Кто такой Хаббл, имя которого носит космический телескоп? Кто такой хаббл

Хаббл (телескоп) — WiKi

Предыстория, концепции, ранние проекты

Первое упоминание концепции орбитального телескопа встречается в книге Германа Оберта «Ракета в межпланетном пространстве» (нем. Die Rakete zu den Planetenraumen), изданной в 1923 году.

В 1946 году американский астрофизик Лайман Спитцер опубликовал статью «Астрономические преимущества внеземной обсерватории» (англ. Astronomical advantages of an extra-terrestrial observatory). В статье отмечены два главных преимущества такого телескопа. Во-первых, его угловое разрешение будет ограничено лишь дифракцией, а не турбулентными потоками в атмосфере; в то время разрешение наземных телескопов было от 0,5 до 1,0 угловой секунды, тогда как теоретический предел разрешения по дифракции для орбитального телескопа с зеркалом 2,5 метра составляет около 0,1 секунды. Во-вторых, космический телескоп мог бы вести наблюдение в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, в которых поглощение излучений земной атмосферой весьма значительно.[10][11]

Спитцер посвятил значительную часть своей научной карьеры продвижению проекта. В 1962 году доклад, опубликованный Национальной академией наук США, рекомендовал включить разработку орбитального телескопа в космическую программу, и в 1965 году Спитцер был назначен главой комитета, в задачу которого входило определение научных задач для крупного космического телескопа.[12]

Космическая астрономия стала развиваться после окончания Второй мировой войны. В 1946 году впервые был получен ультрафиолетовый спектр Солнца.[13] Орбитальный телескоп для исследований Солнца был запущен Великобританией в 1962 году в рамках программы «Ариэль», а в 1966 году НАСА запустило в космос первую орбитальную обсерваторию OAO-1.[14] Миссия не увенчалась успехом из-за отказа аккумуляторов через три дня после старта. В 1968 году была запущена OAO-2, которая производила наблюдения ультрафиолетового излучения звёзд и галактик вплоть до 1972 года, значительно превысив расчётный срок эксплуатации в 1 год.[15]

Миссии OAO послужили наглядной демонстрацией роли, которую могут играть орбитальные телескопы, и в 1968 году НАСА утвердило план строительства телескопа-рефлектора с зеркалом диаметром 3 м. Проект получил условное название LST (англ. Large Space Telescope). Запуск планировался на 1972 год. Программа подчёркивала необходимость регулярных пилотируемых экспедиций для обслуживания телескопа с целью обеспечения продолжительной работы дорогостоящего прибора. Параллельно развивавшаяся программа «Спейс шаттл» давала надежды на получение соответствующих возможностей[16].

Борьба за финансирование проекта

Благодаря успеху программы ОАО в астрономическом сообществе сложился консенсус о том, что строительство крупного орбитального телескопа должно стать приоритетной задачей. В 1970 году НАСА учредило два комитета, один для изучения и планирования технических аспектов, задачей второго была разработка программы научных исследований. Следующим серьёзным препятствием было финансирование проекта, затраты на который должны были превзойти стоимость любого наземного телескопа. Конгресс США поставил под сомнение многие статьи предложенной сметы и существенно урезал ассигнования, первоначально предполагавшие масштабные исследования инструментов и конструкции обсерватории. В 1974 году, в рамках программы сокращений расходов бюджета, инициированной президентом Фордом, Конгресс полностью отменил финансирование проекта[17].

В ответ на это астрономами была развёрнута широкая кампания по лоббированию. Многие учёные-астрономы лично встретились с сенаторами и конгрессменами, было также проведено несколько крупных рассылок писем в поддержку проекта. Национальная Академия Наук опубликовала доклад, в котором подчёркивалась важность создания большого орбитального телескопа, и в результате сенат согласился выделить половину средств из бюджета, первоначально утверждённого Конгрессом[17].

Финансовые проблемы привели к сокращениям, главным из которых было решение уменьшить диаметр зеркала с 3 до 2,4 метра, для снижения затрат и получения более компактной конструкции. Также был отменён проект телескопа с полутораметровым зеркалом, который предполагалось запустить с целью тестирования и отработки систем, и принято решение о кооперации с Европейским космическим агентством. ЕКА согласилось участвовать в финансировании, а также предоставить ряд инструментов и солнечные батареи для обсерватории, взамен за европейскими астрономами резервировалось не менее 15 % времени наблюдений.[18] В 1978 году Конгресс утвердил финансирование в размере 36 млн долл., и сразу после этого начались полномасштабные работы по проектированию. Дата запуска планировалась на 1983 год. В начале 1980-х телескоп получил имя Эдвина Хаббла.

Организация проектирования и строительства

Работа над созданием космического телескопа была поделена между многими компаниями и учреждениями. Космический центр Маршалла отвечал за разработку, проектирование и строительство телескопа, Центр космических полётов Годдарда занимался общим руководством разработкой научных приборов и был выбран в качестве наземного центра управления. Центр Маршалла заключил контракт с компанией «Перкин-Элмер» на проектирование и изготовление оптической системы телескопа (англ. Optical Telescope Assembly — OTA) и датчиков точного наведения. Корпорация «Локхид» получила контракт на строительство космического аппарата для телескопа.[19]

Изготовление оптической системы

Полировка главного зеркала телескопа, лаборатория компании «Перкин-Элмер», май 1979 года

Зеркало и оптическая система в целом были наиболее важными частями конструкции телескопа, и к ним предъявлялись особо жёсткие требования. Обычно зеркала телескопов изготавливаются с допуском примерно в одну десятую длины волны видимого света, но, поскольку космический телескоп предназначался для наблюдений в диапазоне от ультрафиолетового до почти инфракрасного, а разрешающая способность должна была быть в десять раз выше, чем у наземных приборов, допуск для изготовления его главного зеркала был установлен в 1/20 длины волны видимого света, или примерно 30 нм.

Компания «Перкин-Элмер» намеревалась использовать новые станки с числовым программным управлением для изготовления зеркала заданной формы. Компания «Кодак» получила контракт на изготовление запасного зеркала с использованием традиционных методов полировки, на случай непредвиденных проблем с неапробированными технологиями (зеркало, изготовленное компанией «Кодак», в настоящее время находится в экспозиции музея Смитсоновского института[20]). Работы над основным зеркалом начались в 1979 году, для изготовления использовалось стекло со сверхнизким коэффициентом теплового расширения. Для уменьшения веса зеркало состояло из двух поверхностей — нижней и верхней, соединённых решётчатой конструкцией сотовой структуры.

