Hem › Bränslesystem › Största rymdteleskop. Teleskop i rymden Varför skjuts upp teleskop i rymden?

Största rymdteleskop. Teleskop i rymden Varför skjuts upp teleskop i rymden?

Var kan man se stjärnorna?

En helt rimlig fråga: varför placera teleskop i rymden? Allt är väldigt enkelt - du kan se bättre från rymden. Idag, för att studera universum, behöver vi teleskop med en upplösning som är omöjlig att få på jorden. Det är därför teleskop skjuts upp i rymden.

Olika typer av syn

Alla dessa enheter har olika "vision". Vissa typer av teleskop studerar rymdobjekt i det infraröda och ultravioletta området, andra i röntgenområdet. Detta är anledningen till skapandet av allt mer avancerade rymdsystem för djupstudier av universum.

Hubble rymdteleskop

Hubble Space Telescope (HST)
Hubble-teleskopet är ett helt rymdobservatorium i låg omloppsbana runt jorden. NASA och Europeiska rymdorganisationen arbetade med att skapa den. Teleskopet lanserades i omloppsbana 1990 och är för närvarande den största optiska enheten som observeras i det nära-infraröda och ultravioletta området.

Under sitt arbete i omloppsbana skickade Hubble till jorden mer än 700 tusen bilder av 22 tusen olika himlaobjekt - planeter, stjärnor, galaxer, nebulosor. Tusentals astronomer använde den för att observera processer som sker i universum. Med hjälp av Hubble upptäcktes således många protoplanetära formationer runt stjärnor, unika fotografier av fenomen som norrsken på Jupiter, Saturnus och andra planeter erhölls och en hel del annan ovärderlig information.

Chandra röntgenobservatorium

Chandra röntgenobservatorium
Rymdteleskopet Chandra sköts upp i rymden den 23 juli 1999. Dess huvudsakliga uppgift är att observera röntgenstrålar som kommer från mycket högenergiområden i rymden. Sådan forskning är av stor betydelse för att förstå universums utveckling, såväl som för att studera naturen hos mörk energi - ett av den moderna vetenskapens största mysterier. Hittills har dussintals enheter som bedriver forskning inom röntgenområdet lanserats i rymden, men Chandra är fortfarande den mest kraftfulla och effektiva inom detta område.

Spitzer Rymdteleskopet Spitzer lanserades av NASA den 25 augusti 2003. Dess uppgift är att observera kosmos i det infraröda området, där du kan se kylande stjärnor och gigantiska molekylära moln. Jordens atmosfär absorberar infraröd strålning, vilket gör sådana rymdobjekt nästan omöjliga att observera från jorden.

Kepler Kepler-teleskopet lanserades av NASA den 6 mars 2009. Dess speciella syfte är att söka efter exoplaneter. Teleskopets uppdrag är att övervaka ljusstyrkan hos mer än 100 tusen stjärnor i 3,5 år, under vilka det måste bestämma antalet jordliknande planeter som ligger på ett avstånd som är lämpligt för uppkomsten av liv från deras solar. Skriv en detaljerad beskrivning av dessa planeter och formerna på deras banor, studera egenskaperna hos stjärnor som har planetsystem och mycket mer. Hittills har Kepler redan identifierat femstjärnsystem och hundratals nya planeter, varav 140 har egenskaper som liknar jorden.

James Webb rymdteleskop

James Webb rymdteleskop (JWST)
Det antas att när Hubble når slutet av sin livstid kommer rymdteleskopet JWST att ta dess plats. Den kommer att vara utrustad med en enorm spegel med en diameter på 6,5 m. Dess mål är att upptäcka de första stjärnorna och galaxerna som dök upp som ett resultat av Big Bang.
Och det är till och med svårt att föreställa sig vad han kommer att se i rymden och hur det kommer att påverka våra liv.

"Vi startade en oberoende flygning. Det finns starka kontakter med mätpunkter i Medvezhye Lakes och Ussuriysk. Solpanelerna öppnade sig, hittade solen, tog en stabiliserad position och har en positiv energibalans”... Så började chefen för NPO uppkallad efter NGO kommunicera med pressen. Lavochkin Viktor Hartov den 18 juli, strax efter lanseringen av RadioAstron. Efter detta blev det klart: lanseringen var framgångsrik, och för många astronomiälskare fick dessa glada nyheter nästan tårar i ögonen.

I nästan ett kvarts sekel, mer än tjugo år, har Ryssland inte skjutit upp astronomiska instrument i rymden!

Radioastrons historia går tillbaka ett halvt sekel. Idén om att lansera ett radioteleskop i rymden tillhör den enastående radioastronomen, elev till I. S. Shklovsky, Nikolai Semenovich Kardashev. Först föreslog han att skapa en enorm uppblåsbar antenn, men när projektet fick officiell status (detta hände på 80-talet) hade teleskopets storlek minskat avsevärt. På 90-talet var projektet faktiskt fryst, under det senaste decenniet, trots ökade anslag, sköts lanseringen upprepade gånger upp. Och nu är Radioastron i omloppsbana!

