Космически телескоп “Хъбъл”
Когато правим наблюдения от Земята ние сме подвластни от атмосферните феномени. Но при наблюдения от открития космос или места, където няма атмосфера разграничителната дарба на телескопа ще бъде лимитирана единствено от дифракцията, само че не и от атмосферната турбуленция (която е причина за блещукането на звездите). Другото значимо преимущество на галактическите телескопи е че те могат да правят наблюдения в инфрачервената и ултравиолетовата област от спектъра. Инфрачервените и ултравиолетовите лъчи мощно се всмукват от атмосферата.
Би могло да се каже, че бащата на плана е Лаймън Спицър, професор от университета Йейл. Той е първият, който е работил (теоретично) върху концепцията за градежа на огромен галактически телескоп. Вернер декор Браун, един от най-големите ракетчици в НАСА също е работил с неговия екип от галактическия център Маршал върху това през 60-те години.
През средата на 60-те години НАСА съществено стартира да прави изследвания въз основата на досегашния опит и опита, който ще бъде добит в следствие със градежа на галактическата совалка. Последният план на НАСА, който, в случай че би се оказал еластичен би обезпечил периодическа поддръжка на орбиталната обсерватория.
Следва огромния проблем – парите. През 1975 година държавното управление настойчиво отхвърля да даде нужното финансиране за галактическия телескоп до момента в който НАСА се пробва да се наложи, дружно със Спицър. Агенцията кани и Европейската организация за галактически изследвания (която по-късно става ЕСА) да взе участие в плана (и по този начин надлежно ще поеме част от разходите). Прави се и компромис с дизайна – огледалото от 3 става на 2.4 метра и крайната цена се оформя на 200 милиона $. Проектът най-накрая е утвърден от Конгреса, който отпуска нужното финансиране през 1977 година.
Следващата година стартира градежа на огледалото, което се дава на корпорацията Перкин-Елмър. Космическият транспортен съд пък би трябвало да бъде издигнат от Локхийд Мисайлс. Европейците пък са виновни за градежа на слънчевите панели, които биха осигурявали електрическата мощ на телескопа.
НАСА възнамерява да изстреля телескопа през 1983 година, само че планът търпи отсрочване. Огледалото на Перкин-Елмър е приключено през 1981 година, само че цялата оптическа система по този начин и не е съединена до 1984 година.
Космическият телескоп Хъбъл е съединен през 1985 година. Изстрелването е планувано за октомври 1986 година, само че на 28 януари совалката Челинджър експлодира. Голямата покруса води до прекъсване на всички полети на совалки и излиза наяве, че телескопът не може да излети същата тази година. Вече стартират да се прокарват подозрения дали той въобще ще бъде изстрелян и дали ще доближи орбита.
Всички системи на телескопа в този момент би трябвало да бъдат сложени в стерилни стаи до момента в който полетите бъдат обновени и нова дата бъде избрана. Както знаем, всяко отсрочване е обвързвано с доста пари. Така цената на плана става още по-висока. Най-накрая полетите на совалките са обновени през 1988 година и стартът на телескопа е плануван за 1990. През това време прахуляк се е бил натрупал на основното огледало и то е трябвало да бъде почистено отначало с потоци от азот.
През това време цената от 200 милиона става на цели 2.5 милиарда $.
На 24 април 1990 година совалката Дискавъри най-накрая излетява с телескопа Хъбъл на борда. След няколко седмици излиза наяве обаче нещо неприятно – изображенията, които са изпратени назад към Земята са леко размазани. Докато този проблем позволяваше на учените да правят наблюдения и да вършат открития, част от плануваната задача не можеше да бъде изпълнена.
Дискавъри излетява с телескопа Хъбъл на борда. На назад във времето се вижда и совалката Колумбия – един от редките случаи, когато две совалки са били на стартовата площадка. Image Credit: NASA
След извършения разбор се оказало, че формата на основното огледало не е съвършена – ръбовете са с 2.3 микрометра по-плоски от колкото би трябвало да бъдат. Човек би споделил, че това е нищо, само че резултата е пагубен. Резултатът е сферична аберация, което е събитие добре познато на астрономите.
Това е била неприятна обстановка на НАСА. Агенцията и нейния телескоп попаднали в обекта на голям брой рецензии и смешки.