Резервное зеркало телескопа, Смитсоновский музей авиации и космонавтики, Вашингтон

Работы по полировке зеркала продолжались до мая 1981 года, при этом были сорваны первоначальные сроки и значительно превышен бюджет.[21] В отчётах НАСА того периода выражаются сомнения в компетентности руководства компании «Перкин-Элмер» и её способности успешно завершить проект такой важности и сложности. В целях экономии средств НАСА отменило заказ на резервное зеркало и перенесло дату запуска на октябрь 1984 года. Окончательно работы завершились к концу 1981 года, после нанесения отражающего покрытия из алюминия толщиной 75 нм и защитного покрытия из фторида магния толщиной в 25 нм.[22][23]

Несмотря на это, сомнения в компетентности «Перкин-Элмер» оставались, поскольку сроки окончания работ над остальными компонентами оптической системы постоянно отодвигались, а бюджет проекта рос. Графики работ, предоставляемые компанией, НАСА охарактеризовало как «неопределённые и изменяющиеся ежедневно» и отложило запуск телескопа до апреля 1985 года. Тем не менее, сроки продолжали срываться, задержка росла в среднем на один месяц каждый квартал, а на завершающем этапе росла на один день ежедневно. НАСА было вынуждено ещё дважды перенести старт, сначала на март, а затем на сентябрь 1986 года. К тому времени общий бюджет проекта вырос до 1,175 млрд долл.[19]

Космический аппарат

Начальные этапы работ над космическим аппаратом, 1980

Другой сложной инженерной проблемой было создание аппарата-носителя для телескопа и остальных приборов. Основными требованиями были защита оборудования от постоянных перепадов температур при нагреве от прямого солнечного освещения и охлаждения в тени Земли и особо точное ориентирование телескопа. Телескоп смонтирован внутри лёгкой алюминиевой капсулы, которая покрыта многослойной термоизоляцией, обеспечивающей стабильную температуру. Жёсткость капсулы и крепление приборов обеспечивает внутренняя пространственная рама из углепластика.[24]

Хотя работы по созданию космического аппарата проходили более успешно, чем изготовление оптической системы, «Локхид» также допустила некоторое отставание от графика и превышение бюджета. К маю 1985 года перерасход средств составил около 30 % от первоначального объёма, а отставание от плана — 3 месяца. В докладе, подготовленном Космическим центром Маршалла, отмечалось, что при проведении работ компания не проявляет инициативу, предпочитая полагаться на указания НАСА[19].

Координация исследований и управление полётом

В 1983 году, после некоторого противоборства между НАСА и научным сообществом был учреждён Научный институт космического телескопа. Институт управляется Ассоциацией университетов по астрономическим исследованиям (англ. Association of Universities for Research in Astronomy) (AURA) и располагается в кампусе университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд. Университет Хопкинса — один из 32 американских университетов и иностранных организаций, входящих в ассоциацию. Научный институт космического телескопа отвечает за организацию научных работ и обеспечение доступа астрономов к полученным данным; эти функции НАСА хотело оставить под своим контролем, но учёные предпочли передать их академическим учреждениям.[25][26]

Европейский координационный центр космического телескопа был основан в 1984 году в городе Гархинг, Германия для предоставления аналогичных возможностей европейским астрономам.[27]

Управление полётом было возложено на Центр космических полётов Годдарда, который находится в городе Гринбелт, Мэриленд, в 48 километрах от Научного института космического телескопа. За функционированием телескопа ведётся круглосуточное посменное наблюдение четырьмя группами специалистов. Техническое сопровождение осуществляется НАСА и компаниями-контакторами через Центр Годдарда.[28]

Запуск и начало работы

Старт шаттла «Дискавери» с телескопом «Хаббл» на борту

Первоначально запуск телескопа на орбиту планировался на октябрь 1986 года, но катастрофа «Челленджера» 28 января приостановила программу «Спейс шаттл» на несколько лет, и запуск пришлось отложить.

Всё это время телескоп хранился в помещении с искусственно очищенной атмосферой, его бортовые системы были частично включены. Расходы на хранение составляли около 6 млн долл. в месяц, что ещё больше увеличило стоимость проекта.[29]

Вынужденная задержка позволила произвести ряд усовершенствований: солнечные батареи были заменены на более эффективные, был модернизирован бортовой вычислительный комплекс и системы связи, а также изменена конструкция кормового защитного кожуха с целью облегчить обслуживание телескопа на орбите.[29][30] Кроме того, программное обеспечение для управления телескопом было не готово в 1986 году и фактически было окончательно написано только к моменту запуска в 1990 году.[31]

После возобновления полётов шаттлов в 1988 году запуск был окончательно назначен на 1990 год. Перед запуском накопившаяся на зеркале пыль была удалена при помощи сжатого азота, а все системы прошли тщательное тестирование.

Шаттл «Дискавери» STS-31 стартовал 24 апреля 1990 года и на следующий день вывел телескоп на расчётную орбиту.[32]

От начала проектирования до запуска было затрачено 2,5 млрд долл. при начальном бюджете в 400 млн; общие расходы на проект, по оценке на 1999 год, составили 6 млрд долл. с американской стороны и 593 млн евро, оплаченных ЕКА.[33]

Приборы, установленные на момент запуска

На момент запуска на борту были установлены шесть научных приборов:

Широкоугольная и планетарная камера (англ. Wide Field and Planetary Camera). Камера была сконструирована в Лаборатории реактивного движения НАСА. Она была оснащена набором из 48 светофильтров для выделения участков спектра, представляющих особый интерес для астрофизических наблюдений. Прибор имел 8 ПЗС-матриц, разделённых между двумя камерами, каждая из которых использовала по 4 матрицы. Широкоугольная камера обладала большим углом обзора, в то время как планетарная камера имела большее фокусное расстояние и, следовательно, давала большее увеличение.[34]

Спектрограф высокого разрешения Годдарда. Данный спектрограф предназначался для работы в ультрафиолетовом диапазоне. Прибор был создан в Центре космических полётов Годдарда и мог работать со спектральными разрешениями величиной около 2000, 20 000 и 100 000.[35]

Камера съёмки тусклых объектов (англ. Faint Object Camera). Прибор разработан ЕКА. Камера предназначалась для съёмки объектов в ультрафиолетовом диапазоне с высоким разрешением до 0,05 с.
Спектрограф тусклых объектов. Предназначался для исследования особо тусклых объектов в ультрафиолетовом диапазоне.
Высокоскоростной фотометр. Создан в Университете Висконсина, разработка финансировалась НАСА. Предназначался для наблюдений за переменными звёздами и другими объектами с изменяющейся яркостью. Мог делать до 10 тыс. замеров в секунду с погрешностью около 2 %.[36]
Датчики точного наведения (англ. Fine Guidance Sensors), которые также могут использоваться в научных целях, обеспечивая астрометрию с миллисекундной точностью. Это позволяет находить параллакс и собственное движение объектов с точностью до 0,2 угловой миллисекунды и наблюдать орбиты двойных звёзд с угловым диаметром до 12 миллисекунд.[37]

Дефект главного зеркала

Уже в первые недели после начала работы полученные изображения показали серьёзную проблему в оптической системе телескопа. Хотя качество изображений было лучше, чем у наземных телескопов, «Хаббл» не мог достичь заданной резкости, и разрешение снимков было значительно хуже ожидаемого. Изображения точечных источников имели радиус свыше 1,0 угловой секунды вместо фокусировки в окружность диаметром 0,1 секунды, согласно спецификации.[38][39]

Анализ изображений показал, что источником проблемы является неверная форма главного зеркала. Несмотря на то, что это было, возможно, наиболее точно рассчитанное зеркало из когда-либо созданных, а допуск составлял не более 1/20 длины волны видимого света, оно было изготовлено слишком плоским по краям. Отклонение от заданной формы поверхности составило лишь 2 мкм[40], но результат оказался катастрофическим — зеркало имело сильную сферическую аберрацию (оптический дефект, при котором свет, отражённый от краёв зеркала, фокусируется в точке, отличной от той, в которой фокусируется свет, отражённый от центра зеркала)[41].

