lo à Terra para manutenção e reparo, o que também era possível no espaço.

Em 1975, a NASA, juntamente com a Agência Espacial Europeia (ESA), começou a trabalhar no telescópio Hubble. Em 1977, o financiamento do telescópio foi aprovado pelo Congresso.

Após esta decisão, começou a ser elaborada uma lista de instrumentos científicos do telescópio, foram selecionados cinco vencedores do concurso para a criação de equipamentos. Havia muito trabalho pela frente. Eles decidiram nomear o telescópio em homenagem ao astrônomo que mostrou que as pequenas "manchas" visíveis através do telescópio são galáxias distantes - e provou que o Universo está se expandindo.

Depois de todos os atrasos, o lançamento foi marcado para outubro de 1986, mas em 28 de janeiro de 1986, o ônibus espacial Challenger explodiu um minuto após o lançamento. A verificação dos ônibus espaciais durou mais de dois anos, o que significa que o lançamento do telescópio Hubble em órbita foi adiado por quatro anos. Durante este tempo, o telescópio melhorou, em 24 de abril de 1990, um aparelho único subiu em sua órbita.

Lançamento do ônibus espacial com o telescópio Hubble a bordo

Em dezembro de 1993, o ônibus espacial Endeavour, com uma tripulação de sete pessoas, foi colocado em órbita para realizar a manutenção do telescópio. Duas câmeras foram substituídas, assim como os painéis solares. Em 1994, as primeiras fotografias foram tiradas do telescópio, cuja qualidade chocou os astrônomos. O Hubble justificou-se plenamente.

Manutenção, modernização e substituição de câmeras, painéis solares, inspeção de blindagem térmica e manutenção foram realizadas mais três vezes: em 1997, 1999 e 2002.

Modernização do telescópio Hubble, 2002

O próximo voo deveria ocorrer em 2006, mas em 1º de fevereiro de 2003, devido a problemas com a pele, o ônibus espacial Columbia queimou na atmosfera durante o retorno. Com isso, houve a necessidade de estudos adicionais sobre a possibilidade de uso posterior do Shuttle, que se encerrou apenas em 31 de outubro de 2006. Foi isso que levou ao adiamento da próxima manutenção programada do telescópio para setembro de 2008.
Hoje o telescópio está operando normalmente, transmitindo 120 GB de informação semanalmente. Um sucessor do Hubble, o Telescópio Espacial Webb, também está sendo desenvolvido, que explorará objetos de alto desvio para o vermelho no universo primitivo. Estará a uma altitude de 1,5 milhão de quilômetros, o lançamento está previsto para 2013.

Claro, o Hubble não é eterno. O próximo reparo está programado para 2008, mas ainda assim o telescópio se desgasta gradualmente e se torna inoperável. Isso acontecerá por volta de 2013. Quando isso acontecer, o telescópio permanecerá em órbita até se degradar. Então, em uma espiral, o Hubble começará a cair na Terra e seguirá a estação Mir ou será entregue com segurança à Terra e se tornará uma exposição de museu com uma história única. Mas ainda assim, o legado do telescópio Hubble: suas descobertas, seu exemplo de trabalho quase impecável e fotografias, conhecidas de todos, permanecerão. Você pode ter certeza de que suas realizações ajudarão a desvendar os mistérios do universo por muito tempo, como um triunfo da vida incrivelmente rica do telescópio Hubble.

No final de setembro de 2008 no telescópio. O Hubble falhou na unidade responsável pela transmissão de informações para a Terra. A missão de reparo do telescópio foi remarcada para fevereiro de 2009.

Características técnicas do telescópio. Hubble:

Lançamento: 24 de abril de 1990 12:33 UT
Dimensões: 13,1 x 4,3 m
Peso: 11 110 kg
Design óptico: Ritchie-Chretien
Vinheta: 14%
Campo de visão: 18" (para fins científicos), 28" (para orientação)
Resolução angular: 0,1" a 632,8 nm
Faixa espectral: 115 nm - 1 mm
Precisão de estabilização: 0,007" em 24 horas
Órbita estimada da nave espacial: altitude - 693 km, inclinação - 28,5°
Período de rotação em torno de Zesli: entre 96 e 97 minutos
Tempo de operação planejado: 20 anos (com manutenção)
Custo do telescópio e da espaçonave: US$ 1,5 bilhão (em dólares de 1989)
Espelho principal: Diâmetro 2400 mm; Raio de curvatura 11.040 mm; Quadrado de excentricidade 1.0022985
Espelho secundário: Diâmetro 310 mm; Raio de curvatura 1,358 mm; Quadrado de excentricidade 1,49686
Distâncias: Centros dos espelhos 4906,071 mm; Do espelho secundário ao foco 6406.200 mm

Direitos autorais da imagem Serviço Mundial da BBC Legenda da imagem O Hubble foi lançado em órbita pelo ônibus espacial Discovery em 24 de abril de 1990.

