Космическая обсерватория «Хаббл» уходит на покой. История и заслуги легендарного орбитального телескопа
Мечтательно вглядываясь в глубину неба, мы пытаемся представить себе приблизительную картину неизведанного. Жажда познания всегда подымала нашу голову вверх. С древних времен лучшие умы планеты пытались хоть на чуть-чуть приоткрыть завесу того необъятного пространства, которое невозможно оградить рамками и законами. Наблюдение за внеземной средой стало на один уровень с изучением всего, что находится на Земле. Однако космические тайны кажутся на порядок загадочнее и непреодолимее.
Конечно, сейчас человечество находится на своеобразном научном пике. Разговоры о космическом туризме перестали быть разговорами, а поселение на какой-то планете может стать реальностью. Но главный инструмент изучения неизведанных просторов и тел – это наблюдение. И здесь ученые, занимающиеся разработками в этой сфере, показывают приличные результаты.
Прибор, который делает нас «дальнозоркими» — это телескоп. Еще в записях Леонардо Да Винчи начала 16 века есть чертежи приспособления, которое задумывалось, как наблюдательный инструмент за Луной. В начале 17 века в нескольких местах была создана зрительная труба на основе линз. Ну а Галилей, направив это ноу-хау в небо, превратил его в телескоп. С тех пор произошло неимоверное количество новшеств. Мы получили высокотехничные наземные обсерватории, расположенные в благоприятных условиях и имеющие колоссальные характеристики.
Развитие орбитальных обсерваторий
Однако верхом телескопных разработок являются орбитальные обсерватории. Идея, выстраданная американскими астрономами, дала невероятный результат, дав громадное количество материала об изучаемом предмете. Как всегда на чаше весов была и материальная составляющая, которая чуть не уничтожила весь проект. После Второй мировой войны космическая астрономия вышла на новый уровень. Великобритания сделала первый шаг, запустив в 1962 году дебютный орбитальный телескоп. Это начинание подхватило НАСА. Первая попытка была неудачной – у орбитальной обсерватории ОАО-1 отказали аккумуляторы. А вот ОАО-2 плодотворно исследовал излучения звезд и галактик в ультрафиолетовом диапазоне. Оптика, работающая с орбиты, лишена атмосферных потерь и искажений, что позволяет рассматривать кардинально больший спектр излучений. Поэтому наземные обсерватории не могут дать даже приблизительно похожие результаты. Стало очевидной актуальность работы в заданном направлении.
Задумка и создание «Хаббла»
В 1968 был запущен старт разработки глобального проекта. Ученые НАСА задумали выпустить на орбиту рефлекторный телескоп. В приборах такого типа собирательным элементом служит зеркало. Планировалось произвести вывод на орбиту уже в 1972 году. Однако президент Форд в рамках сокращения государственных расходов остановил проект. Реанимация планов стала возможна только благодаря человеческому фактору. Ученые и работники НАСА все-таки убедили чиновников в необходимости космической обсерватории.
И вот в 1990 году многострадальный телескоп, преодолев множество проблем в разработке и реализации, был выведен на орбиту шатлом «Дискавери». Научная станция получила название «Хаббл» в честь выдающегося астрофизика Эдвина Хаббла. В целях экономии НАСА скооперировалась с европейскими коллегами, которые разработали некоторые составляющие прибора. Но это не спасло от высоких затрат. Американской стороне «Хаббл» обошелся в 2,5 млрд. долларов.
Изначально планировалось спускать телескоп шатлом для проведения ремонтных работ на Земле. Однако потом от этого отказались, опасаясь влияния на характеристики прибора постоянных перемещений. Было решено проводить работы по обслуживанию прямо в космосе. Таких экспедиций на данный момент насчитывается четыре.
Начинка обсерватории. Особенности реализации высоких задач
Оптика «Хаббла» состоит из двух зеркал, устроенных по системе Ричи-Кретьена. Есть главное гиперболическое зеркало диаметром 2,4 м, которое собирает излучение и перенаправляет его на вторичное зеркало. Диаметр вторичного зеркала составляет 0,34м. Такое строение оптики позволяет собрать пучок света диаметром 0,05 дюйма. Это в 10 раз меньше, чем телескопы на Земле, что обуславливает такую же разрядность превосходства в четкости и качестве над своими земными собратьями.
Обсерватория «Хаббл» имеет модульное строение, что позволяет проводить замены или ремонтные работы с отдельными частями или конструкциями. Существует пять отсеков, в которых находятся приборы с различными задачами. В каждом отсеке за четыре экспедиции были проведены серьезные работы по улучшению функционирования всей системы.
В первом отсеке находится широкоугольная и планетарная камера. Это основной инструмент «Хаббл», предназначенный для работы в видимом диапазоне, ближнем инфракрасном и ближнем ультрафиолетовом. Было проведено два усовершенствования этой аппаратуры. Во время последней экспедиции 2009года была поставлена Широкоугольная камера-3.
Во втором отсеке расположили спектрограф, работающий с ультрафиолетовым диапазоном. До второй экспедиции там пребывал спектрограф Годдарда, подвергшийся апгрейду в 1997году. В третьем отсеке трудится специальная камера для съемки тусклых объектов, которую заменили на улучшенный вариант в 2002 году.
Четвертый отсек занимает оптика и спектрограф инфракрасного диапазона.
Разработчики предусмотрели некую корректировку системы внешним вмешательством. Поэтому, во время первой обслуживающей миссии, в пятом отсеке расположили систему COSTAR. Это система корректирующей оптики, разработанная специально для «Хаббл». Она была направлена на борьбу с нарушением гомоцентричности рабочих пучков излучения. В дальнейшем на обсерваторию ставились приборы с собственной коррекционной системой, что дало возможность заменить COSTAR на ультрафиолетовый спектрограф.
Ученые постарались сделать орбитальную обсерваторию максимально автономной. Они оснастили ее двумя солнечными батареями, питающими шесть водородно-никелевых аккумулятора. «Хаббл» ежедневно насыщается десятками гигабайт информации о космосе, которые через орбитальные станции поступают на Землю. Доступ к работе с орбитальным телескопом теоретически доступен каждому желающему. Однако объем заявок в разы превосходит реально возможное время работы.
Влияние программы «Хаббл» на развитие астрономии и познание космоса сложно переоценить. Сотни явлений стали доступны для созерцания и изучения. Снимки с телескопа стали основанием для тысяч работ и статей. Обсерватория стала основным инструментом для астрономов по всей планете, а каждый желающий смог немного приблизиться к неизведанному, прилично расширив свой кругозор.
История орбитальной обсерватории «Хаббл» подходит к концу. Оставив неизгладимый научный след, она готова уступить место новому телескопу «Джеймс Уэбб» уже в 2014 году.