Det är dock för tidigt att glädjas, för idag, den 22 juli, ska radioteleskopets antenn öppnas. RadioAstron kommer sedan att observera månen för kalibrering. Sedan kommer attitydkontrollsystemen att kalibreras. Detta kommer att göras genom att mäta en av de ljusa källorna för radiovågor. I allmänhet kommer enheten att fungera i två till tre månader i testläge. Och först då kommer han att börja vetenskapliga observationer.

Här kan frågan uppstå: varför skjuta upp ett radioteleskop i rymden, eftersom detta inte ger instrumentet några fördelar jämfört med dess markbaserade motsvarigheter, som till exempel är fallet med optiska teleskop? Svaret är enkelt: allt finns i basen. Radioastron är ett teleskop designat för att fungera tillsammans med markbaserade radioteleskop. Tillsammans kommer de att skapa en superlång bas, cirka 30 gånger större än de som för närvarande finns, begränsad av jordens diameter. Det betyder att vi med hjälp av RadioAstron kommer att kunna utforska universum med en vinkelupplösning på en miljondels bågsekund!

Detta kommer att göra det möjligt att i detalj studera naturen hos energikällan i kärnorna i aktiva galaxer, studera utvecklingen av kompakta extragalaktiska källor för radioemission, få nya data om pulsarer, mikrokvasarer och radiostjärnor och slutligen göra en betydande bidrag till grundläggande astrometri. Med ett ord, även idag, ett halvt sekel efter den första idén om ett rymdradioteleskop, är Radioastron ett unikt instrument som inte hade några analoger i världen.

Vilken välsignelse att laget inte sprang iväg under det turbulenta 90-talet och fortsatte att arbeta under det svåra 2000-talet. Och hur bra det är att Radioastron trots allt lanserades! Nu - nästa steg. Låt oss spotta tre gånger och vänta på att antennen ska öppnas. Och sedan tittar du, och de första vetenskapliga resultaten kommer. Vi behöver verkligen dem, och särskilt den yngre generationen av våra forskare.

18 juli 2011. Baikonur Cosmodrome. Zenit-raketen med Fregats övre steg skjuter upp Spektr-R- eller Radioastron-radioteleskopet i omloppsbana

I samband med den framgångsrika lanseringen tar akademiker N. S. Kardashev emot gratulationer. Foto: Vladimir A. Samodurov

En intressant artikel om lanseringen av Radioastron publicerades i tidningen

Det finns en sådan mekanism - ett teleskop. Vad är det för? Vilka funktioner utför den? Vad hjälper det med?

allmän information

Stjärnskådning har varit en fascinerande aktivitet sedan urminnes tider. Det var inte bara ett trevligt, utan också ett nyttigt tidsfördriv. Från början kunde människan bara observera stjärnorna med sina egna ögon. I sådana fall var stjärnorna bara punkter på himlavalvet. Men på 1600-talet uppfanns teleskopet. Vad behövdes det till och varför används det nu? I klart väder kan du använda den för att observera tusentals stjärnor, noggrant undersöka månen eller helt enkelt observera rymdens djup. Men låt oss säga att en person är intresserad av astronomi. Teleskopet kommer att hjälpa honom att observera tiotals, hundratusentals eller till och med miljoner stjärnor. I det här fallet beror allt på kraften hos den använda enheten. Således ger amatörteleskop förstoring på flera hundra gånger. Om vi pratar om vetenskapliga instrument kan de se tusentals och miljoner gånger bättre än oss.

Typer av teleskop

Konventionellt kan två grupper särskiljas:

Amatörenheter. Detta inkluderar teleskop vars förstoringseffekt är maximalt flera hundra gånger. Även om det också finns relativt svaga enheter. Så för att observera himlen kan du till och med köpa budgetmodeller med hundrafaldig förstoring. Om du vill köpa dig en sådan enhet, vet du om teleskopet - priset för dem börjar från 5 tusen rubel. Därför har nästan alla råd att studera astronomi.
Professionella vetenskapliga instrument. Det finns en uppdelning i två undergrupper: optiska teleskop och radarteleskop. Tyvärr har de förra en viss, ganska blygsam reserv av förmågor. Dessutom, när tröskeln på 250x förstoring nås, börjar bildkvaliteten sjunka kraftigt på grund av atmosfären. Ett exempel är det berömda Hubble-teleskopet. Den kan överföra tydliga bilder med en förstoring på 5 tusen gånger. Om vi slarvar med kvaliteten kan det förbättra synligheten med 24 000! Men det verkliga miraklet är radarteleskopet. Vad är det för? Forskare använder den för att observera galaxen och till och med universum, lära sig om nya stjärnor, konstellationer, nebulosor och andra

Vad ger ett teleskop en person?

