Космический телескоп Хаббл

Космический телескоп Хаббл (КТХ) – первая сложная оптическая обсерватория на орбите вокруг Земли.  Земная  атмосфера  затрудняет наземным астрономам обзор небесных объектов, поглощая или искажая исходящие от них световые лучи. Однако  телескоп, размещенный в космическом пространстве, полностью находится над атмосферой и получает изображения гораздо большей яркости, четкости и детализации, чем наземные телескопы с сопоставимой оптикой.

После того, как конгресс США разрешил его строительство в 1977 году, космический телескоп Хаббл (КТХ) был построен под руководством Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) Соединенных Штатов и был назван в честь Эдвина Хаббла, выдающегося американского астронома 20-го века. КТХ был выведен на орбиту около 600 км над Землей экипажем космического корабля Discovery25 апреля 1990 года.

Оборудование КТХ

КТХ – это большой отражательный телескоп, зеркальная оптика которого собирает свет от небесных объектов и направляет его в две камеры и два спектрографа (которые разделяют излучение на спектр и записывают его). Хаббл имеет 2,4-метровое (94-дюймовое) первичное зеркало, меньшее вторичное зеркало и различные записывающие приборы, которые могут обнаруживать видимый, ультрафиолетовый и инфракрасный свет. 

Самый важный из этих инструментов, широкопольная планетарная камера, может принимать как широкопольные, так и высокоточные изображения планет, а также о галактических и внегалактических объектах. Эта камера предназначена для достижения разрешения изображения в 10 раз больше, чем даже у самого большого телескопа на Земле.

Камера слабого объекта может обнаружить объект в 50 раз слабее, чем что-либо наблюдаемое любым наземным телескопом. Спектрограф слабого объекта собирает данные о химическом составе объекта. Спектрограф высокого разрешения принимает ультрафиолетовый свет удаленных объектов, который не может достичь Земли из-за атмосферного поглощения.

Hubble Space Telescope
by europeansouthernobservatory
on Sketchfab

Ремонт и обслуживание Телескопа Хаббл

Примерно через месяц после запуска стало очевидно, что большое основное зеркало Хаббла было искажено до неправильной формы из-за ошибочных процедур тестирования изготовителем зеркала. Возникающий в результате этого оптический дефект приводил к тому, что зеркало получало нечеткие изображения.

КТХ также показал проблемы с его гироскопами и его солнечными батареями. 2-13 декабря 1993 года состоялась миссия космического челнока НАСА Endeavour, которая должна была исправить оптическую систему телескопа и другие неполадки. В течение пяти космических полетов астронавты шаттла заменили широкопольную планетарную камеру КТХ и установили новое устройство, содержащее 10 крошечных зеркал для коррекции световых путей от основного зеркала. Миссия оказалась успешной и Хаббл начал работать в полную силу, присылая впечатляющие фотографии различных космических явлений.

Три последующих полета космического челнока в 1997, 1999 и 2002 годах отремонтировали гироскоп КТХ и добавили новые приборы, включая спектрометр ближнего инфракрасного диапазона и широкопольную камеру. Последний космический челнок для обслуживания Хаббла, предназначенный для установки новой камеры и ультрафиолетового спектрографа, был запущен в 2009 году. Телескоп планируется сохранить в рабочем состоянии, по крайней мере, до 2020 года. После чего он будет заменен космическим телескопом Джеймса Уэбба, оснащенным зеркалом в семь раз больше, чем у КТХ.

Основные даты обслуживания телескопа Хаббл

24 Апреля 1990 Года: Старт

25 апреля 1990 года: запуск с космодрома “Дискавери”

20 мая 1990 года: первое изображение, звездное скопление NGC 3532

Декабрь 1993 года: миссия по обслуживанию 1 (STS-61)

Февраль 1997 года: миссия по обслуживанию 2 (STS-82)

Декабрь 1999 года: миссия по обслуживанию 3А (STS-103)

Февраль 2002 года: миссия по обслуживанию 3B (STS-109)

Май 2009 года: миссия обслуживания 4 (STS-125)

Открытия телескопа Хаббл

Открытия КТХ произвели революцию в астрономии. Наблюдения цефеидных переменных в соседних галактиках позволили впервые точно определить постоянную Хаббла, которая является скоростью расширения Вселенной. Телескоп сфотографировал молодые звезды с дисками, которые в конечном итоге, станут планетарными системами.

Хаббла запечатлел на фотографиях около 1500 галактик, показал галактическую эволюцию почти за всю историю Вселенной. В пределах Солнечной системы КТХ также использовался для обнаружения Гидры и Никты, двух спутников карликовой планеты Плутон.

11 декабря 2015 года Хаббл запечатлел изображение первого в истории предсказанного повторного появления сверхновой, получившего название “Рефсдал”. Оно было рассчитано с использованием различных моделей скопления галактик, гравитация которых искажает свет сверхновой.

Сверхновая была обнаружена в ноябре 2014 года позади скопления галактик MACS J1149.5+2223 в рамках программы пограничных полей Хаббла. Астрономы заметили 4 отдельных изображения сверхновой в скоплении, известном как Крест Эйнштейна. Свету от скопления потребовалось около пяти миллиардов лет, чтобы достичь Земли. Обнаружение повторного появления Рефсдала послужило для астрономов уникальной возможностью проверить свои модели распределения массы, особенно темной материи, внутри этого скопления галактик.

Влияние на астрономию

Многие объективные показатели показывают положительное влияние данных Хаббла на астрономию. Более 15 000 статей, основанных на данных Хаббла, были опубликованы в различных журналах и еще бесчисленное множество появилось в материалах конференций. В среднем статья, основанная на данных Хаббла, получает примерно в два раза больше цитат, чем статьи, основанные на данных из других источников. Из 200 статей, публикуемых ежегодно и получающих наибольшее число цитирований, около 10% основаны на данных КТХ.

Характеристика космического телескопа Хаббл