Există trei obiecte pe orbita Pământului despre care știu chiar și oamenii departe de astronomie și astronautică: Luna, Stația Spațială Internațională și Telescopul Spațial Hubble. Acesta din urmă este cu opt ani mai vechi decât ISS și a găsit și stația orbitală Mir. Mulți îl consideră doar o cameră mare în spațiu. realitate Mic mai dificil, nu degeaba, pentru că oamenii care lucrează cu acest aparat unic îl numesc respectuos un observator ceresc.

Multe poze!

Istoria construcției Hubble este o depășire constantă a dificultăților, lupta pentru finanțare și căutarea soluțiilor la situații neprevăzute. Rolul lui Hubble în știință este neprețuit. Este imposibil să alcătuiești o listă completă de descoperiri din astronomie și domenii conexe, realizate grație imaginilor telescopului, așa că multe lucrări se referă la informațiile primite de acesta. Cu toate acestea, statisticile oficiale vorbesc despre aproape 15.000 de publicații.

Poveste

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

În anii șaizeci, mai multe lansări de succes și dispozitive mai simple au fost livrate pe orbită, iar în cea de-a 68-a NASA a dat undă verde precursorului lui Hubble - aparatul LST, Telescopul Spațial Mare, cu un diametru oglindă mai mare - 3 metri față de 2,4 al lui Hubble - și o sarcina ambițioasă de a-l lansa deja în al 72-lea an, cu ajutorul navetei spațiale care era atunci în dezvoltare. Dar devizul estimat al proiectului s-a dovedit a fi prea scump, au existat dificultăți cu banii, iar în 74 finanțarea a fost complet anulată. Lobby-ul activ al proiectului de către astronomi, implicarea Agenției Spațiale Europene și simplificarea caracteristicilor la aproximativ cele Hubble au făcut posibilă în 78 să primească finanțare de la Congres în valoare de costuri totale ridicole de 36 de milioane de dolari, care astăzi este egal cu aproximativ 137 milioane.

În același timp, viitorul telescop a fost numit după 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 celui științific. lege și magnitudine.

Telescopul a fost dezvoltat de mai multe companii responsabile cu diferite elemente, dintre care cele mai complexe: sistemul optic, de care se ocupa 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 aparatului cu trei luni și și-a depășit bugetul cu 30%. Dacă vă uitați la istoria construcției de dispozitive similare ca complexitate, atunci aceasta este o situație normală. La Perkin-Elmer, lucrurile erau mult mai rele. Compania a șlefuit oglinda folosind tehnologie inovatoare până la sfârșitul anului 1981, depășind enorm bugetul și dăunând relațiilor cu NASA. Interesant este că oglinda blank a fost realizată de compania Corning, care astăzi produce Gorilla Glass, care este folosită activ în telefoane. Apropo, Kodak a fost contractat să facă o oglindă de rezervă folosind metode tradiționale de lustruire dacă au existat probleme cu lustruirea oglinzii principale. Întârzierile în crearea componentelor rămase au încetinit atât de mult procesul încât un citat din caracterizarea de către NASA a programelor de lucru care a fost „nedefinit și schimbător zilnic”.

Lansarea a devenit posibilă abia în anul 86, dar din cauza dezastrului Challenger, lansările navetei au fost suspendate pe durata îmbunătățirilor.

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

Drept urmare, pe 24 aprilie 1990, naveta Discovery s-a lansat cu un telescop pe orbită. Până 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 existat mai multe evenimente dramatice care au implicat Hubble, dar principalul lucru s-a întâmplat chiar de la început.

Când, după lansarea pe orbită, telescopul și-a început lucrul, 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, s-a obținut o secundă întreagă. După mai multe verificări, s-a dovedit că oglinda telescopului era prea plată la margini: cu până la doi micrometri nu se potrivea cu cea calculată. Aberația datorată acestui defect literalmente microscopic a făcut imposibile majoritatea studiilor planificate.

A fost adunată o comisie, ai cărei membri au găsit motivul: o oglindă incredibil de precis calculată a fost lustruită incorect. Mai mult decât atât, chiar înainte de lansare, aceleași abateri au fost arătate de o pereche de corectoare nule utilizate în teste - dispozitive care erau responsabile pentru curbura dorită a suprafeței aici. Dar apoi nu au avut încredere în aceste indicații, bazându-se pe indicațiile principalului corector de zero, care a arătat rezultatele corecte și conform cărora s-a efectuat lustruirea. Și una dintre lentilele cărora, după cum sa dovedit, a fost instalată incorect.

Factorul uman.

Instalarea unei noi oglinzi direct pe orbită a fost imposibil din punct de vedere tehnic, iar coborârea telescopului și apoi scoaterea din nou era prea costisitoare. Soluția a fost una elegantă.

Da, oglinda a fost greșită. Dar a fost făcut incorect cu o precizie foarte mare. Distorsiunea era cunoscută și trebuia doar compensată, pentru care a fost dezvoltat un sistem special de corecție COSTAR. S-a decis instalarea acestuia ca parte a primei expediții de întreținere a telescopului. O astfel de expediție este o operațiune complexă de zece zile cu astronauți care merg în spațiul cosmic. O lucrare mai futuristă nu poate fi imaginată, iar aceasta este doar întreținere. În total, au fost patru expediții în timpul funcționării telescopului, cu două plecări în cadrul celei de-a treia.