Det är en biljett till en verkligt fantastisk värld av okända stjärndjup. Även budgetamatörteleskop låter dig göra vetenskapliga upptäckter (även om de tidigare gjordes av en av de professionella astronomerna). Även om en vanlig människa kan göra mycket. Så, var läsaren medveten om att de flesta kometer upptäcktes av amatörer, inte proffs? Vissa människor gör en upptäckt inte bara en gång, utan många gånger, och namnger de hittade föremålen vad de vill. Men även om inget nytt hittades, kan varje person med ett teleskop känna sig mycket närmare universums djup. Med dess hjälp kan du beundra skönheten hos andra planeter i solsystemet.

Om vi pratar om vår satellit kommer det att vara möjligt att noggrant undersöka topografin på dess yta, som kommer att vara mer levande, voluminös och detaljerad. Förutom månen kommer du också att kunna beundra Saturnus, Mars polarmössa, och drömma om hur äppelträd kommer att växa på den, den vackra Venus och Merkurius som bränts av solen. Det här är verkligen en fantastisk syn! Med ett mer eller mindre kraftfullt instrument kommer det att vara möjligt att observera variabla och dubbla massiva eldklot, nebulosor och även närliggande galaxer. Det är sant att för att upptäcka det senare behöver du fortfarande vissa färdigheter. Därför måste du köpa inte bara teleskop, utan också utbildningslitteratur.

Teleskopets trogna assistent

Förutom den här enheten kommer dess ägare att hitta ett annat verktyg för rymdutforskning som är användbart - en stjärnkarta. Detta är ett pålitligt och pålitligt fuskblad som hjälper och underlättar sökningen efter önskade objekt. Tidigare användes papperskartor till detta. Men nu har de framgångsrikt ersatts av elektroniska optioner. De är mycket bekvämare att använda än tryckta kort. Dessutom utvecklas detta område aktivt, så även ett virtuellt planetarium kan ge betydande hjälp till ägaren av ett teleskop. Tack vare dem kommer den önskade bilden att presenteras snabbt vid den första förfrågan. Bland de ytterligare funktionerna i sådan programvara är till och med att tillhandahålla all stödinformation som kan vara användbar.

Så vi kom på vad ett teleskop är, vad det behövs för och vilka möjligheter det ger.

Hur kom teleskop till?

Det första teleskopet dök upp i början av 1600-talet: flera uppfinnare uppfann samtidigt teleskop. Dessa rör var baserade på egenskaperna hos en konvex lins (eller, som det också kallas, en konkav spegel), fungerar som en lins i röret: linsen sätter ljusstrålar i fokus, och en förstorad bild erhålls, som kan ses genom ett okular placerat i den andra änden av röret. Ett viktigt datum för teleskop är den 7 januari 1610; då riktade italienaren Galileo Galilei först ett teleskop mot himlen - och det var så han gjorde det till ett teleskop. Galileos teleskop var mycket litet, drygt en meter långt, och linsdiametern var 53 mm. Sedan dess har teleskop ständigt ökat i storlek. Verkligen stora teleskop placerade i observatorier började byggas på 1900-talet. Det största optiska teleskopet idag är Grand Canary Telescope, i observatoriet på Kanarieöarna, vars linsdiameter är så mycket som 10 m.

Är alla teleskop likadana?

Nej. Den huvudsakliga typen av teleskop är optiska, de använder antingen en lins, en konkav spegel eller en serie speglar, eller en spegel och en lins tillsammans. Alla dessa teleskop arbetar med synligt ljus – det vill säga de tittar på planeter, stjärnor och galaxer på ungefär samma sätt som ett mycket skarpt mänskligt öga skulle titta på dem. Alla föremål i världen har strålning, och synligt ljus är bara en liten bråkdel av spektrumet av dessa strålningar. Att bara titta på rymden genom det är ännu värre än att se världen runt omkring i svart och vitt; på så sätt förlorar vi mycket information. Därför finns det teleskop som fungerar enligt olika principer: till exempel radioteleskop som fångar upp radiovågor, eller teleskop som fångar gammastrålar – de används för att observera de hetaste objekten i rymden. Det finns också ultravioletta och infraröda teleskop, de är väl lämpade för att upptäcka nya planeter utanför solsystemet: i det synliga ljuset från ljusa stjärnor är det omöjligt att se små planeter som kretsar runt dem, men i ultraviolett och infrarött ljus är detta mycket lättare.

Varför behöver vi teleskop överhuvudtaget?

Bra fråga! Jag borde ha frågat det tidigare. Vi skickar enheter ut i rymden och till och med till andra planeter, samlar information om dem, men för det mesta är astronomi en unik vetenskap eftersom den studerar föremål som den inte har direkt tillgång till. Ett teleskop är det bästa verktyget för att få information om rymden. Han ser vågor som är otillgängliga för det mänskliga ögat, de minsta detaljerna, och registrerar även sina observationer – då kan man med hjälp av dessa registreringar märka förändringar på himlen.