Влияние дефекта на астрономические исследования зависело от конкретного типа наблюдений — характеристики рассеяния были достаточны для получения уникальных наблюдений ярких объектов с высокой разрешающей способностью, и спектроскопия также практически не пострадала.[42] Тем не менее, потеря значительной части светового потока из-за расфокусировки значительно уменьшили пригодность телескопа для наблюдений тусклых объектов и получения изображений с высокой контрастностью. Это означало, что практически все космологические программы стали просто невыполнимыми, поскольку требовали наблюдений особо тусклых объектов.[41]

Причины дефекта

Анализируя изображения точечных источников света, астрономы установили, что коническая константа зеркала составляет −1,0139, вместо требуемой −1,00229.[43][44] То же число было получено путём проверки нуль-корректоров (приборы, позволяющие измерять с высокой точностью кривизну полируемой поверхности), использованных компанией «Перкин-Элмер», а также из анализа интерферограмм, полученных в процессе наземного тестирования зеркала.[45]

Комиссия, возглавляемая Лью Алленом, директором Лаборатории реактивного движения, установила, что дефект возник в результате ошибки при монтаже главного нуль-корректора, полевая линза которого была сдвинута на 1,3 мм относительно правильного положения. Сдвиг произошёл по вине техника, осуществлявшего сборку прибора. Он ошибся при работе с лазерным измерителем, применявшимся для точного размещения оптических элементов прибора, а когда после окончания монтажа заметил непредвиденный зазор между линзой и поддерживающей её конструкцией, то просто вставил обычную металлическую шайбу.[46]

В процессе полировки зеркала его поверхность проверялась при помощи двух других нуль-корректоров, каждый из которых правильно указывал на наличие сферической аберрации. Эти проверки были специально предусмотрены для исключения серьёзных оптических дефектов. Несмотря на чёткие инструкции по контролю качества, компания проигнорировала результаты измерений, предпочитая верить, что два нуль-корректора менее точны, чем главный, показания которого свидетельствовали об идеальной форме зеркала.[47]

Комиссия возложила вину за произошедшее в первую очередь на исполнителя. Отношения между оптической компанией и НАСА серьёзно ухудшились в процессе работы над телескопом из-за постоянного срыва графика работ и перерасхода средств. НАСА установило, что компания не относилась к работам над зеркалом как к основной части своего бизнеса и пребывала в уверенности, что заказ не может быть передан другому подрядчику после начала работ. Хотя комиссия подвергла компанию суровой критике, часть ответственности лежала также и на НАСА, в первую очередь — за неспособность обнаружить серьёзные проблемы с контролем качества и нарушение процедур со стороны исполнителя[46][48].

Поиски решения

Поскольку конструкция телескопа изначально предусматривала обслуживание на орбите, учёные немедленно начали поиск потенциального решения, которое можно было бы применить во время первой технической миссии, запланированной на 1993 год. Хотя «Кодак» закончила изготовление запасного зеркала для телескопа, замена его в космосе не представлялась возможной, а снимать с орбиты телескоп для замены зеркала на Земле было бы слишком долго и дорого. Факт, что зеркало с высокой точностью было отполировано до неправильной формы, привёл к идее разработать новый оптический компонент, который бы выполнял преобразование, эквивалентное ошибке, но с обратным знаком. Новое устройство работало бы подобно очкам для телескопа, корректируя сферическую аберрацию[49].

Из-за разницы в конструкции приборов требовалось разработать два различных корректирующих устройства. Одно предназначалось для Широкоформатной и планетарной камеры, которая имела специальные зеркала, перенаправлявшие свет на её сенсоры, и коррекция могла осуществляться за счёт использования зеркал иной формы, которые бы полностью компенсировали аберрацию. Соответствующее изменение было предусмотрено в конструкции новой Планетарной камеры. Прочие приборы не имели промежуточных отражающих поверхностей и, таким образом, нуждались во внешнем корректирующем устройстве[50].

Система оптической коррекции (COSTAR)

Коррекция аберрации телескопа. Снимок галактики М100 до и после установки COSTAR

Система, предназначенная для коррекции сферической аберрации, получила название COSTAR и состояла из двух зеркал, одно из которых компенсировало дефект[51]. Для установки COSTAR на телескоп было необходимо демонтировать один из приборов, и учёные приняли решение пожертвовать высокоскоростным фотометром[52][53].

В течение первых трёх лет работы, до установки корректирующих устройств, телескоп выполнил большое количество наблюдений.[42][54] В частности, дефект не оказывал большого влияния на спектроскопические замеры. Несмотря на отменённые из-за дефекта эксперименты, было достигнуто множество важных научных результатов, в том числе разработаны новые алгоритмы улучшения качества изображений с помощью деконволюции.[55]

Обслуживание «Хаббла» производилось во время выходов в открытый космос с космических кораблей многоразового использования типа «Спейс шаттл».

Всего были осуществлены четыре экспедиции по обслуживанию телескопа «Хаббл», одна из которых была разбита на два вылета[56][57].

Первая экспедиция

Работы на телескопе во время первой экспедиции

В связи с выявившимся дефектом зеркала значение первой экспедиции по обслуживанию было особенно велико, поскольку она должна была установить на телескопе корректирующую оптику. Полёт «Индевор» STS-61 состоялся 2—13 декабря 1993 года, работы на телескопе продолжались в течение десяти дней. Экспедиция была одной из сложнейших за всю историю, в её рамках были осуществлены пять длительных выходов в открытый космос.

Высокоскоростной фотометр был заменён на систему оптической коррекции, Широкоугольная и планетарная камера — на новую модель (WFPC2 (англ. Wide Field and Planetary Camera 2)) с системой внутренней оптической коррекции.[52][53] Камера имела три квадратных ПЗС-матрицы, соединённых углом, и меньшую «планетарную» матрицу более высокого разрешения в четвёртом углу. Поэтому снимки камеры имеют характерную форму выщербленного квадрата.[58]

Кроме этого, были заменены солнечные батареи и системы управления приводами батарей, четыре гироскопа системы наведения, два магнитометра, и был обновлён бортовой вычислительный комплекс. Также была произведена коррекция орбиты, необходимая из-за потери высоты вследствие трения о воздух при движении в верхних слоях атмосферы.

31 января 1994 года НАСА объявило об успехе миссии и продемонстрировало первые снимки значительно лучшего качества.[59] Успешное завершение экспедиции было крупным достижением, как для НАСА, так и для астрономов, которые получили в своё распоряжение полноценный инструмент.

Вторая экспедиция

Второе техобслуживание было произведено 11—21 февраля 1997 года в рамках миссии «Дискавери» STS-82[60]. Спектрограф Годдарда и Спектрограф тусклых объектов были заменены на Регистрирующий спектрограф космического телескопа (англ.) (англ. Space Telescope Imaging Spectrograph, STIS) и Камеру и мульти-объектный спектрометр ближнего инфракрасного диапазона (англ. Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer, NICMOS).

NICMOS позволяет проводить наблюдения и спектрометрию в инфракрасном диапазоне от 0,8 до 2,5 мкм. Для получения необходимых низких температур детектор прибора помещён в сосуд Дьюара и охлаждался до 1999 года жидким азотом[60][61].

STIS имеет рабочий диапазон 115—1000 нм и позволяет вести двумерную спектрографию, то есть получать спектр одновременно нескольких объектов в поле зрения.

«Хаббл» в грузовом отсеке шаттла, астронавты заменяют гироскопы. Экспедиция STS-103

Был также заменён бортовой регистратор, произведён ремонт теплоизоляции и выполнена коррекция орбиты[60][62].