Pe 2 decembrie 1993, naveta spațială Endeavour, pentru care a fost al cincilea zbor, a livrat astronauții la telescop. Au instalat Kostar 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. Ea a lăsat loc spectrografului unui loc prețios în telescop și a ocupat locul de mândrie în Muzeul Național de Aeronautică și Astronautică, după ce a fost demontată ca parte a celei de-a patra expediții de întreținere Hubble în 2009.

Control

Telescopul este controlat și monitorizat 24/7 în timp real 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 la Pământ: acestea sunt instrucțiuni de corectare a orbitei și sarcini pentru împușcarea obiectelor spațiale.

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

Apropo, există un site separat dezvoltat de Chris Peet unde puteți urmări poziția observatorului ceresc. Există și date despre alte obiecte orbitale artificiale:
www.heavens-above.com

Hubble este un telescop ocupat, dar chiar și programul său încărcat poate ajuta absolut orice astronom, chiar și neprofesionist. În fiecare an, primește o mie de solicitări de rezervare a timpului de la astronomi din diferite țări. Aproximativ 20% dintre aplicații sunt aprobate de un comitet de experți și, potrivit NASA, se fac anual 20.000 de observații în plus sau în minus datorită solicitărilor internaționale. Toate aceste aplicații sunt andocate, programate și trimise către Hubble din același centru din Maryland.

Optica

Setul actual de instrumente:

NICMOS
Cameră cu infraroșu apropiat și spectrometru cu mai multe obiecte
Cameră în infraroșu apropiat și spectrometru cu mai multe obiecte

ACS
Cameră avansată pentru sondaje
Cameră avansată de vedere generală

WFC3
Cameră cu câmp larg 3
Cameră largă 3

COS
Spectrograful Originilor Cosmice
Spectrograf cu ultraviolete

STIS
Spectrograf de imagini ale telescopului spațial
Spectrograf de înregistrare cu telescopul spațial

FGS
Senzor de ghidare fină
Sistem de ghidare

Optica principală a lui Hubble se bazează pe sistemul Ritchey-Chrétien. Este alcătuit dintr-o oglindă rotundă, curbă hiperbolic, cu diametrul de 2,4 m, cu o gaură în centru. Această oglindă se reflectă pe o oglindă secundară, de asemenea, de formă hiperbolică, care reflectă un fascicul digitizabil în orificiul central al primarului. Tot felul de filtre sunt folosite pentru a filtra părțile inutile ale spectrului și pentru a evidenția intervalele dorite.

În astfel de telescoape, sistemul de oglinzi este folosit, și nu lentile, ca în camerele de luat vederi. Există multe motive pentru aceasta: diferențe de temperatură, toleranțe de lustruire, dimensiuni generale și absența pierderii fasciculului în cadrul lentilei în sine.

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

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

Potențialul primului WFPC nu a fost niciodată realizat din cauza problemelor cu oglinda. Și expediția 93, 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 - la fel "planetar" - a primit o imagine cu o mărire mai mare, iar atunci când scara este restabilită, această parte a imaginii captează mai puțin de o șaisprezecime din pătratul total în loc de un sfert, dar la rezoluție mai mare. Cele trei matrici rămase au fost responsabile pentru „unghiul larg”. Acesta este motivul pentru care fotografiile complete ale camerei arată ca un pătrat care a avut 3 blocuri mâncate 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 vor fi discutate mai târziu.

Pe lângă intervalul optic și în infraroșu apropiat al camerei cu unghi larg, Hubble vede:

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

Instantanee

Imaginile Hubble nu sunt chiar fotografii în sensul obișnuit. O mulțime de informații nu sunt disponibile în domeniul optic. Multe obiecte spațiale radiază activ în alte domenii. Hubble este echipat cu o varietate de dispozitive cu o varietate de filtre care vă permit să capturați date pe care astronomii le procesează ulterior și le pot reduce la 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 incitante. Toate fotografiile au propriul lor ID, care poate fi localizat cu ușurință pe site-ul Hubble spacetelescope.org sau direct în Google. Multe dintre poze sunt la rezoluție mare pe site, dar aici vă las versiunile pentru dimensiunea ecranului.

Hubble a luat cea mai faimoasă fotografie a sa pe 1 aprilie 1995, fără a fi distras de la munca inteligentă de ziua păcălelii. Aceștia sunt Stâlpii Creației, numiți așa pentru că stelele se formează din aceste acumulări de gaz și pentru că seamănă ca formă. Imaginea prezintă o mică bucată din partea centrală a Nebuloasei Vulturului. Această nebuloasă este interesantă prin faptul că stelele mari din centrul ei au împrăștiat-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 poză expresivă.

Alte telescoape au filmat și ele această regiune în diferite intervale, dar în pilonii optici ies cel mai expresiv: ionizat chiar de stelele care au împrăștiat o parte a nebuloasei, gazul strălucește în culorile albastru, verde și roșu, creând revărsări frumoase.

