Увеличение телескопа хаббл


Весной 2019 года НАСА планирует запустить в космос телескоп имени Джеймса Уэбба, который станет самым дорогим подобным проектом в истории. Многие называют его заменой телескопу Хаббла, хотя, возможно, правильнее всё же называть его наследником. По крайней мере, если говорить о научных задачах миссии.

В этой заметке я попытаюсь сравнить JWST (James Webb Space Telecsope) и HST (Hubble Space Telescope), чтобы лучше разобраться в чём же они схожи, в чём различаются лишь размерами, а в чём различаются принципиально.

Если коротко: у Уэбба больше зеркало, но он работает преимущественно в инфракрасном диапазоне, в то время как Хаббл — в оптическом и ультрафиолетовом, лишь немного заходя в инфракрасную область. Кроме того, Уэбб будет располагаться на расстоянии 1,5 млн км от Земли в точке Лагранжа L₂, а Хаббл летает совсем рядом с нами.

А теперь подробнее.

Длина волны

Джеймс Уэбб будет оснащён четырьмя основными оптическими инструментами, которые настроены на длины волн от 0,6 до 28 микрон (1 микрон — это одна миллионная метра или 10¯⁶ м). Видимый диапазон заканчивается на длине волны около 0,8 микрон, которая соответствует красному цвету. Так что JWST — это в общем-то инфракрасный телескоп.


Хаббл тоже обладает инструментом, работающим в инфракрасном диапазоне — от 0,8 до 2,5 микрон, но всё же основные наблюдения ведутся в ультрафиолетовой и видимой области в диапазоне от 0,1 до 0,8 микрон.

Как мы видим, диапазоны работы JWST и Hubble перекрываются лишь частично.

Рабочий диапазон нескольких известных обсерваторий

Почему для Уэбба был выбран ИК-диапазон? На то есть две причины. Во-первых, видимый свет сильно поглощается в пыли, окружающей формирующиеся звёзды, поэтому они недоступны для наблюдения Хабблу. А во-вторых, свет далёких галактик, который был испущен миллиарды лет назад, из-за расширения Вселенной испытывает заметное смещение в сторону более длинных волн. Поэтому они хорошо светят в ИК-диапазоне.

Размер

Длина Хаббла составляет 13,2 м, а диаметр в самом широком месте — 4,2 м. По своим размерам он сравним с длинным трейлером.


Самой большой частью Уэбба будет солнечный щит, размеры которого составляют 22×12 метров. Это чуть больше, чем размер теннисного корта.

С точки зрения наблюдательных возможностей, однако, важно сравнить размеры зеркал у телескопов. Здесь Уэбб тоже заметно впереди. Его основное зеркало имеет диаметр 6,5 м, в то время как у Хаббла всего 2,4 м. Общая площадь, с которой будет собираться свет у JWST, в 7 раз больше, чем у Hubble. Если же сравнивать только инфракрасные инструменты, то Хаббловская камера NICMOS имеет в 15 раз меньшую площадь обзора, чем инструменты Уэбба.

Сравнение размеров зеркал Хаббла и Уэбба

Орбита


Расстояние от Солнца до Земли — 150 млн км. От Земли до Луны — около 384 500 км.

Hubble располагается на орбите на высоте всего ~570 км.

JWST, строго говоря, не будет обращаться вокруг Земли. Его направят в лагранжеву точку L₂ системы Земля — Солнце, которая находится на расстоянии около 1,5 млн км от нас!

Поскольку Хаббл находится недалеко, на орбиту его доставил шаттл. Уэбб отправится в космос на тяжёлой ракете Ariane 5.

Обратите внимание, что эта иллюстрация нарисована не в масштабе

В точке L₂ солнечный щит Уэбба надёжно заблокирует инфракрасное излучение от Солнца, Земли и Луны, что позволит инструментам телескопа оставаться охлаждёнными до -200°C — а это чрезвычайно важно для ИК-телескопа.


Особенностью точки L₂ является то, что Уэбб будет обращаться вокруг Солнца с той же угловой скоростью, что и Земля, а это означает, что он будет постоянно находиться на более-менее одной линии с Землёй и Солнцем, так что щит будет работать всегда.

Как далеко будет смотреть Уэбб?