Tack vare moderna teleskop har vi en god förståelse för stjärnor, planeter och galaxer och kan till och med upptäcka hypotetiska partiklar och vågor som tidigare var okända för vetenskapen: till exempel mörk materia (detta är de mystiska partiklarna som utgör 73% av universum) eller gravitationsvågor (de försöker upptäcka dem med hjälp av LIGO-observatoriet, som består av två observatorier som ligger på ett avstånd av 3000 km från varandra). För dessa ändamål är det bäst att behandla teleskop som med alla andra enheter - skicka dem ut i rymden.

Varför skicka teleskop ut i rymden?

Jordens yta är inte den bästa platsen för att observera rymden. Vår planet skapar mycket störningar. För det första fungerar luften i en planets atmosfär som en lins: den böjer ljus från himlaobjekt på slumpmässiga, oförutsägbara sätt – och förvränger hur vi ser dem. Dessutom absorberar atmosfären många typer av strålning: till exempel infraröda och ultravioletta vågor. För att komma runt denna störning skickas teleskop ut i rymden. Det är sant att detta är väldigt dyrt, så detta görs sällan: genom historien har vi skickat omkring 100 teleskop av olika storlekar ut i rymden - i själva verket räcker det inte, även stora optiska teleskop på jorden är flera gånger större. Det mest kända rymdteleskopet är Hubble, och James Webb-teleskopet, som ska lanseras 2018, kommer att bli något av en efterföljare.

Hur dyrt är det?

Ett kraftfullt rymdteleskop är mycket dyrt. Förra veckan var det 25-årsjubileum av uppskjutningen av Hubble, världens mest kända rymdteleskop. Under hela perioden tilldelades cirka 10 miljarder dollar för det; en del av dessa pengar går till reparationer, eftersom Hubble var tvungen att repareras regelbundet (de slutade med detta 2009, men teleskopet fungerar fortfarande). Strax efter att teleskopet skjutits upp hände en dum sak: de första bilderna det tog var av mycket sämre kvalitet än väntat. Det visade sig att på grund av ett litet fel i beräkningarna var Hubble-spegeln inte tillräckligt jämn, och ett helt team av astronauter måste skickas för att fixa det. Det kostade cirka 8 miljoner dollar. Priset på James Webb-teleskopet kan ändras och kommer sannolikt att öka närmare lanseringen, men än så länge handlar det om cirka 8 miljarder dollar – och det är värt vartenda öre.

Vad är speciellt
vid James Webb-teleskopet?

Det kommer att bli det mest imponerande teleskopet i mänsklighetens historia. Projektet skapades redan i mitten av 90-talet och nu närmar det sig äntligen sitt slutskede. Teleskopet kommer att flyga 1,5 miljoner km från jorden och gå in i omloppsbana runt solen, eller snarare till den andra Lagrangepunkten från solen och jorden - det här är platsen där gravitationskrafterna för två objekt balanseras, och därför det tredje objektet (i det här fallet ett teleskop) kan förbli orörlig. James Webb-teleskopet är för stort för att passa in i en raket, så det kommer att flyga ihopfällt och öppna sig i rymden som en förvandlande blomma; titta på det här video att förstå hur detta kommer att hända.

Det kommer då att kunna se längre än något teleskop i historien: 13 miljarder ljusår från jorden. Eftersom ljus, som du kanske kan gissa, färdas med ljusets hastighet, är de föremål vi ser i det förflutna. Grovt sett, när du tittar på en stjärna genom ett teleskop, ser du den som den såg ut för tiotals, hundratals, tusentals och så vidare för år sedan. Därför kommer James Webb-teleskopet att se de första stjärnorna och galaxerna som de var efter Big Bang. Detta är mycket viktigt: vi kommer att bättre förstå hur galaxer bildades, stjärnor och planetsystem uppstod, och vi kommer att bättre kunna förstå livets ursprung. Kanske kommer James Webb-teleskopet till och med hjälpa oss att upptäcka utomjordiskt liv. Det finns en sak: under uppdraget kan många saker gå fel, och eftersom teleskopet kommer att vara väldigt långt från jorden kommer det att vara omöjligt att skicka det för att fixa det, som var fallet med Hubble.

Vad är den praktiska innebörden av allt detta?

Detta är en fråga som ofta ställs om astronomi, särskilt med tanke på hur mycket pengar som läggs på det. Det finns två svar på detta: för det första bör inte allt, särskilt vetenskap, ha en tydlig praktisk innebörd. Astronomi och teleskop hjälper oss att bättre förstå mänsklighetens plats i universum och världens struktur i allmänhet. För det andra har astronomi fortfarande praktiska fördelar. Astronomi är direkt relaterat till fysiken: genom att förstå astronomi förstår vi fysiken mycket bättre, eftersom det finns fysiska fenomen som inte kan observeras på jorden. Till exempel, om astronomer bevisar förekomsten av mörk materia, kommer detta att i hög grad påverka fysiken. Dessutom används många tekniker som uppfunnits för rymden och astronomi i vardagen: tänk på satelliter, som nu används för allt från tv till GPS-navigering. Slutligen kommer astronomi att vara mycket viktig i framtiden: för att överleva kommer mänskligheten att behöva utvinna energi från solen och mineraler från asteroider, bosätta sig på andra planeter och, möjligen, kommunicera med främmande civilisationer - allt detta kommer att vara omöjligt om vi inte gör det. utveckla astronomi och teleskop nu.