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

Un trandafir făcut din galaxii

ID: heic1107a

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

Magic Galaxy Sombrero

ID: opo0328a

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

Nouă vedere în infraroșu a Nebuloasei Cap de Cal - Imaginea a 23-a aniversare Hubble

ID: heic1307a

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

Înainte de asta, Hubble o fotografiase deja în 2001:

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 deasupra și dedesubt, prin care materialul stelei iese mai activ, formând o formă asemănătoare unei iluzii optice binecunoscute. Poza 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 ulterioară a unor astfel de obiecte.

În fotografia din 2006 - consecințele exploziei stelei Cassiopeia A, care s-a întâmplat chiar în galaxia noastră. Valul de materie care se răspândește din epicentru este perfect vizibil, cu o structură complexă și detaliată.

Imaginea Hubble Arp 142

ID: heic1311a

Și din nou, o imagine care arată consecințele interacțiunii a două galaxii care au fost aproape una de cealaltă în timpul călătoriei lor în Univers.

NGC 2936 și 2937 s-au ciocnit și s-au lovit reciproc. Acesta este deja 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 ciocnirii: 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 ceea ce s-a întâmplat înainte: un ou sau un pinguin.

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

ID: heic0910h

Uneori, gazul fierbinte curge până la 20 de mii de grade, zburând cu o viteză de aproape un milion de km/h, arată ca aripile unui fluture fragil, trebuie doar să găsiți unghiul potrivit. Hubble nu a trebuit să se uite, nebuloasa NGC 6302 - se mai numește și Nebuloasa Fluture sau Gândacă - sa întors spre noi într-o direcție potrivită.

Aceste aripi sunt create de o stea pe moarte din galaxia noastră din constelația Scopio. Forma aripilor fluxurilor de gaz se datorează din nou inelului de praf din jurul stelei. Același praf închide steaua însăși de noi. Este posibil ca inelul să fi fost format prin pierderea materiei de pe stea de-a lungul ecuatorului cu o viteză relativ mică, în timp ce aripile s-au format printr-o pierdere mai rapidă de la poli.

Fotografia a fost făcută în 2009.

câmp profund

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 aleg cu mare atenție un site potrivit 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 Fields au devenit cadre foarte utile pentru astronomi, care pot fi folosite pentru a studia procesele de formare a universului.

Cel mai recent astfel de cadru - Câmpul Hubble Extreme Deep din 2012 - este destul de plictisitor pentru ochiul profanului - aceasta este o fotografie fără precedent, cu o expunere de două milioane de secunde (~ 23 de zile), care arată 5,5 mii de galaxii, dintre care cele mai slabe au o strălucire cu zece miliarde mai mică decât sensibilitatea vederii umane.

Încă de la începuturile astronomiei, de pe vremea lui Galileo, astronomii au avut un scop comun: să vadă mai mult, să vadă mai departe, să vadă mai adânc. Iar telescopul spațial Hubble, lansat în 1990, este un pas uriaș în această direcție. Telescopul se află pe orbita Pământului deasupra atmosferei, ceea ce ar putea distorsiona și bloca radiația provenită de la obiectele spațiale. Datorită absenței sale, astronomii obțin imagini de cea mai înaltă calitate cu ajutorul lui Hubble. Este aproape imposibil de supraestimat rolul pe care l-a jucat telescopul în dezvoltarea astronomiei – Hubble este unul dintre cele mai de succes și pe termen lung proiecte ale agenției spațiale NASA. El a trimis sute de mii de fotografii pe Pământ, aruncând lumină asupra multor secrete ale astronomiei. El a ajutat la determinarea vârstei universului, la identificarea quasarelor, a dovedit că găurile negre masive se află în centrul galaxiilor și chiar a pus la punct experimente pentru a detecta materia întunecată.

Descoperirile au schimbat viziunea astronomilor asupra Universului. Abilitatea de a vedea în detaliu a ajutat la transformarea unor ipoteze astronomice în fapte. Multe teorii au fost aruncate pentru a merge într-o direcție bună. Printre realizările lui Hubble, una dintre principalele este determinarea vârstei Universului, pe care oamenii de știință o estimează astăzi la 13-14 miliarde de ani. Acest lucru este, fără îndoială, mai precis decât datele anterioare de 10-20 de miliarde de ani. Hubble a jucat, de asemenea, un rol cheie în descoperirea energiei întunecate, forța misterioasă care face ca universul să se extindă într-un ritm din ce în ce mai mare. Datorită lui Hubble, astronomii au putut să vadă galaxiile în toate etapele dezvoltării lor, pornind de la formarea care a avut loc în tânărul Univers, care i-a ajutat pe oamenii de știință să înțeleagă cum s-au născut. Cu ajutorul telescopului au fost găsite discuri protoplanetare, acumulări de gaze și praf în jurul stelelor tinere, în jurul cărora în curând (după standardele astronomice, desigur) vor apărea noi sisteme planetare. El a reușit să găsească sursele exploziilor de raze gamma - explozii de energie ciudate, incredibil de puternice - în galaxii îndepărtate în timpul prăbușirii stelelor supermasive. Și aceasta este doar o parte din descoperirile unui instrument astronomic unic, dar care demonstrează deja că cele 2,5 miliarde de dolari cheltuite pentru creare, lansare pe orbită și întreținere sunt cea mai profitabilă investiție la scara întregii omeniri.