На картинке ниже приведено сравнения приблизительной глубины взгляда Хаббла и Уэбба. Грубо говоря, если Хаббл видит галактики–подростки, то Уэбб разглядит галактики–детей. Главная причина, по которой Уэбб сможет заглянуть так далеко, — его возможности по наблюдению в среднем инфракрасном диапазоне. Из-за расширения Вселенной, чем дальше находится галактика от нас, тем сильнее её излучение смещено в область более длинных волн — это называется красным смещением. Поэтому начиная с некоторого расстояния пик излучения галактик оказывает в среднем инфракрасном диапазоне и не доступен для Хаббла.

А как же Гершель?


Если вы интересуетесь космическими телескопами и астрофизическими исследованиями, то наверняка знаете о телескопе имени Гершеля (Herschel Space Observatory), который был создан и запущен Европейским космическим агентством и как и Уэбб является инфракрасным телескопом, располагающимся в точке L₂.

Главное отличие Уэбба от Гершеля — рабочий диапазон длин волн. У Гершеля он значительно дальше в области ИК — от 60 до 500 микрон. А кроме того, зеркало Уэбба имеет диаметр 6,5 м, в то время как у Гершеля — 3,5 м.

Из-за разности в рабочих длинах волн, отличаются и научные задачи этих телескопов. Гершель в основном наблюдает за галактиками, в которых наиболее активно идёт процесс звездообразования. Уэбб ориентирован на изучение первых галактик во Вселенной.

Источник: zen.yandex.ru

История

Идея разместить телескоп на орбите возникла почти сто лет назад. Научное обоснование важности постройки такого телескопа в виде статьи опубликовал астрофизик Лайман Спитцер в 1946-м году. В 65-м его сделали главой комитета академии наук, которая определила задачи такого проекта.


В шестидесятых удалось провести несколько успешных запусков и доставить на орбиту более простые устройства, и в 68-м НАСА дало зеленый свет предтече Хаббла — аппарату LST, Большому Космическому Телескопу, с более крупным диаметром зеркала — 3 метра против хаббловских 2,4 — и амбициозной задаче запустить его уже в 72-м году, с помощью находящегося тогда в разработке космического шаттла. Но расчетная проектная смета вышла слишком дорогой, с деньгами возникали трудности, а в 74-м финансирование и вовсе отменили.

Увеличение телескопа хаббл

Эдвин Пауэлл ХабблБудущий телескоп планировалось назвать в честь Эдвина Хаббла, астронома и космолога, подтвердившего существование других галактик, создавшего теорию расширения Вселенной и давшего свое имя не только телескопу, но еще научному закону и величине.

Активное продвижение проекта астрономами, привлечение Европейского Космического Агентства и упрощение характеристик позволили в 78-м получить финансирование от Конгресса в размере суммы  на сегодняшний день равном примерно 137-и миллионам.

Компании, принимавшие участив в создании телескопа

Телескоп разрабатывали несколько компаний, отвечающих за разные элементы, из которых самые сложные: оптическая система, которой занималась Перкин-Элмер, и космический аппарат, который создавала Локхид. Бюджет вырос уже до 400 млн долларов.


Увеличение телескопа хаббл

Локхид затянула создание аппарата на три месяца и превысила свой бюджет на 30%. Если посмотреть на истории строительства похожих по сложности аппаратов, то это нормальная ситуация. У Перкин-Элмер же все было значительно хуже. Компания полировала зеркало по инновационной технологии до конца 81-го года, сильно превысив бюджет и испортив отношения с НАСА.

Задержки по созданию остальных компонентов тормозили процесс настолько, что стала известной цитата из характеристики НАСА по поводу графиков работ, которые были «неопределенными и изменяющимися ежедневно».

Интересно, что болванку зеркала им сделала компания Корнинг, которая сегодня выпускает стекла Горилла Гласс, активно используемые в телефонах. Кстати, Кодак получил контракт на изготовление запасного зеркала с использованием традиционных методов полировки, если с полировкой основного зеркала возникнут проблемы.

Запуск на орбиту

Запуск стал возможен лишь к 86-у году, но из-за катастрофы Челленжера, запуски шаттлов приостановили на время доработок.


Хаббл по частям положили на хранение в специальные продуваемые азотом камеры, что обходилось в шесть миллионов долларов в месяц.