Третья экспедиция (A)

Экспедиция 3A («Дискавери» STS-103) состоялась 19—27 декабря 1999 года, после того, как было принято решение о досрочном проведении части работ по программе третьего сервисного обслуживания. Это было вызвано тем, что три из шести гироскопов системы наведения вышли из строя. Четвёртый гироскоп отказал за несколько недель до полёта, сделав телескоп непригодным для наблюдений. Экспедиция заменила все шесть гироскопов, датчик точного наведения и бортовой компьютер. Новый компьютер использовал процессор Intel 80486 в специальном исполнении — с повышенной устойчивостью к радиации. Это позволило производить часть вычислений, выполнявшихся ранее на Земле, при помощи бортового комплекса.[63]

Третья экспедиция (B)

«Хаббл» в грузовом отсеке шаттла перед возвращением на орбиту, на фоне восходящей Земли. Экспедиция STS-109

Экспедиция 3B (четвёртая миссия) выполнена 1—12 марта 2002 года, в ходе полёта «Колумбия» STS-109. В ходе экспедиции камера съёмки тусклых объектов была заменена на усовершенствованную обзорную камеру (англ. Advanced Camera for Surveys) (ACS). Восстановлено функционирование инструмента NICMOS (камера ближнего инфракрасного диапазона и мульти-объектный спектрометр), в системе охлаждения которого в 1999 году закончился жидкий азот — cистема охлаждения заменена на холодильную установку с замкнутым контуром, работающую по обратному циклу Брайтона.[64]

Были во второй раз заменены солнечные батареи. Новые панели были на треть меньше по площади, что значительно уменьшило потери на трение в атмосфере, но при этом вырабатывали на 30 % больше энергии, благодаря чему стала возможна одновременная работа со всеми приборами, установленными на борту обсерватории. Также был заменён узел распределения энергии, что потребовало полного выключения электропитания на борту — впервые с момента запуска.[65]

Произведённые работы существенно расширили возможности телескопа. Два прибора, введённые в строй в ходе работ — ACS и NICMOS — позволили получить изображения глубокого космоса.

Четвёртая экспедиция

Основная статья: STS-125 Работы на телескопе во время четвёртой экспедиции

Пятое и последнее техобслуживание (SM4) было произведено 11—24 мая 2009 года, в рамках миссии «Атлантис» STS-125. Ремонт включал замену одного из трёх датчиков точного наведения, всех гироскопов, установку новых аккумуляторов, блока форматирования данных и починку теплоизоляции. Также была восстановлена работоспособность усовершенствованной обзорной камеры и регистрирующего спектрографа и были установлены новые приборы.[66]

Дебаты

Ранее очередная экспедиция была назначена на февраль 2005 года, но после катастрофы шаттла «Колумбия» в марте 2003 была отложена на неопределённый срок, что поставило под угрозу дальнейшую работу «Хаббла». Даже после возобновления полётов шаттлов миссия была отменена, поскольку было принято решение, что каждый отправляющийся в космос челнок должен иметь возможность достичь МКС в случае обнаружения неисправностей, а из-за большой разницы в наклонении и высоте орбит шаттл не мог причалить к станции после посещения телескопа.[67][68]

Под давлением Конгресса и общественности, требовавших принятия мер по спасению телескопа, 29 января 2004 Шон О’Киф (англ. Sean O'Keefe), бывший тогда администратором НАСА, объявил, что изучит ещё раз решение об отмене экспедиции к телескопу.[69]

13 июля 2004 года официальная комиссия Академии наук США приняла рекомендацию, что телескоп должен быть сохранён, невзирая на очевидный риск, и 11 августа того же года О’Киф поручил Центру Годдарда приготовить детальные предложения о проведении обслуживания телескопа при помощи робота. После изучения этот план был признан «технически неосуществимым».[69]

31 октября 2006 года Майклом Гриффином, новым администратором НАСА, было официально объявлено о подготовке последней миссии по ремонту и модернизации телескопа[70].

Работы по ремонту

К началу ремонтной экспедиции на борту накопился ряд неисправностей, неустранимых без посещения телескопа: отказали резервные системы питания у Регистрирующего спектрографа (STIS) и Усовершенствованной обзорной камеры (ACS), в результате чего STIS прекратил работу в 2004 году, а ACS работала ограниченно. Из шести гироскопов системы ориентации функционировали только четыре. К тому же требовали замены никель-водородные аккумуляторы телескопа.[71][72][73][74][75]

Неисправности были полностью устранены в ходе ремонта, при этом на «Хаббл» были установлены два совершенно новых прибора: Ультрафиолетовый спектрограф (англ.) (англ. Cosmic Origin Spectrograph, COS) был установлен вместо системы COSTAR; поскольку все находящиеся на данный момент на борту приборы имеют встроенные средства корректировки дефекта главного зеркала, надобность в системе отпала. Широкоугольная камера WFC2 была заменена на новую модель — WFC3 (англ. Wide Field Camera 3), которая отличается бо́льшим разрешением и чувствительностью, особенно в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах[76].

Планировалось, что после этой миссии телескоп «Хаббл» продолжит работу на орбите по крайней мере до 2014 года[76].

ru-wiki.org

Кто такой Хаббл, имя которого носит космический телескоп?

Ответы (3)

Великий астроном ХХ столетия. Родился в 1889 г. в штате Миссури. В юности и молодости больше отличался спортивными, чем научными талантами. Учился в Чикагском Университете и в Оксфорде - изучал юрисдикцию. Только спустя некоторое время после получения диплома и возвращения в Штаты решил посвятить себя астрономии. В начале 20-х поставил точку в споре о том, что такое спиральные туманности, увидев множество отдельных звезд (в том числе, переменные цефеиды) в туманности Андромеды и определив по порядку величины расстояние до нее (все-таки в несколько раз занизив это расстояние) . Этого было достаточно, чтобы твердо заявить: спиральные туманности являются галактиками, подобными нашей - грандиозными образованиями из миллиардов звезд и находятся на расстоянии в миллионы световых лет от нас. В 1929 году Эдвин Хаббл выводит свой знаменитый закон: галактики разлетаются со скоростью пропорциональной расстоянию между ними. Это было сделано на статистическом уровне: расстояние до галактики в среднем обратно пропорционально квадрату ее яркости. Скорость убегания определяется красным смещением (эффект Доплера) . Вместе с Общей теорией относительности Эйнштейна и решениями Фридмана показывающими нестациноарность Вселенной, этот закон изменил мировоззрение: вместо вечной и неизменной мы получили расширяющуюся эволюционирующую Вселенную возникшую миллиарды лет назад. Переворот в сознании произошел не сразу, многие долго отказывались верить. Кстати, одним из аргументов против расширяющейся Вселенной была недооценка расстояния до ближайших галактик, допущенная Хабблом (это сложнейшая задача, которая и сейчас решается с трудом) . Получалось, что Вселенной всего два миллиарда лет. Потом новые измерения поставили все на свои места. Косми́ческий телескóп «Хаббл» (англ. Hubble Space Telescope, HST) — автоматическая обсерватория на орбите вокруг Земли, названная в честь Эдвина Хаббла. Телескоп «Хаббл» — совместный проект NASA и Европейского космического агентства.Размещение телескопа в космосе даёт возможность регистрировать электромагнитное излучение в диапазонах, в которых земная атмосфера непрозрачна; в первую очередь — в инфракрасном диапазоне. Из-за отсутствия влияния атмосферы, разрешающая способность телескопа в 7—10 раз больше аналогичного телескопа, расположенного на Земле.