Ett kanonfoto av teleskopet taget under dess sista underhållsuppdrag 2009.

För 25 år sedan, den 24 april 1990, avgick rymdfärjan Discovery från Cape Canaveral på sin tionde flygning, med en ovanlig last i sitt transportutrymme som skulle ge ära till NASA och bli en katalysator för utvecklingen av många områden inom astronomi . Så började det 25-åriga uppdraget av rymdteleskopet Hubble, det kanske mest kända astronomiska instrumentet i världen.

Dagen efter, den 25 april 1990, öppnades lastluckans dörrar och en speciell manipulator lyfte ut teleskopet ur facket. Hubble började sin resa på en höjd av 612 km över jorden. Processen att lansera enheten filmades på flera IMAX-kameror och, tillsammans med ett av de senare reparationsuppdragen, ingick i filmen Destiny in Space (1994). Teleskopet kom till IMAX-filmskapares uppmärksamhet flera gånger och blev hjälten i filmerna Hubble: Galaxies Across Space and Time (2004) och Hubble 3D (2010). Populärvetenskaplig film är dock trevlig, men fortfarande en biprodukt av orbitalobservatoriets arbete.

Varför behövs rymdteleskop?

Det största problemet med optisk astronomi är störningar som introduceras av jordens atmosfär. Stora teleskop har länge byggts högt uppe i bergen, långt från stora städer och industricentra. Avståndet löser delvis problemet med smog, både verklig och ljus (belysning av natthimlen av artificiella ljuskällor). Placeringen på hög höjd gör det möjligt att minska påverkan av atmosfärisk turbulens, vilket begränsar upplösningen hos teleskop, och att öka antalet nätter som lämpar sig för observation.

Utöver de olägenheter som redan nämnts lämnar genomskinligheten av jordens atmosfär i ultravioletta, röntgen- och gammaområden mycket att önska. Liknande problem observeras i det infraröda spektrumet. Ett annat hinder i vägen för markbaserade observatörer är Rayleigh-spridning, samma sak som förklarar himlens blå färg. På grund av detta fenomen förvrängs spektrumet av observerade objekt och skiftar till rött.

Hubble i lastrummet på Discovery-skytteln. Utsikt från en av IMAX-kamerorna.

Men fortfarande är huvudproblemet heterogeniteten i jordens atmosfär, närvaron i den av områden med olika densitet, lufthastigheter, etc. Det är dessa fenomen som leder till den välkända glimten av stjärnor, synliga för blotta ögat. Med multimetersoptik hos stora teleskop blir problemet bara värre. Som ett resultat är upplösningen för markbaserade optiska instrument, oavsett storleken på spegeln och teleskopets bländare, begränsad till cirka 1 bågsekund.

Genom att ta med teleskopet ut i rymden kan du undvika alla dessa problem och öka upplösningen med en storleksordning. Till exempel är den teoretiska upplösningen för Hubble-teleskopet med en spegeldiameter på 2,4 m 0,05 bågsekunder, den verkliga är 0,1 sekunder.

Hubble-projektet. Start

För första gången började forskare tala om den positiva effekten av att överföra astronomiska instrument bortom jordens atmosfär långt före rymdålderns tillkomst, redan på 30-talet av förra seklet. En av entusiasterna för att skapa utomjordiska observatorier var astrofysikern Lyman Spitzer. Sålunda underbyggde han i en artikel 1946 de främsta fördelarna med rymdteleskop, och 1962 publicerade han en rapport som rekommenderade att US National Academy of Sciences skulle inkludera utvecklingen av en sådan anordning i rymdprogrammet. Helt väntat, 1965, blev Spitzer chef för den kommitté som bestämde omfattningen av vetenskapliga uppgifter för ett så stort rymdteleskop. Senare döptes det infraröda rymdteleskopet Spitzer Space Telescope (SIRTF), som lanserades 2003, med en 85-centimeters huvudspegel, efter vetenskapsmannen.

Spitzer infrarött teleskop.

Det första utomjordiska observatoriet var Orbiting Solar Observatory 1 (OSO 1), som lanserades 1962, bara 5 år efter början av rymdåldern, för att studera solen. Totalt under OSO-programmet från 1962 till 1975. 8 enheter skapades. Och 1966, parallellt med det, lanserades ett annat program - Orbiting Astronomical Observatory (OAO), inom ramen för vilket 1966-1972. Fyra kretsande ultravioletta och röntgenteleskop lanserades. Det var framgången med OAO-uppdragen som blev startpunkten för skapandet av ett stort rymdteleskop, som till en början helt enkelt kallades Large Orbiting Telescope eller Large Space Telescope. Enheten fick namnet Hubble för att hedra den amerikanske astronomen och kosmologen Edwin Hubble först 1983.