В итоге, 24 апреля 1990-го года, шаттл Дискавери стартовал с телескопом на орбиту. К этому моменту на Хаббл потратили 2,5 миллиарда долларов. Общие затраты на сегодня подбираются к десяти миллиардам.

Со времени запуска произошло несколько драматичных событий с участием Хаббла, но главное произошло в самом начале.

Когда после вывода на орбиту, телескоп начал свою работу, оказалось, что его резкость на порядок ниже расчетной. Вместо десятой доли угловой секунды получалась целая секунда. После нескольких проверок, оказалось, что зеркало телескопа слишком плоское по краям: на целых два микрометра не совпадает с расчетным. Аберрация вследствие этого в буквальном смысле микроскопического дефекта делала большинство планируемых исследований невозможными.

Была собрана комиссия, члены которой нашли причину: невероятно точно рассчитанное зеркало неправильно отшлифовали и одна из линз была неправильно установлена.

Человеческий фактор

Установить новое зеркало прямо на орбите было технически невозможно, а спускать телескоп и затем снова выводить — слишком дорого. Решение нашлось изящное.

Да, зеркало было сделано неправильно. Но оно было сделано неправильно с очень высокой точностью. Искажение было известно, и его оставалось лишь компенсировать, для чего разработали специальную систему корректировки COSTAR. Установить ее решили в рамках первой экспедиции по обслуживанию телескопа.

Такая экспедиция — это сложная десятидневная операция с выходами астронавтов в открытый космос. Более футуристической работы и представить нельзя, а ведь это всего лишь техобслуживание.


Всего экспедиций за время работы телескопа было четыре, с двумя вылетами в рамках третьей.

2 декабря 1993-го года шаттл Индевор, для которого это был пятый полет, доставил астронавтов к телескопу. Те установили Костар и заменили камеру.

Костар скорректировала сферическую аберрацию зеркала, сыграв роль самых дорогостоящих очков в истории. Система оптической коррекции выполняла свою задачу до 2009-го года, когда нужда в ней отпала в связи с использованием во всех новых приборах собственной корректирующей оптики. Она уступила драгоценное место в телескопе спектрографу и заняла почетное место в Национальном музее воздухоплавания и астронавтики, после демонтажа в рамках четвертой экспедиции по обслуживанию Хаббла в 2009-м году.

Технические данные

Космический телескоп Хаббл, представляет собой сооружение цилиндрической формы протяжённостью 13,3 м, окружность которого составляет 4,3 м.

Масса телескопа до оснащения спец. оборудованием составляла 11 000 кг, но после установки всех необходимых для исследования приборов общая его масса достигла 12 500 кг.

Питание всего установленного в обсерватории оборудования осуществляется за счет двух солнечных батарей, установленных прямо в корпус данного агрегата.


Принцип работы представляет собой рефлектор системы Ричи-Кретьена с диаметром главного зеркала 2,4 м, это дает возможность получать изображения с оптическим разрешением порядка 0,1 угловой секунды.

Установленные приборы

В данном устройстве имеется 5 отсеков предназначенных для приборов. В одном из пяти отсеков долгое время находилась с 1993 по 2009 годы корректирующая оптическая система (COSTAR), она предназначалось для того, чтобы компенсировать неточность главного зеркала. Благодаря тому, что все приборы, которые были установленные, имеют встроенные системы коррекции дефекта, COSTAR демонтировали, а отсек стали использовать для установки ультрафиолетового спектрографа.

На момент отправки аппарата в космос, на нем были установлены следующие приборы:+

  1. Планетарная и широкоугольная камеры;
  2. Спектрограф высокого разрешения;
  3. Камера съемки и спектрограф тусклых объектов;
  4. Датчик точного наведения;
  5. Высокоскоростной фотометр.

Управление

Управляется и контролируется телескоп в реальном времени 24/7 из центра управления в городе Гринбелт в штате Мэриленд. Задачи центра делятся на два вида: технические (обслуживание, управление и мониторинг состояния) и научные (выбор объектов, подготовка задач и непосредственно сбор данных). Еженедельно Хаббл получает с Земли более 100 000 разных команд: это корректирующие орбиту инструкции, и задания на съемку космических объектов.

Увеличение телескопа хаббл

В ЦУПе сутки разбиты на три смены за каждой из которых закреплена отдельная команда из трех-пяти человек. Во время экспедиций к самому телескопу штат работников увеличивается до нескольких десятков.