Esta semana marca o 25º aniversário do lançamento do Telescópio Espacial Hubble. O aniversário de prata foi marcado por mais uma imagem mostrando estrelas jovens brilhando contra uma espessa nuvem de gás e poeira.

Este aglomerado estelar - Westerlund 2 - está localizado a 20 mil anos-luz da Terra na constelação de Carina.

Direitos autorais da imagem Serviço Mundial da BBC Legenda da imagem Logo após o lançamento do telescópio, foi revelado um defeito em seu espelho principal, o que tornou todas as imagens embaçadas.

Os engenheiros da NASA acreditam que o telescópio orbital durará pelo menos mais cinco anos.

"O maior otimista não poderia ter previsto em 1990 até que ponto o Hubble iria reescrever todos os nossos livros de astrofísica e ciência planetária", diz o administrador da NASA Charlie Bolden.

Logo após o lançamento do telescópio, foi revelado um defeito em seu espelho principal, o que tornou todas as imagens embaçadas.

Em 1993, os astronautas conseguiram corrigir esse defeito instalando um dispositivo corretivo especialmente projetado.

Direitos autorais da imagem Serviço Mundial da BBC Legenda da imagem Muitas imagens do Hubble, como a Nebulosa da Águia, tornaram-se uma sensação científica.

Mais quatro visitas de manutenção depois, o telescópio está em excelentes condições e tecnicamente capaz de muito mais do que apenas após o lançamento.

No passado, o Hubble sofreu desgaste gradual em todos os seus seis giroscópios usados ​​no sistema de orientação.

No entanto, após sua substituição, apenas um falhou em março de 2014. Nos últimos anos, graças à substituição de componentes eletrônicos obsoletos e à instalação de novas câmeras, o telescópio começou a funcionar visivelmente melhor.

Direitos autorais da imagem Serviço Mundial da BBC Legenda da imagem Esta imagem de Júpiter e sua lua Ganimedes é dramática

É difícil superestimar a contribuição deste telescópio orbital para a ciência.

Na época de seu lançamento, os astrônomos não sabiam nada sobre a idade do universo - as estimativas variavam de 10 a 20 bilhões de anos.

Um estudo de telescópio de pulsares reduziu isso, e o pensamento atual é que 13,8 bilhões de anos se passaram desde o Big Bang.

Direitos autorais da imagem Serviço Mundial da BBC Legenda da imagem Hubble ajudou a determinar a idade do universo, que atualmente é de 13,8 bilhões de anos

O Hubble foi fundamental na descoberta da taxa de expansão do universo e também forneceu evidências decisivas para a existência de buracos negros supermassivos nos centros das galáxias.

A força do telescópio espacial em comparação com a nova geração de telescópios terrestres continua sendo sua capacidade única de penetrar no passado profundo do universo, observando objetos que se formaram muito cedo em sua história.

Direitos autorais da imagem Serviço Mundial da BBC Legenda da imagem A Nebulosa do Caranguejo está a 6.500 anos-luz de distância e é o remanescente de uma explosão de supernova.

Entre as maiores realizações do telescópio, sem dúvida, devem ser mencionadas as observações do "campo profundo", quando durante muitos dias registrou a luz que vinha da parte escura do céu e revelou a presença de milhares de galáxias muito fracamente luminosas.

Atualmente, o telescópio está envolvido em tais observações na maioria das vezes como parte do programa Frontier Fields. O Hubble observa seis enormes aglomerados de galáxias antigas.

Direitos autorais da imagem NASA Legenda da imagem Cada um dos objetos brilhantes nesta imagem é uma galáxia distante.

Usando o efeito da lente gravitacional, o Hubble é capaz de olhar para o passado ainda mais distante do universo.

“A gravidade, ao distorcer a luz vinda de galáxias distantes, nos permite olhar além desses aglomerados”, diz Jennifer Lotz, participante do programa.

Atualmente, o "Hubble" é capaz de "ver" objetos, cuja luz é 10 a 50 vezes mais fraca do que a observada anteriormente.

O objetivo desses estudos é observar os primeiros estágios da formação da primeira geração de estrelas e galáxias que estão apenas algumas centenas de milhões de anos distantes do Big Bang.

Direitos autorais da imagem Serviço Mundial da BBC Legenda da imagem "Expanding Universe": fotografias do telescópio Hubble, editora Taschen

E é isso que o sucessor do Hubble, o muito maior e mais avançado Telescópio Espacial James Webb, fará em outro nível.

Seu lançamento está previsto para 2018. Ele foi projetado e construído especificamente para esta tarefa. Tirar fotos que levam dias e semanas para o Telescópio Espacial Hubble levará apenas horas.