Telescopul orbital spațial Hubble

Hubble are performanțe uimitoare. Întreaga comunitate astronomică se bucură de capacitatea sa de a vedea adâncurile universului. Fiecare astronom poate trimite o cerere pentru un anumit timp de utilizare a serviciilor sale, iar un grup de specialiști decide dacă acest lucru este posibil. După ce se face observația, de regulă, trece un an până când comunitatea astronomică primește rezultatele cercetării. Întrucât datele obținute cu ajutorul telescopului sunt disponibile pentru toată lumea, orice astronom își poate efectua cercetările, coordonând datele cu observatoarele din întreaga lume. O astfel de politică face cercetarea deschisă și, prin urmare, mai eficientă. Cu toate acestea, capacitățile unice ale telescopului înseamnă și cel mai înalt nivel de cerere pentru acesta - astronomii din întreaga lume luptă pentru dreptul de a utiliza serviciile Hubble în timpul lor liber din principalele misiuni. În fiecare an sunt primite peste o mie de cereri, dintre care cele mai bune sunt selectate conform experților, dar conform statisticilor, doar 200 sunt satisfăcute - doar o cincime din numărul total de solicitanți își desfășoară cercetările folosind Hubble.

De ce a fost necesar să se aducă telescopul în spațiul apropiat Pământului și de ce dispozitivul este atât de solicitat în rândul astronomilor? Faptul este că telescopul Hubble a reușit să rezolve simultan două probleme ale telescoapelor de la sol. În primul rând, decolorarea semnalului atmosferic pământesc limitează capacitățile telescoapelor de la sol, indiferent de sofisticarea lor tehnică. Datorită estompării atmosferice, vedem stelele sclipind atunci când privim cerul. În al doilea rând, atmosfera absoarbe radiații cu o anumită lungime de undă, mai ales radiații ultraviolete, raze X și gamma. Și aceasta este o problemă serioasă, deoarece studiul obiectelor spațiale este cu atât mai eficient, cu cât intervalul de energie este mai mare.
Și tocmai pentru a evita influența negativă a atmosferei asupra calității imaginilor obținute, telescopul se află deasupra acestuia, la o distanță de 569 de kilometri deasupra suprafeței. În același timp, telescopul face o revoluție în jurul Pământului în 97 de minute, mișcându-se cu o viteză de 8 kilometri pe secundă.

Sistemul optic al telescopului Hubble

Telescopul Hubble este o versiune Ritchey-Chrétien sau o versiune îmbunătățită a sistemului Cassegrain, în care lumina lovește inițial oglinda primară, este reflectată și intră în oglinda secundară, care concentrează lumina și o direcționează către sistemul de instrumente științifice al telescopului printr-un gaură mică în oglinda primară. Adesea oamenii cred în mod eronat că un telescop mărește o imagine. De fapt, colectează doar cantitatea maximă de lumină de la obiect. În consecință, cu cât oglinda principală este mai mare, cu atât va colecta mai multă lumină și imaginea va fi mai clară. A doua oglindă concentrează doar radiația. Oglinda principală a lui Hubble are un diametru de 2,4 metri. Pare mic, având în vedere că diametrul oglinzilor telescoapelor de la sol ajunge la 10 metri sau mai mult, dar absența unei atmosfere, totuși, este un avantaj imens al versiunii comice.
Pentru a observa obiectele spațiale, telescopul are o serie de instrumente științifice, care lucrează împreună sau separat. Fiecare dintre ele este unică în felul său.

Cameră avansată pentru sondaje (ACS). Cel mai nou instrument pentru observații în domeniul vizibil, conceput pentru studii ale Universului timpuriu și instalat în 2002. Această cameră a ajutat la cartografierea distribuției materiei negre, la detectarea celor mai îndepărtate obiecte și la studierea evoluției clusterelor de galaxii.

Cameră cu infraroșu apropiat și spectrometru cu mai multe obiecte (Camera cu infraroșu apropiat și spectrometru cu mai multe obiecte - NICMOS). Un senzor cu infraroșu detectează căldura atunci când obiectele sunt ascunse de praful sau gazul interstelar, cum ar fi în regiunile de formare a stelelor active.

Cameră în infraroșu apropiat și spectrometru cu mai multe obiecte (Space Telescope Imaging Spectrograph - STIS). Acționează ca o prismă, răspândind lumină. Din spectrul rezultat, se pot obține informații despre temperatura, compoziția chimică, densitatea și mișcarea obiectelor studiate. STIS și-a încetat activitatea pe 3 august 2004 din cauza unor probleme tehnice, dar va fi reparat în 2008 în timpul unei întrețineri programate a telescopului.

Cameră cu câmp larg și camera planetară 2 (WFPC2). Un instrument universal cu care au fost realizate majoritatea fotografiilor cunoscute de toată lumea. Datorită celor 48 de filtre, vă permite să vedeți obiecte într-o gamă destul de largă de lungimi de undă.