Хаббл — телескоп занятой, но даже его плотный график позволяет помочь совершенно любому, даже непрофессиональному, астроному. Ежегодно в Институт Исследований Космоса с Помощью Космического Телескопа поступает по тысяче заявок на бронирование времени от астрономов из разных стран. Около 20% заявок получают одобрение экспертной комиссии и, по данным НАСА, благодаря международным запросам проводится плюс-минус 20 тысяч наблюдений ежегодно. Все эти заявки стыкуются, программируются и отправляются Хабблу из все того же центра в Мэриленде.

Осложняющие факторы в работе телескопа

  • Поскольку телескоп находится на низкой орбите, что необходимо для обеспечения обслуживания, значительная часть астрономических объектов затемнена Землёй чуть меньше половины всего времени.
  • Из-за повышенного уровня радиации наблюдения невозможны, когда телескоп пролетает над Южно-Атлантической аномалией.
  • Минимально допустимое отклонение от Солнца составляет около 50° для предотвращения попадания прямого солнечного света в оптическую систему, что, в частности, делает невозможными наблюдения Меркурия, а прямые наблюдения Луны и Земли ограничены.
  • Так как орбита телескопа проходит в верхних слоях атмосферы, плотность которых меняется с течением времени, невозможно точно предсказать местоположение телескопа. Ошибка шестинедельного предсказания может составлять до 4 тыс. км. В связи с этим, точные расписания наблюдений составляются всего на несколько дней вперёд, чтобы избежать ситуации, когда выбранный для наблюдения объект будет не виден в назначенное время.

Передача, хранение и обработка данных телескопа

Увеличение телескопа хаббл

Данные «Хаббла» сначала сохраняются в бортовых накопителях, на момент запуска в этом качестве использовались катушечные магнитофоны, в ходе последующих экспедиций они были заменены на компьютерное энергонезависимое немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Затем, через систему коммуникационных спутников TDRSS, расположенных на геостационарной орбите, данные передаются в Центр Годдарда.

Архивирование и доступ к данным

В течение первого года с момента получения данные предоставляются только основному исследователю (подателю заявки на наблюдение), а затем помещаются в архив со свободным доступом. Исследователь может подать просьбу на имя директора института о сокращении или увеличении этого срока.

Данные в архиве хранятся в формате FITS, удобном для астрономического анализа.

Наблюдения, выполненные за счёт времени из резерва директора, а также вспомогательные и технические данные, сразу становятся общественным достоянием.

Анализ и обработка информации

Астрономические данные должны пройти ряд преобразований, прежде чем станут пригодными для анализа. Институт космического телескопа разработал пакет программ для автоматического преобразования и калибрации данных. В настоящее время этот процесс происходит автоматически. Однако из-за большого объёма информации и сложности алгоритмов обработка может занять сутки и более.

Астрономы могут также получить необработанные данные и выполнить эту процедуру самостоятельно, что удобно, когда процесс преобразования отличается от стандартного.

Данные могут быть обработаны при помощи различных программ, но Институт телескопа предоставляет пакет STSDAS (англ. Space Telescope Science Data Analysis System — «Система анализа научных данных космического телескопа»). Пакет содержит все необходимые для обработки данных программы, оптимизированные для работы с информацией «Хаббла».

Палитра Хаббла

Увеличение телескопа хаббл

Снимки Хаббла — это не совсем фотографии в привычном понимании. Очень много информации недоступно в оптическом диапазоне. Многие космические объекты активно излучают в других диапазонах. Хаббл оборудован множеством устройств с разнообразными фильтрами, что позволяют уловить данные, которые позже астрономы обрабатывают и могут свести в наглядное изображение.

Широкоугольная камера, главный прибор «Хаббла», сама по себе чёрно-белая, но оснащена широким магазином узкополосных светофильтров. Полученные снимки выравнивают по яркости, совмещают и обрабатывают для передачи. Именно в этой палитре из красного, зеленого и синего цвета сделаны большинство известных цветных изображений с Хаббла.

Богатство цветов обеспечивают разные диапазоны излучения звезд и ионизированных ими частиц, а также их отраженный свет.

Нужно понимать, что цвета не истинные, и при съёмке в истинных цветах (например, на фотоаппарат) туманность Пузырь будет красной.