Från början var det planerat att bygga ett teleskop med en 3-meters huvudspegel och leverera det i omloppsbana redan 1979. Dessutom utvecklades observatoriet omedelbart så att teleskopet kunde servas direkt i rymden, och här programmet rymdfärjan, som utvecklades parallellt, kom mycket väl till pass, vars första flygning ägde rum 12 april 1981 Låt oss inse det, modulkonstruktionen var en lysande lösning - skyttlarna flög till teleskopet fem gånger för att reparera och uppgradera utrustningen.

Och så började jakten på pengar. Kongressen vägrade antingen finansiering eller tilldelade medel igen. NASA och det vetenskapliga samfundet lanserade ett aldrig tidigare skådat rikstäckande lobbyingprogram för projektet Stora rymdteleskopet, som inkluderade massutskick av brev (då papper) till lagstiftare, personliga möten för forskare med kongressledamöter och senatorer, etc. Slutligen, 1978, tilldelade kongressen de första $36 miljonerna, plus Europeiska rymdgemenskapen (ESA) gick med på att bära en del av kostnaderna. Utformningen av observatoriet började och 1983 sattes som nytt lanseringsdatum.

Spegel för hjälten

Den viktigaste delen av ett optiskt teleskop är spegeln. Spegeln i ett rymdteleskop hade speciella krav på grund av sin högre upplösning än sina terrestra motsvarigheter. Arbetet med Hubble-huvudspegeln med en diameter på 2,4 m påbörjades 1979 och Perkin-Elmer valdes som entreprenör. Som efterföljande händelser visade var detta ett ödesdigert misstag.

Ultralåg värmeutvidgningskoefficient från Corning användes som förform. Ja, samma som du känner från Gorilla Glass som skyddar skärmarna på dina smartphones. Precisionen för polering, för vilken de nymodiga CNC-maskinerna först användes, måste vara 1/65 av våglängden för rött ljus, eller 10 nm. Sedan fick spegeln beläggas med ett 65 nm skikt av aluminium och ett skyddande skikt av magnesiumfluorid 25 nm tjockt. NASA, som tvivlade på Perkin-Elmers kompetens och fruktade problem med användningen av ny teknik, beställde samtidigt Kodak en backupspegel gjord på traditionellt sätt.

Polering av Hubble-primärspegeln vid Perkin-Elmer-fabriken, 1979.

NASA:s farhågor visade sig vara ogrundade. Polering av huvudspegeln fortsatte till slutet av 1981, så lanseringen sköts först upp till 1984, sedan, på grund av förseningar i produktionen av andra komponenter i det optiska systemet, till april 1985. Förseningar vid Perkin-Elmer nådde katastrofala proportioner. Lanseringen sköts upp två gånger till, först till mars och sedan till september 1986. Samtidigt var den totala projektbudgeten vid den tiden redan 1,175 miljarder dollar.

Katastrof och förväntan

Den 28 januari 1986, 73 sekunder efter flygningen över Cape Canaverel, exploderade rymdfärjan Challenger med sju astronauter ombord. I två och ett halvt år stoppade USA bemannade flygningar och lanseringen av Hubble sköts upp på obestämd tid.

Rymdfärjans flygningar återupptogs 1988, och fordonets lansering var nu planerad till 1990, 11 år efter det ursprungliga datumet. Under fyra år förvarades teleskopet med sina ombordsystem delvis påslagna i ett speciellt rum med konstgjord atmosfär. Enbart kostnaden för att lagra den unika enheten uppgick till cirka 6 miljoner dollar per månad! Vid tidpunkten för uppskjutningen uppskattades den totala kostnaden för att skapa ett rymdlaboratorium till 2,5 miljarder dollar istället för de planerade 400 miljoner dollar. I dag, med hänsyn till inflationen, är detta mer än 10 miljarder dollar!

Det fanns också positiva aspekter med denna påtvingade fördröjning - utvecklarna fick ytterligare tid att färdigställa satelliten. Således ersattes solpanelerna med mer effektiva (detta skulle göras två gånger till i framtiden, men denna gång i rymden), omborddatorn moderniserades och den markbaserade mjukvaran förbättrades, vilket visar sig vara helt oförberedd 1986. Om teleskopet plötsligt fördes ut i rymden i tid, skulle marktjänster helt enkelt inte kunna arbeta med det. Slaskighet och kostnadsöverskridanden händer även på NASA.

Och slutligen, den 24 april 1990, lanserade Discovery Hubble i rymden. Ett nytt skede i astronomiska observationers historia började.

Oturligt Lucky Telescope

Om du tror att detta är slutet på Hubbles missäventyr, har du djupt fel. Problemen började precis under lanseringen - en av solpanelerna vägrade att vecklas ut. Astronauterna hade redan på sig sina rymddräkter och förberedde sig för att gå ut i rymden för att lösa problemet, när panelen blev fri och tog sin rätta plats. Detta var dock bara början.

