Топ-100 Космический телескоп Хаббл: взгляд человечества в космос

Телескоп Hubble

Взгляд в космос

Вид космического телескопа Хаббл с борта челнока «Атлантис»Hubble Space Telescope (космический телескоп «Хаббл») – обсерватория на земной орбите, глаз человечества, устремленный в космос. Отсутствие атмосферных искажений увеличивает разрешающую способность телескопа в 7 – 10 раз по сравнению с аналогичным телескопом на Земле, к тому же он улавливает излучение в диапазонах, которые блокируются земной атмосферой, в первую очередь – инфракрасном. Телескоп поcтроен совместно NASA И ESA.

Эдвин ХабблВпервые концепция орбитального телескопа упоминается в книге немецкого ученого Германа Оберта «Ракета в межпланетном пространстве» в 1923 году. Большое внимание развитию идеи орбитальной обсерватории уделил американский астрофизик Лайман Спитцер. Пройдя через бюрократические проволочки и нехватку финансирования, команда разработчиков приступила к полномасштабным работам по проектированию обсерватории в 1978 году, запустить телескоп в космос планировалось в 1983 году. Имя астронома Эдвина Хаббла аппарат получил в начале 1980 годов.

Проектирование и строительство телескопа

Полировка главного зеркала телескопа, лаборатория компании «Перкин-Элмер», май 1979 годаРаботу по созданию космического телескопа разделили между собой многие компании и учреждения. Разработкой, проектированием и строительством телескопа занимались специалисты космический центр Маршалла, общее руководство при разработке приборов осуществляли в центре космических полётов Годдарда. Компания «Перкин-Элмер», как субподрядчик центра Маршалла, создала оптическую систему телескопа (OTA, Optical Telescope Assembly) и датчики точного наведения. Корпорация «Локхид» построила космический аппарат для телескопа.

К зеркалу и оптической системе космического телескопа предъявлялись жесткие требования, допуск при изготовлении главного зеркала составлял всего 30 нанометров. Для уменьшения веса зеркало создали из двух поверхностей, соединённых решётчатой конструкцией сотовой структуры.

Резервное зеркало телескопа, Смитсоновский музей авиации и космонавтики, ВашингтонПолировка зеркала продолжались до мая 1981 года. Компания «Перкин-Элмер» многократно срывала сроки, что привело к значительному превышению бюджета. Экономия средств привела к отмене заказа  на резервное зеркало, создававшееся компанией «Кодак», сейчас его можно увидеть  в Смитсоновском музее авиации и космонавтики  в Вашингтоне. Работы были завершены в конце 1981 года, старт аппарата с телескопом в итоге был перенесен на сентябрь 1986 года.

Начальные этапы работ над космическим аппаратом, 1980Создание носителя для телескопа и других приборов представляло собой сложную задачу из-за высоких требований к защите от перегрева и охлаждения, а также особо точного ориентирования. Телескоп помещен в легкую алюминиевую капсулу, покрытую многослойной термоизоляцией, а жесткость ей придает внутренняя углепластиковая рама. Компания «Локхид»  все же немного отстала от графика, хотя по сравнению с работами по созданию оптики  они, конечно, впереди. К маю 1985 года от плана они отставали на 3 месяца.

Управление полётом и исследованиями

В 1983 году был создан Научный институт космического телескопа под управлением Ассоциациии университетов по астрономическим исследованиям (AURA, Association of Universities for Research in Astronomy) и расположенный в кампусе университета Джонса Хопкинса в Балтиморе. Институт космического телескопа занимается организацией научных работ и обеспечивает доступ астрономического сообщества к полученным сведениям. В Европе координационный центр космического телескопа основали в 1984 году в немецком городе Гархинг.

Управление полётом осуществляется в Центре космических полётов Годдарда, работа телескопа круглосуточно контролируется четырьмя группами специалистов.

Запуск и начало работы

Старт шаттла «Дискавери» с телескопом «Хаббл» на бортуПервоначально телескоп должен был выйти на орбиту в октябре 1986 года, но эти планы изменила катастрофа «Челленджера» 28 января, программа «Спейс шаттл» была приостановлена на несколько лет, и запуск был отложен.

В это время телескоп находился  в помещении с искусственно очищенной атмосферой, а его системы частично функционировали. Во время вынужденной задержки была произведена некоторая модернизация: солнечные батареи заменили более эффективными, модернизировали бортовой вычислительный комплекс и системы связи, а также изменили кормовой защитный кожух для облегчения обслуживания телескопа на орбите. Кроме этого, было доработано программное обеспечение для управления.

Возобновление полетов шаттлов в 1988 привело к тому, что запуск телескопа был назначен на 1990 год. 24 апреля 1990 года шаттл «Дискавери» стартовал с мыса Канаверал и на следующий день экипаж челнока вывел телескоп на расчётную орбиту.

  • Столкновение двух спиральных галактик
  • Спиральная галактика с перемычкой NGC 1300
  • Галактика Вертушка (М101). спиральная галактика в созвездии Большая Медведица
  • Галактика Сомбреро, спиральная галактика в созвездии Девы, удаленная от Солнца примерно на 29,3 млн. световых лет
  • «Столпы Творения» — скопления межзвёздного газа и пыли в туманности Орёл, примерно в 7000 световых лет от Земли
  • Крабови́дная тума́нность

Дефект главного зеркала

Коррекция аберрации телескопа. Снимок галактики М100 до и после установки COSTARПервые недели работы телескопа выявили серьезные неполадки в оптической системе. Хотя качество изображений и превосходило снимки наземных телескопов, «Хаббл» не мог обеспечить нужной резкости, разрешение снимков было гораздо меньше ожидаемого. Из анализа снимков стало ясно, что причиной проблемы стала неверная форма главного зеркала. Несмотря на минимальные допуски, оно было слишком плоским по краям и в воздухе повеяло скандалом.

Выяснилось, что причиной дефекта стала ошибка при монтаже главного нуль-корректора (прибора, проверявшего шлифовку зеркал), его полевая линза была смещена на 1,3 мм относительно правильной позиции. Техник, осуществлявший сборку прибора, ошибся при монтаже, а для устранения появившегося зазора просто подложил металлическую шайбу. Так человеческий фактор едва не привел к краху столь амбициозного проекта.

Для решения проблемы была создана система оптической коррекции (COSTAR), установленная на телескоп во время первого обслуживания.

Обслуживание телескопа производилось во время выходов в открытый космос с челноков типа «Спейс шаттл», всего было осуществлено четыре экспедиции по обслуживанию телескопа.