Будущее телескопа Хаббл

Хаббл должен сойти с орбиты после 2030-го года. Этот факт кажется грустным, но на самом деле телескоп на много лет превысил длительность своей изначальной миссии.

Предполагалось, что после ремонтных работ, выполненных четвёртой экспедицией, «Хаббл» проработает на орбите до 2014 года, после чего его должен был сменить космический телескоп «Джеймс Уэбб».

Телескоп несколько раз модернизировали, меняли оборудование на все более совершенное, но основной оптики эти доработки не касались.

Увеличение телескопа хаббл

Значительное превышение бюджета и отставание от графика постройки «Джеймса Уэбба» вынудили НАСА перенести предполагаемую дату старта миссии сначала на сентябрь 2015 года, а затем — на октябрь 2018 года. В настоящее время запуск запланирован на март 2021 года. Но и после этого Хаббл продолжит работать, пока не выйдет из строя. В телескоп вложены невероятные объемы труда ученых, инженеров, астронавтов, людей других профессий и денег американских и европейских налогоплательщиков.

В ответ человечество имеет беспрецедентную базу научных данных и объектов искусства, помогающих понять устройство вселенной и создающих моду на науку.

Сложно понять ценность Хаббла не астроному, но для нас это прекрасный символ достижений человечества. Не беспроблемный, со сложной историей, телескоп стал успешным проектом, который еще, будем надеяться, больше десяти лет будет трудиться на благо науки.

Наиболее значимые наблюдения Хаббла

  1. Съемка столкновения кометы Шумейкеров — Леви с Юпитером в 1994 году.
  2. Получены подробные кадры поверхности Плутона и Эриды (еще одна карликовая планета).
  3. Засняты ультрафиолетовые полярные сияния Сатурне, Юпитере и на его спутнике Ганимеде.
  4. Найдены планеты вне Солнечной системы, а также большое количество протопланетных дисков вокруг звезд в Туманности Ориона. Были найдены доказательства того, что формирование планет происходит у многих звезд в нашей галактике.
  5. Способствовал частичному подтверждению теории о присутствии сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.
  6. Получено доказательство того, что Вселенная расширяется с ускорением, а не с постоянной (или затухающей) скоростью.
  7. Подтвержден точный возраст Вселенной — 13,7 млрд. лет.
  8. Обнаружено наличие аналогов гамма-всплесков в оптическом диапазоне.
  9. Подтверждение гипотезы об изотропности (т.е. одинаковости самой Вселенной и ее свойств в отдельных ее частях) Вселенной.
  10. Сфотографированы самые дальние участки Вселенной, вплоть до времени образования первых звезд (т.е. Хаббл позволил заглянуть в прошлое на 12,7 — 13 млрд. лет).
  11. Телескопу удалось снять крупным планом одну из самых древних среди известных галактик во Вселенной, которая существует на протяжении 500 млн. лет после Большого Взрыва.

10 известных снимков телескопа Хаббл

Столпы творения

Увеличение телескопа хаббл

Это Столпы Творения, названные так потому, что из этих скоплений газа формируются звезды, и потому, что напоминают формой. На снимке — небольшой кусочек центральной части туманности Орел. Туманность эта интересная тем, что крупные звезды в ее центре частично ее же развеяли, да еще и как раз со стороны Земли. Такая удача позволяет посмотреть в самый центр туманности и, например, сделать знаменитый выразительный снимок.

Галактическая роза

Увеличение телескопа хаббл

Объект Арп 273 — красивый пример коммуникации между галактиками, оказавшимися близко друг к другу. Ассиметричная форма верхней — это следствие так называемых приливных взаимодействий с нижней. Вместе они образуют грандиозный цветок, подаренный человечеству в 2011-м году.

Крабовая туманность

Увеличение телескопа хаббл

Крабовая туманность находится на расстоянии 6,5 тысяч световых лет и представляет собой остатки взрыва сверхновой в созвездии Тельца. Туманность выступает в качестве источника излучения для изучения небесных тел, которые заслоняют её.

Галактика Самбреро

Увеличение телескопа хаббл

Галактика M104, более известная как «Сомбреро», получила своё название благодаря выступающей центральной части (балджу) и ребру из тёмного пылевого вещества. Находится на южной окраине созвездия Девы. Была снята телескопом в 2004 году.