Senzori de ghidare fină (FGS). Ei nu sunt doar responsabili de controlul și orientarea telescopului în spațiu - ei orientează telescopul în raport cu stele și nu permit să se rătăcească, dar fac și măsurători de precizie ale distanțelor dintre stele și fixează mișcarea relativă.
La fel ca multe nave spațiale pe orbita Pământului, telescopul Hubble este alimentat de radiația solară, care este detectată de două panouri solare de doisprezece metri și acumulată pentru funcționare neîntreruptă în timpul trecerii de-a lungul părții umbrite a Pământului. Designul sistemului de ghidare pentru ținta dorită - un obiect din Univers - este, de asemenea, foarte interesant - la urma urmei, fotografia cu succes a unei galaxii sau a unui quasar îndepărtat cu o viteză de 8 kilometri pe secundă este o sarcină foarte dificilă. Sistemul de orientare a telescopului include următoarele componente: senzorii de indicare fină deja amintiți, care marchează poziția dispozitivului față de cele două stele „conducătoare”; senzori de poziție în raport cu Soarele - nu numai instrumente auxiliare pentru orientarea telescopului, ci și instrumentele necesare pentru a determina necesitatea de a închide / deschide ușa deschiderii, ceea ce împiedică echipamentul să „arde” atunci când lumina concentrată a soarelui îl lovește; senzori magnetici care orientează nava spațială în raport cu câmpul magnetic al Pământului; un sistem de giroscoape care urmăresc mișcarea telescopului; și un detector electro-optic care monitorizează poziția telescopului în raport cu steaua selectată. Toate acestea oferă nu numai capacitatea de a controla telescopul, „țintind” către obiectul spațial dorit, dar previne și defectarea echipamentelor valoroase care nu pot fi înlocuite prompt cu unul funcțional.

Cu toate acestea, munca lui Hubble ar fi lipsită de sens fără posibilitatea de a transmite datele obținute pentru studiu în laboratoarele terestre. Și pentru a rezolva această problemă, pe Hubble au fost instalate patru antene, care fac schimb de informații cu centrul de control al zborului (Flight Operations Team) al Centrului de Zbor Spațial Goddard din Greenbelt (Greenbelt). Sateliții de pe orbita Pământului sunt folosiți pentru a comunica cu telescopul și pentru a stabili coordonatele, ei sunt, de asemenea, responsabili pentru transmiterea datelor. Hubble are două computere și câteva subsisteme mai puțin complexe. Unul dintre calculatoare controlează navigarea telescopului, toate celelalte sisteme sunt responsabile pentru funcționarea instrumentelor și comunicarea cu sateliții.

Schema de transfer de informații de pe orbită pe pământ

Datele echipei de cercetare de la sol merg la Centrul de Zbor Spațial Goddard, apoi la Institutul de Știință al Telescopului Spațial, unde o echipă de specialiști procesează datele și le înregistrează pe medii magneto-optice. În fiecare săptămână, telescopul trimite pe Pământ informații care pot umple mai mult de douăzeci de DVD-uri, iar accesul la această gamă uriașă de informații valoroase este deschis tuturor. Majoritatea datelor sunt stocate în format digital FITS, care este foarte convenabil pentru analiză, dar extrem de nepotrivit pentru publicare în mass-media. De aceea, cele mai interesante imagini pentru publicul larg sunt publicate în mai multe formate de imagine - TIFF și JPEG. Astfel, telescopul Hubble a devenit nu numai un instrument științific unic, ci și una dintre puținele oportunități de a privi frumusețile Cosmosului pentru oricine - un profesionist, un amator și chiar o persoană nefamiliară cu astronomia. Spre unii regret, trebuie să spunem că accesul unui astronom amator la telescop este închis astăzi din cauza scăderii finanțării pentru proiect.

Telescopul orbital Hubble

Trecutul telescopului Hubble nu este mai puțin interesant decât prezentul său. Pentru prima dată, ideea creării unei astfel de instalații a apărut în 1923 de la Hermann Oberth, fondatorul tehnologiei germane de rachete. El a fost primul care a vorbit despre posibilitatea de a livra un telescop pe orbita apropiată a Pământului folosind o rachetă, deși chiar și rachetele în sine nu existau atunci. Această idee a fost dezvoltată în 1946 în publicațiile sale despre necesitatea creării unui observator spațial de către astrofizicianul american Lyman Spitzer. El a prezis posibilitatea de a obține fotografii unice care sunt pur și simplu imposibil de realizat la sol. În următorii cincizeci de ani, astrofizicianul a promovat activ această idee până la începutul aplicării sale efective.

Spitzer a fost lider în dezvoltarea mai multor proiecte de observatoare orbitale, inclusiv satelitul Copernicus și Observatorul Astronomic în Orbită. Datorită lui, proiectul Large Space Telescope (Large Space Telescope) a fost aprobat în 1969, din păcate, din lipsă de finanțare, dimensiunile și dotarea telescopului au fost oarecum reduse, inclusiv dimensiunea oglinzilor și numărul de instrumente.