американский астроном

Оставить ответ

Войдите, чтобы написать ответ

science.ques.ru

Три главных открытия Эдвина Хаббла - портал "Человек Online" | Закон

20 ноября 1889 года родился Эдвин Хаббл — величайший астроном со времён Николая Коперника. К этой дате мы вспоминаем открытия, благодаря которым Хаббл обессмертил своё имя.

2013-11-20 15:49

Эдвин Хаббл родился в небольшом городке Марфилд (Миссури, США). Детство будущего учёного прошло в большой дружной семье, в которой росло восемь детей.

Астрономией молодой Эдвин увлёкся рано, скорее всего, под влиянием своего деда, построившего себе небольшой телескоп. Учёба в школе далась Хабблу легко. В 1906 году он поступил в Чикагский университет, где продолжил изучать естественные науки, особенно астрономию. После получения диплома Эдвин Хаббл отправился в Англию продолжать образование — изучал юриспруденцию в Кембридже. В 1913 году он приехал обратно в США, но юристом так и не стал — вернулся в Чикагский университет, где целиком посвятил себя любимому занятию.

В 1917 году Америка вступила в Первую мировую войну на стороне Антанты. Молодой учёный сначала отверг приглашение стать добровольцем, но потом получил военное образование и стал командиром пехотного батальона. В составе Американского экспедиционного корпуса майор Эдвин Хаббл высадился в Европе осенью 1918 года, но в боевых действиях принять участие не успел.

Вернувшись с войны, учёный сосредоточился на астрономии и совершил несколько открытий, навеки обессмертивших его имя и поставивших Эдвина Хаббла в один ряд с такими легендарными учёными, как Николай Коперник или Галилео Галилей.

Вселенная простирается дальше нашей Галактики

В 1919 году Эдвин Хаббл начал работать на самом крупном астрономическом инструменте того времени — 2,5-метровом телескопе Хукера в обсерватории Маунт-Вилсон (Калифорния, США). Большинство учёных тогда были уверены, что Вселенная состоит из единственной галактики — Млечного Пути. Хаббл опроверг этот постулат, наблюдая в телескоп за несколькими спиральными туманностями, включая Туманность Андромеды и Треугольник. Он выяснил, что эти туманности расположены слишком далеко, чтобы быть частью Млечного Пути. В действительности это отдельные галактики, расположенные за пределами нашей собственной. Это открытие фундаментальным образом изменило научное видение Вселенной.

Морфологическая система классификации галактик

Когда стало понятно, что во Вселенной не одна галактика, а миллионы и миллиарды, Эдвин Хаббл придумал систему их классификации. Он группировал изображения галактик на фотоснимках и выделил среди них эллиптические, линзообразные, спиральные и неправильные. Сам Хаббл считал, что любая галактика, эволюционируя, проходит через все элементы этой последовательности. Поэтому традиционно эллиптические галактики называют ранним классом, а спиральные — поздним. На смену прежним, часто нечётким и сложным классификациям пришла чёткая, простая, стройная схема.

Вот как написал о системе Хаббла известный астроном Вальтер Бааде: «Я использовал её 30 лет, и хотя упорно искал объекты, которые нельзя было бы уложить в хаббловскую систему, их количество оказалось столь ничтожным, что я смогу пересчитать их по пальцам».

Вселенная расширяется

Если какой-то астрономический объект удаляется от наблюдателя, в его спектре линии химических элементов смещаются в длинноволновую, красную сторону из-за эффекта Доплера. Эдвин Хаббл проанализировал величину этого смещения для удалённых объектов и обнаружил прямую зависимость — чем дальше от нас объект, тем больше у него красное смещение, то есть скорость. Значит, Вселенная расширяется, и не просто, а с ускорением — чем больше расстояние между двумя галактиками, тем больше скорость их разлёта друг от друга. Эта зависимость, названная позже законом Хаббла, прекрасно согласовалась с решениями уравнений общей теории относительности Эйнштейна для гомогенных изотропных расширяющихся пространств. Благодаря открытию американского астронома концепция расширяющейся Вселенной получила самое широкое признание в научных кругах.

Альберт Эйнштейн писал про это открытие: «Новые наблюдения Хаббла и Хьюмасона относительно красного смещения... делают вероятным предположение, что общая структура Вселенной не стационарная».

Высочайшее признание заслуг не изменило жизни Хаббла. Он по-прежнему много работал и сторонился публичности. Но отшельником он не был. У него было немало интересных знакомых. Среди них — композитор Игорь Стравинский, писатель Олдос Хаксли и художник-аниматор Уолт Дисней.

Скончался Эдвин Хаббл 28 сентября 1953 года. На Земле ему не поставили памятника, но его именем названы кратер на Луне, астероид № 2069 и самый мощный в истории человечества телескоп, выведенный на орбиту в 1990 году.

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

chelovek-online.ru

Телескоп Хаббл: история, достижения и миллионы снимков космоса

Телескоп Хаббл - наверное, самый популярный и известный объект так или иначе связанный с космосом, мало кто не слышал это название.

Назван телескоп в честь великого американского ученого Эдвина Пауэлла Хаббла, главным достижением которого было открытия эффекта Расширения Вселенной.

Хаббл был запущен на земную орбиту в апреле 1990 года. По своей сути это не просто телескоп - это настоящая автоматическая орбитальная обсерватория.

На воплощение и запуск такого сложного и масштабного проекта как Хаббл понадобилось невероятно много времени, ресурсов и финансовых средств. Видимо поэтому Хаббл и стал совместным проектом двух крупнейших космических агенств мира: НАСА и ЕКА (Европейское космическое агенство).

Размещение телескопа в космосе было абсолютно логичным шагом на пути к его изучению, поскольку земная атмосфера сильно затрудняет наблюдение в некоторых диапазонах (в частности инфракрасном, менее в ультрафиолетовом) а также практически не позволяет регистрировать электромагнитные излучения средней и низкой интенсивности. Таким образом, Хаббл делает в 7 - 10 раз более качественные снимки чем аналогичные аппараты на поверхности Земли.

Статус главного "небесного ока" Хаббл приобрел не сразу после своего запуска, т.к. изначально при изготовлении оптики, в частности главного зеркала, подрядчиками была допущена серьезная ошибка, что сильно сказывалось на качестве получаемых снимков. Дефект был устранен в 1993 году первой экспедицией по техническому обслуживанию и ремонту в результате установки корректирующей оптической системы COSTAR. Процедура установки этой системы стала одной из самых сложных операций в истории астронавтики. Результат не заставил себя долго ждать - качество изображений возросло на несколько порядков и Хаббл был готов покорять новые, неизведанные тайны космоса.

снимок одной и той же галактики до и после установки системы COSTAR

С каждой из четырех последующих обслуживающих экспедиций 1997, 1999, 2002 и 2009 годов космический телескоп получал новейшие обновления для своего технического арсенала, становясь все более совершенным и универсальным орудием исследования просторов космоса. На данный момент в распоряжении Хаббла имеются такие приборы: широкоугольная и планетарные камеры, усовершенствованная обзорная камера, мульти-объектный спектрометр ближнего инфракрасного диапазона, ультрафиолетовый спектрограф. Благодаря своему техническому арсеналу Хаббл был так или иначе причастен к львиной части новостей космоса: открытиям, наблюдениям и снимкам Вселенной начиная еще с 1993 года.