Новый вид туманности Конской головы в инфракрасном спектре

Увеличение телескопа хаббл

В 2013-м году Хаббл переснял туманность Конская голова или Барнард 33 в инфракрасном спектре. И мрачная туманность Конская Голова в созвездии Ориона, почти непрозрачная и черная в видимом диапазоне, предстала в новом свете. То есть, диапазоне.

До этого Хаббл уже фотографировал ее в 2001-м году.

Галактика Андромеды

Увеличение телескопа хаббл

В 2014 году телескоп Хаббл сделал наиболее высококачественную фотографию галактики Андромеды за всю историю ее наблюдения. Данная галактика самая близкая к Млечному Пути из гигантских галактик. Скорее всего, наша галактика выглядит идентично Андромеде. Миллиарды звезд, составляющие Андромеду вместе образуют мощное диффузное свечение.

Кассиопея А: красочные последствия смерти звезды

Увеличение телескопа хаббл

Этот снимок наглядно показывает один из сценариев дальнейшей судьбы Сверхновых звезд после взрыва.

На фото 2006-го года — последствия взрыва звезды Кассиопеи А, что случилось прямо в нашей галактике. Прекрасно видна волна разлетающегося из эпицентра вещества, со сложной и детальной структурой.

Туманность Кошачий глаз

Увеличение телескопа хаббл

Кошачий глаз имеет официальное название NGC 6543, и представляет собой уникальную планетарную туманность  в созвездии Дракона. Это одна из наиболее сложных по структуре туманностей. На снимке, сделанным Хабблом в 1994 году, можно наблюдать множество различных сплетений и ярких дугообразных элементов. В центре туманности находится огромное гало диаметром 3000 световых лет, состоящее из газообразного вещества.

Звезда V838 Mon

Увеличение телескопа хаббл

По неизвестным причинам звезда V838, находящаяся в созвездии Единорога, пережила мощный взрыв в начале 2002 года. После взрыва, внешняя оболочка V838 внезапно расширилась, сделав эту звезду самой яркой во всем Млечном Пути. После этого, также внезапно, звезда снова стала слабой. Ученые до сих пор не выяснили причину этого взрыва.

Туманность Бабочка

Увеличение телескопа хаббл

Биполярная планетарная туманность в созвездии Скорпион получила свое название благодаря схожести с крыльями бабочки. В центре туманности находится, вероятно, одна из самых горячих звезд во Вселенной — ее температура превышает 200000°C.

Значение в культуре человечества

Ценность работы телескопа Хаббл столь велика, что он перестал быть сугубо научным достижением, давно став культурным явлением, часто появляясь в кино и других видах искусства в разных ипостасях:

  • Голливуд не мог пройти мимо истории с зеркалом, и в фильме «Голый Пистолет 2 с половиной» 91-го года его изображение можно заметить в сцене вечерней депрессии лейтенанта Фрэнка Дребина среди фотографий главных катастроф века.
  • Упоминание телескопа можно встретить в масштабном фантастическом фильме «Армагеддон» 98-го года, где именно Хаббл делает первые снимки огромного метеорита, летящего к Земле.
  • Одно из первых заметных появлений полученных телескопом снимков в массовой культуре — четвертый сезон сериала Стар Трек Вояджер в 97-м году.
  • Хаббл много снимается в кино и на телевидении, и перечислять все фильмы с его участием слишком долго. Одним из самых красивых применений фотографий телескопа, помимо документальных, можно назвать Контакт 97-го года с Джоди Фостер. Также завязка недавней Гравитации происходит во время ремонтной миссии на Хаббле.
  • Из неожиданных применений наследия Хаббла: меметичные космические леггинсы. Ну и в качестве принтов для одежды в целом.

Видео



Источник: asteropa.ru

Сколько времени “живут” космические телескопы?

Как сообщает портал astronomy.com, лучший друг каждого астронома на планете — телескоп Хаббла — уже вот-вот готовится выйти на пенсию. В том случае, если с телескопом не случится какая-либо непредвиденная неприятность, способная сделать основные инструменты прибора непригодными, телескоп будет продолжать свою работу до 30 июня 2021 года. Именно до этой даты НАСА официально финансировало все свои операции, так или иначе связанные с космическим телескопом.