În 1974, s-a propus să se facă instrumente interschimbabile cu o rezoluție de 0,1 secunde de arc și o gamă de lungimi de undă de lucru de la ultraviolet la vizibil și infraroșu. Naveta trebuia să pună telescopul pe orbită și să-l returneze pe Pământ pentru întreținere și reparare, ceea ce era posibil și în spațiu.

În 1975, NASA, împreună cu Agenția Spațială Europeană (ESA), au început lucrările la telescopul Hubble. În 1977, finanțarea telescopului a fost aprobată de Congres.

După această decizie, a început să fie întocmită o listă de instrumente științifice ale telescopului, au fost selectați cinci câștigători ai competiției pentru crearea de echipamente. Era mult de lucru înainte. Ei au decis să numească telescopul în onoarea astronomului care a arătat că micile „petice” vizibile prin telescop sunt galaxii îndepărtate – și a demonstrat că Universul se extinde.

După tot felul de întârzieri, lansarea era programată pentru octombrie 1986, dar pe 28 ianuarie 1986, naveta spațială Challenger a explodat la un minut după lansare. Verificarea navetelor a durat mai bine de doi ani, ceea ce înseamnă că lansarea telescopului Hubble pe orbită a fost amânată cu patru ani. În acest timp, telescopul s-a îmbunătățit, pe 24 aprilie 1990, un aparat unic s-a ridicat pe orbita sa.

Lansarea navetei cu telescopul Hubble la bord

În decembrie 1993, naveta Endeavour, cu un echipaj de șapte, a fost pusă pe orbită pentru a efectua întreținerea telescopului. Au fost înlocuite două camere, precum și panouri solare. În 1994 au fost făcute primele fotografii de pe telescop, a căror calitate i-a șocat pe astronomi. Hubble s-a justificat pe deplin.

Întreținerea, modernizarea și înlocuirea camerelor, panourilor solare, inspecția ecranului termic și întreținerea au mai fost efectuate de trei ori: în 1997, 1999 și 2002.

Modernizarea telescopului Hubble, 2002

Următorul zbor trebuia să aibă loc în 2006, dar pe 1 februarie 2003, din cauza unor probleme cu pielea, naveta spațială Columbia a ars în atmosferă în timpul întoarcerii. Ca urmare, a fost nevoie de studii suplimentare cu privire la posibilitatea utilizării în continuare a navetei, care s-a încheiat abia la 31 octombrie 2006. Aceasta este ceea ce a dus la amânarea următoarei lucrări de întreținere programată a telescopului pentru septembrie 2008.
Astăzi telescopul funcționează normal, transmite 120 GB de informații săptămânal. Un succesor al Hubble, Telescopul Spațial Webb, este, de asemenea, în curs de dezvoltare, care va explora obiecte cu deplasare spre roșu ridicată din universul timpuriu. Va fi la o altitudine de 1,5 milioane de kilometri, lansarea fiind programată pentru 2013.

Desigur, Hubble nu este etern. Următoarea reparație este programată pentru 2008, dar telescopul se uzează treptat și devine inoperabil. Acest lucru se va întâmpla în jurul anului 2013. Când se întâmplă acest lucru, telescopul va rămâne pe orbită până când se va degrada. Apoi, într-o spirală, Hubble va începe să cadă pe Pământ și fie urmează stația Mir, fie va fi livrat în siguranță pe Pământ și va deveni o expoziție de muzeu cu o istorie unică. Dar totuși, moștenirea telescopului Hubble: descoperirile sale, exemplul său de muncă aproape fără cusur și fotografiile, cunoscute de toată lumea, vor rămâne. Poți fi sigur că realizările sale vor ajuta la dezvăluirea misterelor universului pentru o lungă perioadă de timp, ca un triumf al vieții uimitor de bogată a telescopului Hubble.

La sfârşitul lui septembrie 2008 la telescop. Hubble a eșuat unitatea responsabilă cu transmiterea informațiilor pe Pământ. Misiunea de reparare a telescopului a fost reprogramată pentru februarie 2009.

Caracteristicile tehnice ale telescopului. Hubble:

Lansare: 24 aprilie 1990 12:33 UT
Dimensiuni: 13,1 x 4,3 m
Greutate: 11 110 kg
Design optic: Ritchie-Chretien
Vignetare: 14%
Câmp vizual: 18" (pentru scopuri științifice), 28" (pentru ghidare)
Rezoluție unghiulară: 0,1" la 632,8 nm
Interval spectral: 115 nm - 1 mm
Precizie de stabilizare: 0,007" în 24 de ore
Orbită estimată a navei spațiale: altitudine - 693 km, înclinare - 28,5°
Perioada de rotație în jurul lui Zesli: între 96 și 97 de minute
Timp de funcționare planificat: 20 de ani (cu întreținere)
Costul telescopului și al navei spațiale: 1,5 miliarde de dolari (în dolari din 1989)
Oglinda principala: Diametru 2400 mm; Raza de curbură 11.040 mm; Pătrat de excentricitate 1,0022985
Oglinda secundara: Diametru 310 mm; Raza de curbură 1.358 mm; Pătrat de excentricitate 1,49686
Distante: Centre oglinzi 4906.071 mm; De la oglinda secundară la focalizare 6406.200 mm

Drepturi de autor pentru imagine Serviciul Mondial BBC Legendă imagine Hubble a fost lansat pe orbită de către naveta Discovery pe 24 aprilie 1990.

