Хаббл (телескоп)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Вид «Хаббла» с борта космического корабля «Дискавери» STS-82

Косми́ческий телескóп «Хаббл» (англ. Hubble Space Telescope, HST) — автоматическая обсерватория на орбите вокруг Земли, названная в честь Эдвина Хаббла. Телескоп «Хаббл» был создан как совместный проект NASA и Европейского космического агентства. Первоначально, запуск телескопа на орбиту планировался на 1986, но из-за катастрофы «Челленджера» запуск был отложен. Телескоп был доставлен на орбиту шаттлом «Дискавери» STS-31, 25 апреля 1990. От начала проектирования до запуска на орбиту было затрачено 1,5 млрд. долларов США. После доработки в 1993, исправившей ошибки в оптической системе, телескоп стал давать высококачественные изображения. Предполагается, что «Хаббл» проработает на орбите до 2009, когда его сменит космический телескоп «Джеймс Вебб» (JWST) (en:James Webb Space Telescope).

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.

Управление полётом осуществляет Центр космических полетов Годдарда (en:Goddard Space Flight Center), научное руководство и координацию — Научный институт космического телескопа (en:Space Telescope Science Institute, STScI).

Содержание

1 Параметры орбиты
2 Технические данные
- 2.1 Приборы
- 2.2 Обслуживание
3 Достижения
4 Будущее «Хаббла»
5 Примечания
6 Ссылки

[править] Параметры орбиты

Наклонение: 28.469°
Апогей: 571 км.
Перигей: 565 км.
Период обращения: 96.2 мин.

[править] Технические данные

Телескоп выведен на околоземную орбиту на высоту приблизительно 600 км с периодом 97 минут.
Длина космического аппарата — 13,3 метров, диаметр — 4,3 метра, размах солнечных батарей — 12,0 метров, масса 11000 кг (с установленными приборами около 12500 кг).
Телескоп представляет собой рефлектор с диаметром зеркала 2,4 м, позволяющий получить оптическое разрешение порядка 0,1 угловой секунды.

[править] Приборы

Телескоп имеет модульную структуру и содержит пять отсеков для оптических приборов. Один из отсеков занимает корректирующая оптическая система (en:Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement, COSTAR), установленная во время первой экспедиции обслуживания в 1993 для компенсации неточности изготовления главного зеркала.

По состоянию на 2004 год установлены:

Широкоугольная и планетная камера-2 (en:Wide Field and Planetary Camera 2, WFPC2) состоит из трёх квадратных ПЗС-матриц, соединённых углом и меньшей «планетной» камеры более высокого разрешения в четвёртом углу. Снимки этой камеры имеют характерную форму выщербленного квадрата ([1]).

Камера близкого инфракрасного диапазона и многообъектный спектрометр (en:Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer, NICMOS) позволяет проводить наблюдения и спектрометрию в инфракрасном диапазоне от 0,8 до 2,5 мкм. Для получения необходимых низких температур детектор помещён в сосуд Дьюара и охлаждается твёрдым азотом.

Спектрограф изображений космического телескопа (en:Space Telescope Imaging Spectrograph, STIS) имеет рабочий диапазон 115-1000 нм и позволяет вести двумерную спекрографию, то есть получать спектр одновременно нескольких объектов в поле зрения. Не работает с 3 августа 2004 после отказа электроники.

Усовершенствованная обзорная камера (en:Advanced Camera for Surveys, ACS) состоит из трёх камер, одна из которых работает в далёком ультрафиолете, а другие дублируют и улучшают возможности WFPC2.

В дополнение к основной системе навигации установлены датчики точного наведения (Fine Guidance Sensors), обеспечивающие 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.

[править] Обслуживание

Астронавты Марк Ли и Стивен Смит работают с телескопом «Хаббл» в грузовом отсеке шаттла. Миссия «Дискавери» STS-82. Фото NASA.