Читайте также: Хаббл сфотографировал гигантское пугающее лицо, которое смотрит на нас из глубин космоса

Вместе с тем, из-за того, что телескоп Хаббла находится в пограничной зоне между атмосферой Земли и околоземной орбитой, устройство постоянно испытывает некоторое сопротивление или трение от частиц воздуха, когда оно вращается вокруг Земли. Если НАСА решит по каким-то причинам продлить миссию Хаббла в 2021 году, то устройство, в конечном итоге, все равно рухнет на Землю к середине 2030-х годов, независимо от рабочего состояния телескопа.

Несмотря на то, что в настоящее время большинство инструментов телескопа работает на полную мощность, солидный возраст космического устройства уже сейчас начинает вступать в свои права. Так, некоторые части Хаббла больше не функционируют должным образом, а данные, полученные устройством, нуждаются в дальнейшей обработке для гарантии точности получаемых данных. Однако даже с учетом подобных ограничений, специалисты признаются, что телескоп по-прежнему является бесценным активом для науки.

Кстати говоря, найти больше информации о работе и открытиях телескопа Хаббл вы можете в наших каналах в Telegram и Яндекс.Дзен.

Важность наличия у человечества телескопа Хаббла вряд ли исчезнет в ближайшее время. В первую очередь это связано с тем, что космический телескоп Джеймса Уэбба, также разрабатываемый НАСА, не является прямым преемником Хаббла. По сути, эти два телескопа фактически дополняют друг друга, ведь если Хаббл имеет ограниченные возможности в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, то телескоп Джеймса Уэбба идеально подходит для изучения таких явлений, как формирование звезд и планет, чрезвычайно далеких галактик и даже атмосферы экзопланет, которые лучше всего видны в инфракрасном диапазоне. Вместе с тем, Хаббл лучше всего подходит для наблюдений в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах светового спектра, и, поскольку атмосфера Земли блокирует большинство ультрафиолетовых лучей, Хаббл может видеть вещи, которые никогда не сможет увидеть телескоп Джеймса Уэбба.

Иными словами, существует большая вероятность того, что НАСА решится продлить эксплуатацию Хаббла в июне 2021 года при условии, что телескоп все еще сможет использовать хотя бы некоторые из своих инструментов. В противном случае, участь Хаббла может быть решена в атмосфере нашей планеты, когда он, падая на поверхность Земли, сгорит в ее верхних слоях, подобно любому другому спутнику, сконструированного руками человека.

Источник: Hi-News.ru

Обсерватория размером с 5-этажный дом

А его история началась сразу после окончания Второй мировой войны. В 1946 году американский астрофизик Лайман Спитцер опубликовал статью, в которой описывал основные преимущества орбитальной обсерватории перед наземным телескопом. Во-первых, утверждал он, из-за отсутствия атмосферы должно улучшиться угловое разрешение при наблюдениях за далёкими космическими объектами. Во-вторых, по той же причине станут возможны наблюдения в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.

В 1965 году Спитцера назначили главой комитета, который определял круг научных задач для космического телескопа, а в 1968 году NASA утвердило план его строительства. Однако деньги на финансирование были выделены конгрессом США лишь через 10 лет, после чего сразу начались полномасштабные работы по проектированию.

Предполагалось, что диаметр зеркала телескопа будет составлять 3 метра. Но в целях экономии денежных средств его пришлось сократить до 2,4 метра. Тем не менее размеры обсерватории всё равно впечатляют. Вся конструкция весит 11 тонн, а её длина — 15,9 метра — превышает высоту пятиэтажного дома.

Увеличение телескопа хабблВ начале 1980-х телескопу присвоили имя астронома Эдвина Хаббла. Запуск на орбиту откладывался пару раз, в том числе в связи с катастрофой шаттла «Челленджер» в 1986 году. После неё программа «Спейс шаттл» была приостановлена, и «Хаббл» несколько лет хранился в специально подготовленном для него помещении с искусственно очищенным воздухом. Это увеличило расходы на проект — каждый месяц хранения и обслуживания обходился в 6 млн долларов. С другой стороны, за это время телескоп удалось усовершенствовать: солнечные батареи заменили на более эффективные, модернизировали бортовой вычислительный комплекс и системы связи, дописали программное обеспечение.

Ровно 30 лет назад, 24 апреля 1990 года, шаттл «Дискавери» стартовал с мыса Канаверал, чтобы вывести телескоп «Хаббл» на расчётную орбиту.