În această săptămână se împlinesc 25 de ani de la lansarea telescopului spațial Hubble. Aniversarea de Argint a fost marcată de încă o imagine care arată stele tinere strălucind împotriva unui nor gros de gaz și praf.

Acest cluster stelar - Westerlund 2 - este situat la 20 de mii de ani lumină de Pământ, în constelația Carina.

Drepturi de autor pentru imagine Serviciul Mondial BBC Legendă imagine La scurt timp după lansarea telescopului, a fost dezvăluit un defect al oglinzii sale principale, care a făcut toate imaginile neclare.

Inginerii NASA cred că telescopul în orbită va dura cel puțin încă cinci ani.

„Cel mai mare optimist nu ar fi putut prezice în 1990 în ce măsură Hubble va rescrie toate manualele noastre de astrofizică și științe planetare”, spune administratorul NASA Charlie Bolden.

La scurt timp după lansarea telescopului, a fost dezvăluit un defect al oglinzii sale principale, care a făcut toate imaginile neclare.

În 1993, astronauții au reușit să corecteze acest defect instalând un dispozitiv de corectare special conceput.

Drepturi de autor pentru imagine Serviciul Mondial BBC Legendă imagine Multe imagini Hubble, cum ar fi Nebuloasa Vultur, au devenit o senzație științifică.

Încă patru vizite de întreținere mai târziu, telescopul este în stare excelentă și capabil din punct de vedere tehnic de mult mai mult decât doar după lansare.

În trecut, Hubble a suferit de uzura treptată a tuturor celor șase giroscoape care sunt utilizate în sistemul de orientare.

Cu toate acestea, după înlocuirea lor, doar unul a eșuat în martie 2014. În ultimii ani, datorită înlocuirii componentelor electronice învechite și instalării de noi camere, telescopul a început să funcționeze considerabil mai bine.

Drepturi de autor pentru imagine Serviciul Mondial BBC Legendă imagine Această imagine a lui Jupiter și a lunii sale Ganymede este dramatică

Este dificil de supraestimat contribuția acestui telescop orbitant la știință.

La momentul lansării sale, astronomii nu știau nimic despre vârsta universului - estimările variau între 10 și 20 de miliarde de ani.

Un studiu cu telescopul asupra pulsarilor a redus acest lucru, iar gândirea actuală este că au trecut 13,8 miliarde de ani de la Big Bang.

Drepturi de autor pentru imagine Serviciul Mondial BBC Legendă imagine Hubble a ajutat la determinarea vârstei universului, despre care se crede că în prezent este de 13,8 miliarde de ani

Hubble a jucat un rol esențial în descoperirea ratei cu care universul se extinde și, de asemenea, a oferit dovezi decisive pentru existența găurilor negre supermasive în centrele galaxiilor.

Puterea telescopului spațial în comparație cu noua generație de telescoape terestre rămâne capacitatea sa unică de a pătrunde în trecutul profund al universului, observând obiecte care s-au format foarte devreme în istoria sa.

Drepturi de autor pentru imagine Serviciul Mondial BBC Legendă imagine Nebuloasa Crab este la 6.500 de ani lumină distanță și este rămășițele unei explozii de supernovă.

Printre cele mai mari realizări ale telescopului, fără îndoială, trebuie menționate observațiile „câmpului adânc”, când timp de multe zile a înregistrat lumina care venea către noi din partea întunecată a cerului și a scos la iveală prezența a mii de oameni extrem de îndepărtați și extrem de îndepărtați. galaxii foarte slab luminoase.

În prezent, telescopul este angajat în astfel de observații de cele mai multe ori ca parte a programului Frontier Fields. Hubble se uită la șase grupuri uriașe de galaxii antice.

Drepturi de autor pentru imagine NASA Legendă imagine Fiecare dintre obiectele strălucitoare din această imagine este o galaxie îndepărtată.

Folosind efectul lentilei gravitaționale, Hubble este capabil să privească în trecutul și mai îndepărtat al universului.

„Gravația, prin distorsionarea luminii care vine din galaxiile îndepărtate, ne permite să privim dincolo de aceste clustere”, spune Jennifer Lotz, participantă la program.

„Hubble” este în prezent capabil să „vadă” obiecte, a căror lumină este de 10-50 de ori mai slabă decât observată anterior.

Scopul acestor studii este de a observa cele mai timpurii etape ale formării primei generații de stele și galaxii care se află la doar câteva sute de milioane de ani distanță de Big Bang.

Drepturi de autor pentru imagine Serviciul Mondial BBC Legendă imagine „Expanding Universe”: fotografii ale telescopului Hubble, editura Taschen

Și asta va face succesorul lui Hubble, mult mai mare și mai avansat telescop spațial James Webb, la un alt nivel.

Lansarea sa este programată pentru 2018. A fost proiectat și construit special pentru această sarcină. Realizarea de fotografii care durează zile și săptămâni pentru telescopul spațial Hubble va dura doar ore.