Почти за 23 года проведенных на околоземной орбите Хаббл стал легендарным телескопом. Им было сделано несколько миллионов фотографий, было сделано множество открытий, на базе которых была построена не одна космологическая теория. Ежемесячный поток данных превышает 80 Гигабайт, а их общий объем достиг 50 Терабайт.

Наиболее значимые наблюдения Хаббла:

Съемка столкновения кометы Шумейкеров - Леви с Юпитером в 1994 году.
Получены подробные кадры поверхности Плутона и Эриды (еще одна карликовая планета).
Засняты ультрафиолетовые полярные сияния Сатурне, Юпитере и на его спутнике Ганимеде.
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.
Способствовал частичному подтверждению теории о присутствии сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.
Получено доказательство того, что Вселенная расширяется с ускорением, а не с постоянной (или затухающей) скоростью.
Подтвержден точный возраст Вселенной - 13,7 млрд. лет.
Обнаружено наличие аналогов гамма-всплесков в оптическом диапазоне.
Подтверждение гипотезы об изотропности (т.е. одинаковости самой Вселенной и ее свойств в отдельных ее частях) Вселенной.
Сфотографированы самые дальние участки Вселенной, вплоть до времени образования первых звезд (т.е. Хаббл позволил заглянуть в прошлое на 12,7 - 13 млрд. лет).

Также к заслугам телескопа можно отнести огромное количество впечатляющих снимков неба и отдельных его объектов, которые помимо научной ценности несут еще и эстетическую. Ниже представлены лучшие снимки за 23 года работы Хаббла. Рассматривать и любоваться этими кадрами можно часами.

wildwildworld.net.ua

Угадайте, где находится телескоп Хаббл

Вот где находится знаменитый телескоп Хаббл 1 В апреле 2015 года легендарный телескоп, названый в честь Эдвина Хаббла (1889-1953), отметил свое двадцатипятилетие на околоземной орбите. Никто не скрывает, что за эти годы приходилось неоднократно «лечить» аппарат, восстанавливать и совершенствовать его. Однако все труды были не напрасны и теперь даже школьники знают, где находится телескоп Хаббл.

Телескоп этот каждые девяносто минут облетает всю Землю на высоте около шестисот километров над уровнем моря. Его основной задачей является фотографирование всего, что попадает в поле его зрения. А попадает многое. Так за время его работы на Землю было передано свыше 700 000 снимков. Трудно сосчитать, сколько научных статей и сколько открытий было сделано благодаря Хабблу!

Космический художник

Первые успехи аппарата были не впечатляющие. Снимки приходили на Землю размытые и не производили впечатления. Это было вызвано дефектом зеркала, который впрочем, через некоторое время был исправлен астронавтами. После первого ремонта было проведено еще несколько. Хаббл совершенствовался и оснащался новым оборудованием.

Его глаз становился все зорче и зорче. И теперь там, где находится знаменитый телескоп Хаббл, нет более точного и внимательного наблюдателя за всеми изменениями, которые происходят во Вселенной.

Вот где находится знаменитый телескоп Хаббл 2

Снимки телескопа оказываются на редкость красивыми и художественными. Во Вселенной, как выяснилось, много света и цвета. Кроме того, с помощью оттенков, зафиксированных на снимках, ученые смогли установить химические вещества, содержащиеся во многих образованиях, новорожденных звездах, галактиках. Внутри каждой галактики есть гигантская черная дыра, Вселенная постоянно ускоряется, и это все мы знаем благодаря Hubble Space Telescope, запущенному в 1990 году.

Интересно то, что удалось заглянуть так далеко, что стало видно рождение новых звезд на расстоянии 6,5 тысяч световых лет. Процесс запечатлен в мельчайших деталях. Фотографии настолько оригинальны, что поражают мышление любого.

И в честь этого даже был устроен симфонический концерт. Таким образом, телескоп в космосе намного раздвинул границы возможностей человека и еще раз позволил убедиться в нашей хрупкости.

Вот где находится знаменитый телескоп Хаббл 3

Авторы и создатели

Этот уникальный аппарат разрабатывался Европейским Космическим Агентством совместно с NASA. Всего на него уже потрачено 6 миллиардов долларов. Первоначально телескоп должен был быть запущен в космос на 4 года раньше, но произошедшая катастрофа с Челленджером отодвинула этот срок. Программа создания, запуска и дальнейшего обслуживания предусматривала ремонт аппарата каждые 5 лет.

Однако поврежденное зеркало, из-за которого снимки были сначала нечеткими, натолкнуло на мысль, что ремонт нужно осуществлять непосредственно на орбите. И в 1993 году зеркало было исправлено, аппарат получил дополнительное оснащение и стал работать еще лучше.

При таком положении вещей, учитывая, где находится знаменитый телескоп Хаббл, и его безупречную работу, он продержится еще 5 лет, а может и больше. Вывести его из строя может лишь какая-нибудь катастрофа. Хотя замена Хабблу уже готова. Это более точный и чувствительный аппарат Webb Space Telescope.

Вот где находится знаменитый телескоп Хаббл 4

Помощник в исследовании космоса

Хаббл позволил решить проблему с изучением электромагнитного излучения. Он регистрирует его в инфракрасном излучении. Это делают и наземные телескопы. Однако Хаббл оказался эффективнее в десять раз. Поскольку там, где находится телескоп Хаббл больше возможностей.

Хаббл — достаточно небольшой аппарат, его диаметр чуть больше четырех метров. Солнечные батареи раскинулись на 2 метра в ширину. А вот длина составляет 13 метров. При таких небольших, казалось бы, габаритах, вес аппарата внушительный. Весь телескоп имеет без учета аппаратуры 11 тысяч килограммов, и еще 1,5 тысячи — это приборы.

Вот где находится знаменитый телескоп Хаббл 5

Обслуживание телескопа полностью лежит на плечах астронавтов. Планируемые ранее ремонты со спуском на Землю могли привести лишь к его повреждениям и деформациям. Всего было осуществлено 4 выхода в открытый космос для ремонта Хаббла.

Оценить работу, которую проделал телескоп в космосе, просто невозможно. Благодаря ему, мы видим снимки Плутона, стали свидетелями столкновения Юпитера с кометой Шумейкеров-Леви, знаем возраст самой Вселенной. По данным ученых ее возраст приближается к четырнадцати миллиардам лет. Кроме того, специалисты с уверенностью заявляют об однородности Вселенной, об ускорении процессов, происходящих в ней, и многое другое.

novoptic.ru

Это интересно знать. Космический телескоп им. Хаббла.

Подробно:

Телескоп Хаббл в космосе

11 августа 2008г орбитальный телескоп Hubble завершил свой 100-тысячный оборот вокруг земного шара. Аппарат был выведен на околоземную орбиту 24 апреля 1990 г. За 18 лет с его помощью удалось сделать массу открытий, многие из которых стали настоящей революцией в астрономии. А на октябрь 2008 года запланирована сервисная миссия, которая должна продлить жизнь телескопа и улучшить его возможности.

11 мая 2009 года с космодрома на мысе Кана́верал стартовал космический челнок Атлантис с семью членами экипажа на борту. Это последняя миссия, направленная на ремонт поврежденного орбитального телескопа Хаббл. 11-дневный план полета экипажа Атлантиса включает пять выходов в открытый космос для ремонта Хаббла с использованием современных научных инструментов, специально разработанных для того, чтобы отремонтировать и усовершенствовать телескоп, продлив срок его службы ещё как минимум до 2014 года.