Сколько же лет Вселенной?

«Он изменил наше понимание Вселенной, его взгляд с орбиты вызвал поток научных открытий. Начиная с исследований тёмной материи и заканчивая определением возраста Вселенной, “Хаббл” дал ответы на наиболее важные вопросы астрономии и выявил загадки, о существовании которых мы не знали. На протяжении всей истории человечества наш взгляд на величие и тайну космоса никогда не был столь ясным и внимательным», — сказано на сайте проекта. Какие же открытия помог совершить «Хаббл»?

Только за первые 15 лет телескоп получил и передал на Землю более 1 млн изображений разных космических объектов — планет, звёзд, туманностей, галактик. Благодаря ему впервые были получены карты поверхности Плутона и ещё одной карликовой планеты — Эриды. Сфотографированы ультрафиолетовые полярные сияния на Сатурне, Юпитере и его спутнике Ганимеде. Накоплено огромное количество данных об экзопланетах — планетах, находящихся в других звёздных системах (многие учёные считают, что исследования экзопланет тянут на Нобелевскую премию).

Старт шаттла «Дискавери» с телескопом «Хаббл» на борту. Фото: Commons.wikimedia.org

«Хаббл» впервые получил изображения протогалактик, первых сгустков материи, сформированных менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Он обнаружил много протопланетных дисков вокруг звёзд в Туманности Ориона, благодаря чему было доказано, что у большинства звёзд нашей Галактики идут процессы формирования планет. Он подтвердил теорию о сверхмассивных чёрных дырах и помог учёным выстроить современную космологическую модель, в которой Вселенная заполнена тёмной энергией и расширяется с ускорением. Кстати, «Хаббл» смог уточнить и возраст Вселенной: он составляет 13,7 млрд лет.

Но нас, людей далёких от астрономии и астрофизики, более всего впечатляют захватывающие дух фотоснимки галактик и туманностей. Чего стоят только великолепные «Столпы Творения» — скопления межзвёздного газа и пыли в туманности Орёл. Между прочим, самим учёным все эти фотографии в видимом спектре, как правило, без надобности — для получения информации им важнее другие диапазоны электромагнитного излучения. Но благодаря красочным снимкам поддерживается интерес общества к проекту. Да и проще объяснить налогоплательщикам, почему на него потрачены миллиарды долларов.

Гигантский цифровой фотоаппарат

Напоследок несколько примечательных фактов о телескопе «Хаббл».

Высота его орбиты — 340 миль (547 км), период обращения вокруг Земли — 96-97 минут. Аппарат движется с орбитальной скоростью 28 тысяч км/ч, то есть 7,8 км/с!

Телескоп питается от двух солнечных батарей и потребляет очень мало энергии — около 2800 Вт. Это сопоставимо с электрической мощностью кухонного чайника.

«Хаббл» считается достоянием всего человечества. Любой человек или организация может подать заявку на работу с ним независимо от национальной или академической принадлежности. Конкурс объявляется примерно раз в год. Заявка будет рассмотрена, после чего может быть предоставлено время для наблюдений. Но очередь слишком велика: суммарно запрошенное время превышает реально доступное в 6-9 раз.

На момент запуска телескопа для сохранения его данных использовались катушечные магнитофоны. Позже их заменили на жёсткие диски, информация с которых передаётся на геостационарный спутник, а уже затем — на Землю.

Хотя «Хаббл» ведёт наблюдения за самыми далёкими галактиками, есть два космических объекта, находящиеся сравнительно близко, смотреть на которые он не в состоянии. Это Солнце и расположенный рядом с ним Меркурий. Излучение Солнца может повредить датчики обсерватории.

Можно сказать, что «Хаббл» — это гигантский цифровой фотоаппарат. Ведь установленные на нём камеры фиксируют излучение Вселенной с помощью ПЗС-матриц, аналогичных тем, что используются в привычных нам «мыльницах».

Разработчики ожидали, что после 2014 года жизненно важные системы обсерватории выйдут из строя и телескоп станет бесполезен. Но он всё ещё работает, и его миссия продлена как минимум до 2021 года. На смену «Хабблу» будет запущен космический телескоп «Джеймс Уэбб». А сам «Хаббл» в конце концов войдёт в атмосферу Земли и сгорит в ней.

Источник: aif.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.