Инженерите незабавно почнали да търсят решение на казуса за първата сервизна задача през 1993 година. Системата, която измислили се наричала КОСТАР и представлявала серия от оптически принадлежности, които компенсирали резултатите на сферична аберация и разрешавали на телескопа да действа обикновено.
През декември, 1993 година е изстреляна задача STS-61 на совалката Индевър. Екипажът би трябвало да употребява принадлежности за корекция, които преди в никакъв случай не са били употребявани в галактическото пространство. Те сполучливо конфигурират КОСТАР, сменяват Планетарната камера, сменят жироскопи и конфигурират нови слънчеви панели.
Скоро по-късно се оказва, че задачата е сполучлива. Хъбъл стартира да изпраща към Земята забележителни фотоси на звезди, галактики, мъглявини.
Научните резултати от Хъбъл помогнаха на астрономите да решат едни от най-належащите проблеми в астрономията. Например благодарение на телескопа учените съумяха да дефинират по-точно каква е цената на константата на Хъбъл.
Раждане на звезди в мъглявината Орел. Image Credit: NASA/ESA
Докато учените знаят, че Вселената се уголемява от доста години, едвам от скоро е известно, и то с помощта на телескопа Хъбъл, че разширението става с ускоряване. И до момента в който през днешния ден знаем за съществуването на това ускоряване, ние нищо не знаем за неговата причина.
Преди време е имало догадка, че в центъра на някои галактики е допустимо да има черни дупки и единствено рядко е имало доказателства за това, че черни дупки в центъра на някои галактики съществуват. Хъбъл демонстрира нещо напълно друго – черните дупки се срещат в центъра на всички галактики! С помощта на Хъбъл учените знаят, че има тясна връзка сред масата на черната дупка и свойствата на дадената вселена.
Далечни галактики, снимани от Хъбъл. Image Credit: NASA/ESA
Мъглявината “Конска глава ”. Image Credit: NASA/ESA
С помощта на Хъбъл са проучвани и планетите. Проучена е атмосферата на Юпитер, направени са фотоси на Марс, проучени са планетите-джуджета Плутон и Ерида.
Други открития на Хъбъл са протопланетарните дискове в мъглявината Орион и откритието на извънслънчеви екзопланети.
Хъбъл непрестанно има потребност от корекция. Без корекция инструментите на телескопа безусловно ще откажат. Сред сериозния хардуер е жироскопите, които по принцип са шест на брой. Нормално три жироскопа са нужни за наблюдения. Наблюдения са вероятни и при два жироскопа, само че региона от небето, която Хъбъл може да следи е лимитирана и наблюденията на далечни обекти, които изискват точност могат да бъдат затруднени. От 2005 година Хъбъл работи на два жироскопа за да се удължи продължителността на потреблението му. Има подозрения, че до 2008 година Хъбъл може да остане на един жироскоп след което ще бъде негоден.
Хъбъл и Международната станция са галактическите кораби, които са най-силно наранени от нещастието на совалката Колумбия през 2003 година. Докато полетите до МКС бяха възобновени, едвам по-късно бе взето решение през 2008 година да се реализира една последна сервизна задача на телескопа от совалката Атлантис.
От 2007 година и основната камера не работи.
Телескопът Хъбъл се намира в ниска околоземна орбита, което значи, че той е изложен на въздействието на горните пластове на атмосферата на Земята. Счита се, че оставен в неконтролирано положение той ще навлезе и ще изгори в атмосферата сред 2010 до 2033 година. Вероятно не всички елементи ще изгорят изцяло и е допустимо някои от тях да доближат Земята, даже да причинят вреди или да убият човек.
НАСА автентично планираше совалка да върне телескопа назад на Земята, където той би бил изложен в музей. Но рискът при полетите на совалка и фактът, че тя ще бъде пенсионирана през 2010 година оставя Хъбъл на волята на ориста. Счита се, че в случай че задачата на Атлантис през 2008 година е сполучлива Хъбъл ще бъде подложен в по-висока орбита с цел да се отсрочи скорошното му рухване на Земята. Каквото и да стане, краят на телескопа е към момента неразбираем.
Информация: NASA, КОСМОС БГ, Wikipedia