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

В первоначальном проекте планировалось возвращать телескоп на Землю каждые 5 лет, и через 2,5 года осуществлять обслуживание на орбите, однако из-за опасности загрязнений и деформаций при перегрузках от возвращения на Землю решили отказаться и был принят трёхлетний цикл обслуживания на орбите.

Всего были осуществлены четыре экспедиции по обслуживанию телескопа «Хаббл»:

первая миссия — 2-13 декабря 1993 года, «Индевор» STS-61
вторая миссия — 11-21 февраля 1997 года, «Дискавери» STS-82
третья миссия А — 19-27 декабря 1999 года, «Дискавери» STS-103
третья миссия В (четвёртая миссия) — 1-12 марта 2002 года, «Колумбия» STS-109

Расчётное время жизни телескопа — 15 лет.

[править] Достижения

За 15 лет работы на околоземной орбите «Хаббл» получил 700 тыс. изображений 22 тыс. небесных объектов — звёзд, туманностей, галактик, планет. Поток данных, которые он каждодневно генерирует в процессе наблюдений, составляет около 15 Гб. Общий их объём, накопленный за всё время работы телескопа, превышает 20 терабайт. Более 3900 астрономов получили возможность использовать его для наблюдений, опубликовано около 4000 научных статей.

На изображении, полученном по программе Hubble Ultra Deep Field, видны сотни галактик, самые красные и тусклые из которых образовались всего через 800 млн. лет после Большого Взрыва

«Хаббл» предоставил высококачественные изображения столкновения кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером в 1994.
Впервые получена карта поверхности Плутона.
Впервые наблюдались ультрафиолетовые полярные сияния на Сатурне([2]), Юпитере и Ганимеде.
Получены дополнительные данные о планетах вне солнечной системы, в том числе, спектрометрические.
Найдено большое количество протопланетных дисков вокруг звёзд ([3]). Доказано, что процесс формирования планет происходит у большинства звёзд нашей Галактики.
Частично подтверждена теория о сверхмассивных чёрных дырах в центрах галактик.
По результатам наблюдений квазаров получена современная космологическая модель, представляющая собой ускоряющуюся Вселенную, заполненную тёмной энергией и уточнён возраст Вселенной — 13,7 млрд. лет.
В 1995 «Хаббл» провёл исследования участка неба (en:Hubble Deep Field) размером в одну тридцатимиллионную площади неба, содержащего несколько тысяч тусклых галактик. Сравнение этого участка с другим, расположенным в другой части неба, подтвердило гипотезу об однородности Вселенной.
В 2004 был сфотографирован участок неба (en:Hubble Ultra Deep Field) с эффективной выдержкой около 10⁶ секунд (11,3 суток), что позволило продолжить изучение отдалённых галактик вплоть до эпохи образования первых звёзд. Впервые были получены изображения протогалактик, первых сгустков материи, которые сформировались менее чем через миллиард лет после Большого Взрыва.

[править] Будущее «Хаббла»

Очередная экспедиция по обслуживанию с целью замены аккумуляторов и гироскопов, а также установки новых усовершенствованных инструментов, была назначена на февраль 2005, но после катастрофы космического корабля «Колумбия» 1 марта 2003 была отложена на неопределённый срок, что поставило под угрозу дальнейшую работу HST.

Однако, 31 октября 2006 года администратором NASA Майклом Гриффином было официально объявлено о подготовке последней миссии по ремонту и модернизации телескопа^[1]. Ремонт будет включать в себя починку спектрографа STIS, прекратившего работу ещё в 2004 году и замену одного из трёх датчиков точного наведения. Также на «Хаббл» будут установлены два совершенно новых прибора — ультрафиолетовый спектрограф COS (англ. Cosmic Origin Spectrograph) и широкоугольная камера WFC3 (англ. Wide Field Camera). Экспедиция к телескопу назначена на середину 2008 года и продлится 11 дней.