Canadarm-manipulatorn släpper Hubble till fri flykt.

Bokstavligen under de allra första dagarna av att arbeta med teleskopet upptäckte forskare att Hubble inte kunde producera en skarp bild och dess upplösning var inte mycket överlägsen jordbaserade teleskop. Multimiljardprojektet visade sig vara en dud. Det blev snabbt uppenbart att Perkin-Elmer inte bara otillbörligt försenade produktionen av teleskopets optiska system, utan också gjorde ett allvarligt misstag när han polerade och installerade huvudspegeln. Avvikelsen från den angivna formen vid spegelns kanter var 2 mikron, vilket ledde till uppkomsten av en stark sfärisk aberration och en minskning av upplösningen till 1 bågesekund, istället för den planerade 0,1.

Orsaken till felet var helt enkelt skamligt för Perkin-Elmer och borde ha satt stopp för företagets existens. Den huvudsakliga nollkorrigeraren, en speciell optisk enhet för att kontrollera stora asfäriska speglar, installerades felaktigt - dess lins flyttades 1,3 mm från rätt position. Teknikern som monterade enheten gjorde helt enkelt ett misstag när han arbetade med en lasermätare, och när han upptäckte ett oväntat gap mellan linsen och dess bärande struktur kompenserade han för det med en vanlig metallbricka.

Problemet kunde dock ha undvikits om Perkin-Elmer, i strid med strikta riktlinjer för kvalitetskontroll, inte bara hade ignorerat avläsningarna av ytterligare nollkorrigerare som indikerar närvaron av sfärisk aberration. Så på grund av en persons misstag och Perkin-Elmers chefers slarv, hängde ett projekt på flera miljarder dollar i balans.

Även om NASA hade en reservspegel tillverkad av Kodak, och teleskopet var designat för att servas i omloppsbana, var det inte möjligt att ersätta huvudkomponenten i rymden. Som ett resultat, efter att ha bestämt den exakta storleken på optiska distorsionstyper, utvecklades en speciell enhet för att kompensera för dem - Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR). Enkelt uttryckt är det en mekanisk patch för det optiska systemet. För att installera den var en av de vetenskapliga enheterna på Hubble tvungen att demonteras; Efter samråd beslutade forskarna att offra höghastighetsfotometern.

Astronauter underhåller Hubble under sitt första reparationsuppdrag.

Reparationsuppdraget på skytteln Endeavour startade inte förrän den 2 december 1993. Hela denna tid genomförde Hubble mätningar och undersökningar oberoende av storleken på den sfäriska aberrationen; dessutom lyckades astronomerna utveckla en ganska effektiv efterbehandlingsalgoritm som kompenserar för några av distorsionerna. För att demontera en enhet och installera COSTAR tog det 5 dagars arbete och 5 rymdpromenader, med en total varaktighet på 35 timmar! Och innan uppdraget lärde sig astronauterna att använda ett hundratal unika instrument som skapats för att betjäna Hubble. Förutom installationen av COSTAR byttes teleskopets huvudkamera ut. Det är värt att förstå att både korrigeringsenheten och den nya kameran är enheter som är lika stora som ett stort kylskåp med motsvarande massa. Istället för Wide Field/Planetary Camera, som har 4 Texas Instruments CCD-sensorer med en upplösning på 800x800 pixlar, installerades Wide Field och Planetary Camera 2, med nya sensorer designade av NASA Jet Propulsion Laboratory. Trots att upplösningen för de fyra matriserna liknar den föregående, på grund av deras speciella arrangemang, uppnåddes större upplösning vid en mindre betraktningsvinkel. Samtidigt ersattes Hubble med solpaneler och elektroniken som styr dem, fyra gyroskop för attitydkontrollsystemet, flera tilläggsmoduler m.m. Redan den 13 januari 1994 visade NASA för allmänheten mycket tydligare bilder av rymdobjekt.

Bild av M100-galaxen före och efter COSTAR-installation.

Saken var inte begränsad till ett reparationsuppdrag, skyttlarna flög till Hubble fem gånger (!), vilket gör observatoriet till det mest besökta konstgjorda utomjordiska objektet förutom ISS och sovjetiska orbitalstationer.

Det andra serviceuppdraget, under vilket ett antal vetenskapliga instrument och system ombord byttes ut, ägde rum i februari 1997. Astronauterna gick återigen ut i rymden fem gånger och tillbringade totalt 33 timmar ombord.

Det tredje reparationsuppdraget delades upp i två delar, där det första måste slutföras efter schemat. Faktum är att tre av Hubbles sex gyroskop för attitydkontrollsystem misslyckades, vilket gjorde det svårt att rikta teleskopet mot ett mål. Det fjärde gyroskopet "dog" en vecka innan reparationsteamet startade, vilket gjorde rymdobservatoriet okontrollerbart. Expeditionen lyfte för att rädda teleskopet den 19 december 1999. Astronauterna bytte ut alla sex gyroskopen och uppgraderade omborddatorn.