Telescopul Hubble, numit după astronomul american Edwin Hubble (1889-1953), a fost lansat pe orbita joasă a Pământului pe 24 aprilie 1990. În timpul lucrării sale, au fost obținute peste un milion de imagini cu stele, planete, galaxii, nebuloase și alte obiecte spațiale.

Atmosfera Pământului este opac, așa că dacă Hubble ar fi situat pe suprafața planetei noastre, ar vedea de zece ori mai rău.

Imediat după lansarea telescopului, s-a dovedit că oglinda sa principală avea un defect, din cauza căruia claritatea și rezoluția imaginilor obținute au fost mult mai proaste decât se aștepta. De-a lungul istoriei telescopului, au existat cinci expediții pentru a-l deservi. Sarcina principală a primului zbor către Hubble a fost, desigur, eliminarea defectului oglinzii prin instalarea unor optici corective. A fost una dintre cele mai dificile expediții din istoria explorării noastre a spațiului extraterestre. Astronauții au finalizat cinci plimbări spațiale lungi; au fost înlocuite mai multe camere, panouri solare, sisteme de ghidare... La sfârșitul lucrării, orbita a fost reglată, deoarece din cauza frecării cu aerul la deplasarea în atmosfera superioară s-a produs o pierdere de altitudine. Misiunea a fost finalizată cu succes iar pozele făcute după misiune au fost foarte bune. În expedițiile ulterioare, au fost efectuate lucrări de întreținere programată și înlocuirea echipamentelor cu altele mai moderne. Multă vreme, cel de-al cincilea zbor către Hubble a fost pus la îndoială.

După dezastrul navei spațiale Columbia din martie 2003, lucrările de întreținere la telescop au fost suspendate temporar. NASA a decis că fiecare navetă spațială ar trebui să poată ajunge la ISS în cazul unor probleme tehnice.

Cu toate acestea, necesitatea lucrărilor de întreținere este în mod clar depășită. NASA s-a confruntat cu o întrebare serioasă: să-ți asume riscul sau să-l lași așa cum este? Cel de-al cincilea zbor către Hubble a avut loc împotriva tuturor nenorociților în primăvara lui 2009, după ce NASA a avut un nou administrator. S-a decis ca această expediție Hubble să fie ultima.

Cum obții imagini luminoase și colorate de la Hubble?

Hubble face fotografii cu obiecte spațiale în diverse intervale de la infraroșu la ultraviolet, iar rezultatul sunt fotografii alb-negru de foarte bună calitate și rezoluție. De unde provin aceste imagini în culori strălucitoare, care apar mai întâi pe site-ul web al NASA și apoi se plimbă pe internet? Răspunsul este destul de banal: Photoshop. Procesul de editare a fotografiilor este complex și necesită timp, nu vă lăsați păcăliți de durata de două minute a videoclipului. Iată cum arată:

Cele mai faimoase imagini de la Hubble:

Stâlpii Creației

Stâlpii creației sau trunchiurile de elefant sunt o colecție de praf de stele și gaz din Nebuloasa Vultur (7.000 de ani lumină de Pământ).

Galaxia Andromeda, la 2,5 milioane de ani lumină de Pământ:

Galaxy M83, la 15 milioane de ani lumină de Pământ:

Nebuloasa Crab este rezultatul unei explozii de supernovă în 1054 d.Hr.; în centrul nebuloasei se află o stea neutronică (masa este de același ordin cu cea a Soarelui nostru, dimensiunea este ca un oraș mic).

Galaxy NGC 5194, la 23 de milioane de ani lumină de Pământ:

Stânga jos - o supernova care a erupt în 1994 la marginea unei galaxii spirale

Galaxia Sombrero, la 30 de milioane de ani lumină de Pământ:

Nebuloasa Omega din constelația Săgetător, la 5.000 de ani lumină de Pământ:

Cele mai bune imagini de la telescopul Hubble. Îl poți pune pe ecran complet și te bucuri de:

Telescopul spațial Hubble (numit după Edwin Hubble) este un observator autonom pe orbita Pământului, un proiect comun între NASA și Agenția Spațială Europeană. În spațiu, telescoapele sunt plasate pentru a înregistra radiația electromagnetică în intervalele pe care atmosfera terestră nu le lasă să treacă. Hubble a lucrat aproape 15 ani (din 1990) și continuă să funcționeze (deși misiunea principală este finalizată, iar colegii lui Hubble, Spitzer și Kepler, lansat în 2003 și, respectiv, 2009, o continuă). Un proiect colosal în semnificația sa, cu ajutorul căruia au fost testate o multitudine de teorii și s-au făcut un număr imens de descoperiri. Hărți ale lui Pluto și Eris, imagini de înaltă calitate ale cometelor, confirmarea ipotezei izotropiei Universului, descoperirea unui nou satelit al lui Neptun - Hubble a adus atât de multe date încât studiul lor continuă și continuă.

La sfârșitul anului 2018, sonda spațială OSIRIS-Rex a intrat pe orbita asteroidului Bennu și a dezvăluit caracteristici interesante despre structura sa. S-ar părea că, cu o asemenea apropiere a dispozitivului, toate descoperirile noi ar trebui făcute doar cu ajutorul echipamentului său de bord, dar nu. Cercetători