O Telescópio Hubble, em homenagem ao astrônomo americano Edwin Hubble (1889-1953), foi lançado em órbita baixa da Terra em 24 de abril de 1990. Durante seu trabalho, foram obtidas mais de um milhão de imagens de estrelas, planetas, galáxias, nebulosas e outros objetos espaciais.

A atmosfera da Terra é opaca, então se o Hubble estivesse localizado na superfície do nosso planeta, veria dez vezes pior.

Imediatamente após o lançamento do telescópio, descobriu-se que seu espelho principal apresentava um defeito, devido ao qual a nitidez e a resolução das imagens obtidas eram muito piores do que o esperado. Ao longo da história do telescópio, houve cinco expedições para atendê-lo. A principal tarefa do primeiro voo para o Hubble foi, obviamente, eliminar o defeito do espelho instalando óticas corretivas. Foi uma das expedições mais difíceis da história da nossa exploração do espaço extraterrestre. Os astronautas completaram cinco longas caminhadas espaciais; várias câmeras, painéis solares, sistemas de orientação foram substituídos... Ao final do trabalho, a órbita foi ajustada, pois devido ao atrito com o ar ao se mover na alta atmosfera, ocorreu uma perda de altitude. A missão foi concluída com sucesso e as fotos tiradas após a missão ficaram muito boas. Nas demais expedições foram realizadas manutenções programadas e substituição de equipamentos por outros mais modernos. Por muito tempo, o quinto voo para o Hubble ficou em dúvida.

Após o desastre da espaçonave Columbia em março de 2003, os trabalhos de manutenção do telescópio foram temporariamente suspensos. A NASA decidiu que todo ônibus espacial deveria ser capaz de chegar à ISS em caso de problemas técnicos.

No entanto, a necessidade de trabalhos de manutenção está claramente atrasada. A NASA se deparou com uma séria questão: arriscar ou deixar como está? O quinto vôo para o Hubble ocorreu contra todas as probabilidades na primavera de 2009, depois que a NASA teve um novo administrador. Foi decidido que esta expedição do Hubble seria a última.

Como você obtém imagens brilhantes e coloridas do Hubble?

O Hubble tira fotos de objetos espaciais em várias faixas de infravermelho a ultravioleta, a saída são fotografias em preto e branco de muito boa qualidade e resolução. De onde vêm essas imagens coloridas brilhantes, que aparecem primeiro no site da NASA e depois percorrem toda a Internet? A resposta é bastante banal: Photoshop. O processo de edição de fotos é complexo e demorado, não se deixe enganar pelos dois minutos de duração do vídeo. Aqui está o que parece:

As imagens mais famosas do Hubble:

Pilares da Criação

Os Pilares da Criação ou Troncos de Elefante são uma coleção de poeira estelar e gás na Nebulosa da Águia (7.000 anos-luz da Terra).

A Galáxia de Andrômeda, a 2,5 milhões de anos-luz da Terra:

Galáxia M83, a 15 milhões de anos-luz da Terra:

A Nebulosa do Caranguejo é o resultado de uma explosão de supernova em 1054 DC; no centro da nebulosa está uma estrela de nêutrons (a massa é da mesma ordem que a do nosso Sol, o tamanho é como uma pequena cidade).

Galáxia NGC 5194, a 23 milhões de anos-luz da Terra:

Inferior esquerdo - uma supernova que entrou em erupção em 1994 nos arredores de uma galáxia espiral

A Galáxia do Sombrero, a 30 milhões de anos-luz da Terra:

A Nebulosa Ômega na constelação de Sagitário, a 5.000 anos-luz da Terra:

As melhores fotos do telescópio Hubble. Você pode colocá-lo em tela cheia e aproveitar:

O Telescópio Espacial Hubble (em homenagem a Edwin Hubble) é um observatório autônomo em órbita terrestre, um projeto conjunto entre a NASA e a Agência Espacial Européia. No espaço, telescópios são colocados para registrar a radiação eletromagnética nas faixas que a atmosfera terrestre não deixa passar. O Hubble trabalhou por quase 15 anos (desde 1990) e continua trabalhando (embora a missão principal esteja concluída e os colegas do Hubble, Spitzer e Kepler, lançados em 2003 e 2009, respectivamente, continuem). Um projeto colossal em seu significado, com a ajuda do qual uma infinidade de teorias foram testadas e um grande número de descobertas foi feito. Mapas de Plutão e Eris, imagens de cometas de alta qualidade, confirmação da hipótese da isotropia do Universo, a descoberta de um novo satélite de Netuno - Hubble trouxe tantos dados que seu estudo continua e continua.

No final de 2018, a sonda espacial OSIRIS-Rex entrou na órbita do asteroide Bennu e revelou características interessantes sobre sua estrutura. Parece que com tanta proximidade do dispositivo, todas as novas descobertas devem ser feitas apenas com a ajuda de seu equipamento de bordo, mas não. Pesquisadores