В апреле 2015 года легендарный телескоп, на́званый в честь Эдвина Хаббла (1889-1953), отметил свое двадцатипятилетие на околоземной орбите.

ПРОЕКТ КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПА ИМЕНИ ХАББЛА

HST

В двадцатом веке астрономы сделали много шагов в изучении вселенной. Эти шаги были бы невозможны без использования больших и сложных телескопов, расположенных на высокогорных лабораториях и управляемых большим количеством квалифицированных специалистов. С выводом на орбиту ТЕЛЕСКОПА ИМЕНИ ХАББЛА (HUBBLE SPACE TELESCOPE - HST), астрономия сделала гигантский рывок вперед. Будучи расположенным за пределами земной атмосферы, HST может фиксировать такие объекты и явления, которые не могут быть зафиксированы приборами на земле.

Проект HST был разработан в НАСА при участии Европейского Космического Агентства (ESA). Этот телескоп-рефлектор, диаметром 2,4 м (94,5 дюйма), выводится на низкую (610 километров или 330 морских миль) орбиту с помощью американского корабля СПЕЙС ШАТТЛ (SPACE SHUTTLE). Проект предусматривает периодическое техническое обслуживание и замену оборудования на борту телескопа. Проектный срок эксплуатации телескопа - 15 и более лет.

ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ С ПОМОЩЬЮ ТЕЛЕСКОПОВ

НАСА основало институт космических исследований с помощью телескопов (Space Telescope Science Institute - STScI) для проведения широкого спектра глобальных научных исследований с помощью телескопа имени Хаббла. STScI - большой исследовательский центр, где опытные специалисты постоянно наблюдают за работой телескопа. Эти специалисты также помогают астрономам в составлении планов наблюдений. В задачу STScI также входит предоставление астрономам необходимого программного обеспечения и технических средств для наблюдений.

Чтобы сделать наблюдения с помощью телескопа имени Хаббла как можно более эффективными, STSiC модернизировал наземные системы обслуживания наблюдений. Большая часть процесса планирования наблюдений была автоматизирована с использованием "интеллектуального" оборудования и программного обеспечения. STSiC составил каталог более 20 миллионов звезд для облегчения поиска объектов наблюдения, а также разработал пакет прикладных программ, предназначенный помочь астроному в обработке данных, получаемых с борта HST. Каждый день STSiC получает расшифровывает, обрабатывает и накапливает огромное количество информации, поступающей с борта HST, а также рассылает её своим клиентам.

STSiC подчиняется Ассоциации Университетов по Исследованиям в Области Астрономии (the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc - AURA). Сам институт расположен в университетском городке Хомвуд (университет имени Джона Хопкинса) в Балтиморе.

КТО ИСПОЛЬЗУЕТ ТЕЛЕСКОП ИМ. ХАББЛА?

Предстартовая подготовка телескопа Хаббл

В отличие от других научных проектов, HST не используется исключительно отдельной группой специалистов, разработавших данный телескоп, или группой астрономов из одной лаборатории или института; в принципе, любой человек может провести свое наблюдение при помощи HST.

Для проведения наблюдений с помощью HST, астроном должен прислать в STSiC запрос с изложением научного обоснования невозможности проведения данного наблюдения в земных условиях и описание предполагаемой программы наблюдений. Запрос передается в одну из комиссий при STSiC по разным разделам астрономии. Каждый год эти комиссии предоставляют ранжированные списки с предложениями по проведению наблюдений в Комитет Распределения Времени исследований с помощью телескопа (Telescope Allocation Committee - TAC). Задача комитета - составить проект сбалансированной программы наблюдений для HST. Последнее слово в утверждении этой программы принадлежит главе STScI.

На каждом этапе рассмотрения проект оценивается по разным критериям. Какова́ научная ценность знаний, которые будут получены в результате исследований, и сколько средств и времени для этого необходимо истратить? Достигнуты ли пределы в исследовании данного объекта наземными приборами? Насколько вероятен успех исследований? Кроме чисто научных вопросов, проверяется также физическая возможность HST наблюдать данный объект/явление, временные и другие требования к телескопу и его ресурсам.

КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ В КОСМИЧЕСКИЙ ВЕК

Вся наблюдения с использованием HST должны быть предварительно тщательно и точно спланированы, так как все наблюдения проводятся автоматически с помощью компьютеров на борту телескопа. После поступления всех команд на борт HST, телескоп работает в автоматическом режиме, без связи с Землей. Поиск объекта, подстройка приборов, собственно наблюдения и др. осуществляются исключительно бортовыми компьютерами. Так как HST делает один виток вокруг Земли за 95 минут, объекты наблюдения слишком быстро появляются и исчезают, чтобы можно было применить дистанционное управление с Земли без потери скорости и эффективности наблюдений. Для увеличения эффективности сеансы наблюдений из разных программ чередуются между собой. Таким образом подавляющее большинство программ требуют не один виток для своего полного завершения.

ВОЗМОЖНОСТИ ТЕЛЕСКОПА

На борту HST находятся: две камеры, два спeктро́грофа, фотометр, астрода́тчики. Вследствие того, что телескоп находится за пределами атмосферы, эти приборы позволяют:

1) Фиксировать изображения объектов с очень высоким разрешением. Наземные телескопы редко дают разрешение, больше одной угловой секунды. В любых условиях HST дает разрешение в одну десятую угловой секунды.2) Обнаруживать объекты малой светимости. Самые большие наземные телескопы редко обнаруживают объекты слабее 25 звездной величины. HST может обнаруживать объекты 28 звездной величины, что почти в 20 раз меньше.3) Наблюдать объекты в ультрафиолетовой части спектра. Ультрафиолетовый диапазон составляют важнейшую часть спектра горячих звезд, туманностей и других мощных источников излучения. Атмосфера Земли поглощает большую часть ультрафиолетового излучения и поэтому оно не доступно для наблюдения (HST может также наблюдать объекты в инфракрасной части спектра, однако чувствительность в этой части спектра пока мала. После установки новых приборов через несколько лет после запуска, она резко возрастет).4) Фиксировать быстрые изменения интенсивности света, что невозможно в земных условиях из-за изменения прозрачности атмосферы в момент наблюдений.

ПРИБОРЫ И ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

HST имеет на борту зеркало Ричи-Кретиена диаметром 94,5 дюйма (2,4 м). Оптические датчики регистрируют излучение в диапазоне от 1160 Aнгстрем (ультрафиолетовое излучение) до 11000 Aнгстрем (инфракрасное излучение). Все наблюдательные приборы телескопа могут регистрировать излучение в ультрафиолетовом диапазоне. Все приборы, кроме спектрографа высокого разрешения, могут регистрировать излучение в видимой части спектра. Первичные инструменты, установленные на борту телескопа, не могут регистрировать излучение в инфракрасном диапазоне (хотя планетарная камера регистрирует излучение в диапазоне, близком к инфракрасному). Всё бортовое оборудование телескопа получает энергию от двух панелей солнечных батарей или от аккумуляторов (во время нахождения в тени́ Земли).

ЧЕГО НЕ МОЖЕТ КОСМИЧЕСКИЙ ТЕЛЕСКОП ИМЕНИ ХАББЛА

1) HST не может наблюдать объекты и явления на Земле, так как его система поиска объектов и чувствительность приборов рассчитаны только для наблюдений за космическими объектами.2) HST не может наблюдать за Солнцем и освещенной частью Луны, так как они слишком яркие.