Hubbles första dator ombord var DF-224.

1990 lanserade Hubble med omborddatorn DF-224, som användes flitigt av NASA under hela 80-talet (kom ihåg att designen av observatoriet skapades redan på 70-talet). Detta system, tillverkat av Rockwell Autonetics, som väger 50 kg och mäter 45x45x30 cm, var utrustat med tre processorer med en frekvens på 1,25 MHz, två av dem ansågs vara backup och slogs på växelvis i händelse av fel på huvud- och första backupen CPU:er. Systemet var utrustat med en minneskapacitet på 48K kiloord (ett ord är lika med 32 byte), och endast 32 kiloord var tillgängliga åt gången.

Naturligtvis, i mitten av 90-talet, var en sådan arkitektur redan hopplöst föråldrad, så under ett serviceuppdrag ersattes DF-224 med ett system baserat på ett speciellt, strålskyddat Intel i486-chip med en klockfrekvens på 25 MHz. Den nya datorn var 20 gånger snabbare än DF-224 och hade 6 gånger mer RAM, vilket gjorde det möjligt att snabba upp bearbetningen av många uppgifter och använda moderna programmeringsspråk. Förresten, Intel i486-chips för inbyggda system, inklusive för användning inom rymdteknik, producerades fram till september 2007!

En astronaut tar bort bandenheten från Hubble för att återvända till jorden.

Datalagringssystemet ombord byttes också ut. I Hubbles ursprungliga design var det en rulle-till-rulle-enhet från 70-talet, med kapacitet för back-to-back-lagring av 1,2 GB data. Under det andra reparationsuppdraget ersattes en av dessa "rulle-till-rulle-bandspelare" med en SSD-enhet. Under det tredje uppdraget byttes också den andra "spolen". SSD låter dig lagra 10 gånger mer information - 12 GB. Du bör dock inte jämföra det med SSD:n i din bärbara dator. Hubbles huvudenhet mäter 30 x 23 x 18 cm och väger hela 11,3 kg!

Det fjärde uppdraget, officiellt kallat 3B, avgick till observatoriet i mars 2002. Huvuduppgiften är att installera den nya Advanced Camera for Surveys. Installationen av denna enhet gjorde det möjligt att överge användningen av en korrigeringsenhet som varit i drift sedan 1993. Den nya kameran hade två dockade CCD-detektorer som mätte 2048 × 4096 pixlar, vilket gav en total upplösning på 16 megapixlar, kontra 2,5 megapixlar för föregående kamera. Några av de vetenskapliga instrumenten byttes ut, så att inget av instrumenten från originaluppsättningen som gick ut i rymden 1991 fanns kvar ombord på Hubble. Dessutom ersatte astronauterna för andra gången satellitens solpaneler med mer effektiva, vilket genererade 30 % mer energi.

Avancerad kamera för undersökningar i renrummet innan den laddas på skytteln.

Den femte flygningen till Hubble inträffade för sex år sedan, 2009, i slutet av rymdfärjans program. Därför att Det var känt att detta var det sista reparationsuppdraget, och teleskopet genomgick en större översyn. Återigen ersattes alla sex gyroskop i attitydkontrollsystemet, en av precisionsstyrningssensorerna, nya nickel-vätebatterier installerades istället för de gamla som hade arbetat i omloppsbana i 18 år, skadat hölje reparerades, etc.

En astronaut övar på att byta ut Hubble-batterier på jorden. Vikt batteripaket – 181 kg.

Totalt, under loppet av fem serviceuppdrag, tillbringade astronauterna 23 dagar med att reparera teleskopet och tillbringade 164 timmar i luftlöst utrymme! En unik prestation.

Instagram för teleskop

Varje vecka skickar Hubble cirka 140 GB data till jorden, som samlas in i Space Telescope Science Institute, speciellt skapat för att hantera alla orbitala teleskop. Volymen av arkivet idag är cirka 60 TB data (1,5 miljoner poster), som är öppen för alla, liksom själva teleskopet. Vem som helst kan ansöka om att få använda Hubble, frågan är om det kommer att beviljas. Men om du inte har en examen i astronomi, försök inte ens, du kommer troligen inte ens igenom ansökningsformuläret för att få information om bilden.

Förresten, alla fotografier som överförs av Hubble till jorden är monokroma. Sammansättningen av färgfoton i verkliga eller artificiella färger sker redan på jorden, genom att överlagra en serie monokroma fotografier tagna med olika filter.

"Pillars of Creation" är en av Hubbles mest imponerande fotografier under 2015. Örnnebulosan, avstånd 4000 ljusår.

De mest imponerande fotografierna som tagits med Hubble, redan bearbetade, finns på HubbleSite, den officiella undersidan till NASA eller ESA, en webbplats tillägnad teleskopets 25-årsjubileum.

Naturligtvis har Hubble sitt eget Twitter-konto, till och med två -

Populär i kategorin: