Hubble: wszystko, co musisz wiedzieć o teleskopie orbitalnym

Teleskop Hubble'a na orbicie
Jest to orbitalny teleskop referencyjny, który w 2020 roku będzie obchodził 30-lecie swojego istnienia. Kosmiczny Teleskop Hubble'a to niezwykła naukowa przygoda, niesamowity sukces i historia pełna zwrotów akcji.
Teleskop Hubble'a, zwany także HST (Kosmiczny Teleskop Hubble'a), jest prawdziwym kluczem do naszego zrozumienia Wszechświata, od naszego Układu Słonecznego po najodleglejszą galaktykę, jaką kiedykolwiek odkryto, znajdującą się 13,37 miliarda lat świetlnych od nas. . Liczby, które go dotyczą, szybko przyprawiają o zawrót głowy. Ponad 15 000 cytowań w artykułach naukowych, 30 lat służby, 120 GB obrazów przesyłanych codziennie na ziemię i sześć misji wahadłowców … Hubble to gigantyczny skok obserwacji na orbicie.
Astronauci naprawiają teleskop Hubble'a

Oko w kosmosie

Hubble to imponujący teleskop orbitalny o długości 13,2 mi szerokości 4,2 m (rozłożone panele), składający się z części optycznej ze zwierciadłem głównym o średnicy 2,4 m, który został precyzyjnie obrobiony tylko 10 nanometrów! Za tą optyczną częścią znajdują się instrumenty naukowe misji: jej cztery czujniki przystosowane do różnych dziedzin astronomicznych (Hubble „widzi” w domenach częstotliwości większych niż ludzkie oko w podczerwieni i do ultrafioletu), jak również jego „Wskaźnik gwiazdy”, który pozwala mu namierzyć cel. Wreszcie jest też sprzęt, który pozwala na jego stabilizację, komputer pokładowy i to, co przesyła jego dane. Do 1999 roku były one kopiowane w samym Hubble'u na… taśmach magnetycznych!
Ten bardzo duży 11-tonowy teleskop, który ujrzał światło dzienne dzięki wkładowi młodej agencji europejskiej (ESA) pod koniec lat siedemdziesiątych XX wieku, został wprowadzony na orbitę 24 kwietnia 1990 roku w dużej ładowni amerykański prom kosmiczny Discovery. Wszedł do służby miesiąc później.
Galaktyka Messier-82 widziana przez Hubble'a

Niesamowity problem

W rzeczywistości Hubble widzi… zamazany. Pomimo niesamowitej precyzji zastosowanej przy jego produkcji, kilka tygodni po uruchomieniu, załogi naziemne muszą zmierzyć się z faktami: jest duży problem. Niemożliwe jest prawidłowe oszacowanie ważnych źródeł światła, obecności artefaktów na obrazach… Rozpoczyna się poważne dochodzenie. Katastrofa: lustro zbudowane przez Perkina-Elmera dużym kosztem jest zniekształcone.
Okazało się, że przyrząd kalibracyjny użyty do obróbki lustra zawiera błąd. Podczas pierwszych testów naziemnych pokazano również niedokładne wyniki, ale ponieważ instrument zbudowany specjalnie dla tego projektu został uznany za najdokładniejszy na świecie, to pomiary testów uznano za fałszywe. . W 1992 roku media nie wahały się mówić o Hubble'u jako o prawdziwym fiasku. Zrobiono wiele zdjęć Wszechświata i nie wszystkie z nich zostały pominięte, ale te z odległymi źródłami światła są rozmyte. Zrzuć winę na 22 mikrometry błędu!
Gorzej: lustra Hubble'a nie da się zmienić, jest to główna część. Niektóre ujęcia sugerują powrót teleskopu przez prom lub nawet wykonanie repliki. Ale naukowcy wytrwają, wspomagani przez zespoły inżynierów. Nie możemy naprawić lustra? Dlatego błąd przyrządów pomiarowych musi zostać poprawiony! To właśnie osiągnięto w 1993 roku, podczas pierwszej misji serwisowej dla Hubble'a. Główny czujnik jest zastępowany przez taki, który obejmuje odkształcenie, podczas gdy instrument o nazwie COSTAR wykorzystuje dwa wtórne lustra do usuwania defektów innych instrumentów Hubble'a.
Zabawne jest to, że słyszy się i czyta, że ​​Hubble został naprawiony, kiedy jest odwrotnie: wszystkie instrumenty były niesprawne, aby wziąć pod uwagę usterkę i ją skasować.
Jowisz i jego księżyc Ganimedes widziany przez Hubble'a

Kilka małych odkryć

Teleskop Hubble'a jest niezwykle elastycznym narzędziem w użyciu. W ciągu 30 lat był używany w wielu różnych badaniach. Na przykład w naszym Układzie Słonecznym był w stanie obserwować kilka asteroid blisko Ziemi, ale także wszystkie planety z wyjątkiem Merkurego, chmury Jowisza (w szczególności zderzenie z kometą Shoemaker-Levi 9), jej księżyce, gejzery Enceladus wokół Saturna, burze na Uranie i Neptunie. Był w stanie odkryć cztery z pięciu księżyców Plutona i Arrokotha, najbardziej odległy obiekt, jaki kiedykolwiek latał sonda. Hubble bierze udział w odkrywaniu większości planet karłowatych w Pasie Kuipera i regularnie „poluje” na potencjalną Planetę 9.
Ale Hubble to także niezwykłe obrazy sąsiednich gwiazd, obłoków gazu, supernowych, żłobków gwiazd i galaktyk, dzięki obrazom, które nazywamy „głębokim polem Hubble'a”. Hubble'a, są to dane, które były niezbędne do oszacowania wieku Wszechświata, jego ekspansji, działania supermasywnych czarnych dziur, masy i rozmiaru Drogi Mlecznej lub wpływu soczewek grawitacyjnych. A potem, oczywiście, są to obrazy, których uderzające piękno inspirowało pokolenie za pokoleniem młodych i starych, naukowców i zwykłych obserwatorów.
Każdy jasny punkt na tym zdjęciu to galaktyka!

Koniec naprawy

Jeśli Hubble jest nadal aktywny dzisiaj, to zawdzięcza to pięciu niezwykłym misjom i możliwościom amerykańskich promów. Te misje w 1993, 1997, 1999, 2002 i 2009 r. Uratowały Hubble'a nie tylko dostosowując się do jego błędu lustrzanego, ale także wymieniając i ulepszając prawie wszystkie jego instrumenty, aby mógł pozostać w czołówce wczesnych odkryć astrofizycznych. od 21 ^st wieku. Ostatnia misja STS-125, która normalnie nie powinna odbyć się po katastrofie Columbii (promy mogły lecieć tylko na ISS), pozwoliła na maksymalne wykorzystanie starzejącego się teleskopu, w szczególności poprzez wymianę jego sześć żyroskopowych kół, które pozwalają na bardzo precyzyjną orientację (aby zachować ich potencjał, w danym momencie używane są tylko dwa).
Załogi naziemne, dziesięć lat po ostatniej naprawie, czasami wstrzymują oddech: pomimo swoich niezwykłych wyników i niedawnego wkładu w astronomię (np. Hubble obserwował międzyplanetarną kometę 2i / Borisov), teleskop pewnego dnia się zepsuje. . Albo nie będzie już w stanie się zorientować. Bez wahadłowców i odpowiednich środków robotycznych Hubble jest skazany na zagładę. Zespoły mają nadzieję, że do tego czasu nadal będą go oszczędzać, aby w 2021 roku oddać do użytku jego „następcę” teleskop Jamesa Webba (JWST).