Специалисты, следящие за выполнением научной программы исследований, не должны допускать таких наблюдений, которые могут "ослепить" телескоп. В случае ошибки компьютера или человека, когда возникает такая угроза, HST автоматически закрывает отверстие наблюдения специальной дверкой и выключает все наблюдательные приборы. С помощью HST можно наблюдать лунные затмения, соблюдая необходимые меры предосторожности. Затмения Солнца Землей позволяют наблюдать Венеру, Меркурий и другие объекты с малым угловым расстоянием до Солнца, в течение нескольких минут. Вышеперечисленные ограничения могут не учитываться заказчиком при составлении своего проекта программы наблюдений, т.к. все они учитываются автоматически компьютером при составлении общего расписания наблюдений для HST.

znaniya-sila.narod.ru

Эдвин Пауэлл Хаббл - человек, открывший космос

Эдвин Пауэлл Хаббл известен во всем мире. Человек, благодаря которому представление о Вселенной расширилось до невероятных границ, обладал множеством талантов и огромной страстью к астрономии.

Имя Эдвина Пауэлла Хаббла – одно из величайших в современной науке. Человек, обладавший множеством талантов, посвятил свою жизнь астрофизике. Будущий гений астрономии родился 20 ноября 1889 года в городе Маршфилд (штат Миссури, США). Его отец руководил страховой компанией. С 1898 г. семья живет в Чикаго. В школе Эдвин хорошо учился, но особо отличался спортивными успехами – бейсбол, баскетбол и футбол давались ему с легкостью. Он одержал семь побед в легкоатлетических соревнованиях, а в 1906 году он побил рекорд штата по прыжкам. Кроме этого он увлекался боксом.

После выпуска из школы в 1906 году Эдвин поступает в Чикагский университет и начинает всерьез увлекаться теоретической наукой, особенно его занимала физика. Получив стипендию по физике и работая в качестве ассистента лаборатории, Эдвин Хаббл оставался активным спортсменом, был членом университетской команды по баскетболу. В 1910 году Хаббл закончил 1 ступень университетского образования со степенью бакалавра математики и астрономии. За свои спортивные и научные достижения он получает международную стипендию Родса для обучения в Оксфордском университете, где он выбрал курс юриспруденции, сдержав обещание, данное тяжело больному отцу. Дополнительно он прошел курс обучения литературе и испанскому языку. После получения степени магистра Эдвин Хаббл возвращается из Англии домой в США и в 1913 году начинает преподавать в школе в городе Нью-Албани, Индиана.

Кроме преподавания физики, математики и испанского языка, Хаббл тренирует школьную команду по баскетболу. Несмотря на свою популярность среди учеников, он всё же решает посвятить себя научным исследованиям в астрономии и через год в возрасте 25 лет вновь поступает в Чикагский университет.

Эдвин Хаббл пишет диссертацию на основе научных наблюдений, проведенных в Йерской обсерватории при университете. Тема диссертации – далёкие туманности. Он также получил интересное предложение о работе в обсерватории недалеко от города Пасадена, Калифорния, но вынужден был отказаться из-за начавшейся I мировой войны. Эдвин Хаббл получает докторскую степень по астрономии и в 1917 году уходит добровольцем на армейскую службу.

В годы войны он служил в чине майора во Франции и Англии. Вернувшись в Америку весной 1919 года, Эдвин Хаббл сразу же, еще оставаясь в военной форме, приступил к работе в обсерватории Маунт-Вилсон. В этой обсерватории он сделал множество своих научных открытий и проработал здесь до конца жизни. Именно в этой обсерватории состоялось одно из решающих открытий мирового значения – во Вселенной существуют огромное количество галактик, а не только Млечный Путь, как считалось ранее. Благодаря работе с самым мощным телескопом того времени – телескопом Хукера – Хаббл установил, что Туманность Андромеды и галактика Треугольник являются отдельными галактиками и находятся вне нашей. Конечно, после таких заявлений на учёного посыпались критические замечания, но Эдвин Хаббл опубликовал результаты своей работы в Нью-Йорк Таймс 24 ноября 1924 года, а в январе 1925 года представил полноценный труд Американскому астрономическому обществу с подробными комментариями и доказательствами. Это открытие кардинально изменило все представления о Вселенной, существующие ранее. Чуть позже, в 1936 году, Хаббл составил классификацию галактик, получившую название Последовательность Хаббла, которая до сих пор актуальна и широко используется астрофизиками.

Продолжая работу в обсерватории, Эдвин Хаббл углубился в изучение такой загадочной для того времени вещи, как расстояние между наблюдаемыми объектами. Установив, что существуют галактики вне Млечного Пути, Хаббл задумался – а как далеко от нас они находятся? Используя значения спектрального смещения, или Красного смещения, которое определяет радиальную скорость галактик, удалось выявить расстояние до галактик и отдельных звёзд, излучающих свет.

В 1929 году он сделал еще одно поразительное открытие: существует зависимость между скоростью удаления от нас галактик и расстоянием от них до Земли. Наблюдая и анализируя поведение 46 галактик, Хаббл смог вычислить примерную величину коэффициента этой зависимости. Этот коэффициент получил название Постоянной Хаббла, значение которой на самом деле не является константой, но в каждый момент наблюдения для всех объектов во Вселенной значение остается одинаковым. Например, в 2013 году Постоянная Хаббла наиболее точно выражается как 67,80±0,77 (км/с)/Мпк; это означает, что, например, две галактики, находящиеся в 1 мегапарсеке друг от друга, в среднем, разлетаются со скоростью примерно 70 км в секунду.

Открытия, сделанные Хабблом, удивительным образом согласовывались с теорией относительности Эйнштейна и Теорией Большого Взрыва. Великий Эйнштейн лично посетил Эдвина Хаббла в его обсерватории, чтобы выразить свое уважение к ученому и его открытиям.

Хаббл неустанно проводил наблюдения в обсерватории до лета 1942 года, когда он ушел на армейскую службу на Абердинский полигон, где проводились технические и научные работы в интересах обеспечения войск современными технологиями. За выдающийся вклад в баллистические исследования он был награжден орденом «Легион Почета».

Открытия, сделанные учеными-астрономами, имели огромное значение для науки и человечества. После II Мировой войны Эдвин Хаббл развернул целую кампанию, пытаясь убедить научное сообщество в том, что астрономия является подразделом физики. Это позволило бы астрономам и ему самому бороться за Нобелевскую премию для признания своих грандиозных открытий. К сожалению, при жизни Хаббл не добился успеха. Лишь после смерти ученого Нобелевский комитет установил новые правила, и астрономические открытия так же стали подпадать под положение о награждении Нобелевской премией за достижения в астрофизике. Несомненно, что Эдвин Хаббл заслуженно оказался бы первым астрономом, удостоенным главной научной награды, но посмертно эта премия не присуждается.

Эдвин Пауэлл Хаббл умер в возрасте 67 лет от кровоизлияния в мозг 28 сентября 1953 года. До последних своих дней ученый продолжал наблюдения в обсерваториях Маунт-Вилсон и Паломар. Он завещал похоронить его в неизвестном никому месте, не устраивая официальных похорон. Его супруга Грейс Хаббл выполнила его волю.

В его честь был назван уникальный орбитальный телескоп-рефлектор, запущенный на околоземную орбиту в 1990 году. Хаббл был бы в восторге, если бы узнал это, ведь, как он выразился в 1948 году в радиопередаче BBC в Лондоне, «для астронома всегда главное – это надежда найти что-то совершенно неожиданное».

www.calculator888.ru