Astronomija

Ar Hablas kada nors buvo nukreiptas į žemę?

Ar Hablas kada nors buvo nukreiptas į žemę?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kaip imant žemės pix, manevro ar bet kokio kito momento metu ne tik nukreipkite žemę.


Xkcd jau atliko matematiką šiam!

Kaip ir Gauti atsakymas, „xkcd“ taip pat nukreipia į šį klausimą „Hubble“ svetainėje. Hablas juda per greitai, kad pasiektų minimalų ekspozicijos laiką, kad galėtų sutelkti dėmesį į bet ką ant paviršiaus. Jis žengia dar vieną žingsnį, susiedamas su šiuo straipsniu apie blogą astronomiją, kuriame nurodoma, kad Hablas dažnai rodo į saulės saulės pusę, kad padėtų sukalibruoti savo WFPC2 kamerą.

Vis dėlto galite nustebti sužinoję, kad Hablas reguliariai rodo Žemę! Ji naudoja šviesią dienos šviesą Žemę, kad padėtų sukalibruoti vieną iš laive esančių kamerų. Plataus lauko planetinė kamera 2 (WFPC2, tariama „whiff pick 2“) yra elektroninis prietaisas, kuris aptinka šviesą ir iš esmės yra panašus į įprastą skaitmeninę kamerą. Tačiau tai yra daug jautresnė, ir astronomai labai tiksliai supranta, kaip gerai supranta tokius įrenginius. Jie nori įsitikinti, kad kiekviena detektoriaus dalis yra labai gerai sukalibruota.

Vienas iš būdų kalibruoti kamerą yra pažvelgti į kokį nors ryškų, tolygiai apšviestą objektą. Pavyzdžiui, jei viena detektoriaus dalis yra jautresnė nei kita, dalis to objekto atrodys ryškesnė, net jei iš tikrųjų taip nėra. Tai gali būti naudojama taisant bet kokius vėlesnius vaizdus.

Kosminėje erdvėje nėra plokščių laukų, kuriuos galėtumėte naudoti, bet mes čia turime vieną: Žemę. Norėdami kalibruoti WFPC2, kartais Hablas nukreipiamas tiesiai žemyn į Žemę. Kai reljefas (arba vanduo, ar bet kas kitas) brūkšteli per matymo lauką, susidaro labai neapdorotas plokščio lauko vaizdas. Vaizdas vadinamas „dryžuotu plokščiu“ ir atrodo tikrai keistai. Medžiai, namai, įvairiausi daiktai neryškūs per vaizdą. Kad tai paverstų tikru plokščiu lauku, kurį galėtų naudoti „Hubble“, reikia daug sudėtingo kompiuterio apdorojimo, tačiau, laimei, su šia problema dirba daug protingų žmonių.

xkcd taip pat parodo apytikslį, kaip tai atrodytų, jei bandytumėte nufotografuoti vidutinį stalą iš orbitos. Tai tik spalvų tepinėlis, be jokių pastebimų detalių. Bandžiau čia pridėti nuotraukas, bet SE kažkodėl nemėgsta png failų ir neturiu laiko konvertuoti failų. Tiesiog patikrinkite pirmąją nuorodą, kad pamatytumėte, kaip ji atrodo, ir išsamesnį paaiškinimą, kodėl.


Žemės paviršius šnibžda, kai Hablas skrieja orbita, o žymėjimo sistema, sukurta stebėti tolimas žvaigždes, negali stebėti Žemės objekto. Trumpiausias ekspozicijos laikas naudojant bet kurį Hablo instrumentą yra 0,1 sekundės, o per šį laiką Hablas juda apie 700 metrų arba beveik pusę mylios. Taigi Hablo padarytas Žemės vaizdas būtų visi dryžiai.

http://hubblesite.org/reference_desk/faq/answer.php.id=78&cat=topten


NASA atsisakė naujienos apie Hablą, kuris buvo išjungtas neprisijungus nuo painios klaidos

Jau keletą savaičių NASA stengiasi vėl sugrąžinti savo Hablo kosminį teleskopą ir veikti visomis išgalėmis.

The problema iškilo birželio 13 d kaip kosminių teleskopų naudingosios apkrovos kompiuteris, ir nuo to laiko NASA atliko bandymus, kad nustatytų aparatūros dalį, sukeliančią pagrindinę problemą. Pradinė problemos hipotezė nukreipta į kelis „Hubble“ atminties modulius, tačiau, remiantis NASA atnaujinimu, testai parodė, kad tai nebuvo „Hubble“ atminties moduliai, o kita kompiuterio įranga.

NASA savo svetainėje teigia, kad atminties modulio klaidos buvo tik pagrindinės problemos simptomas ir kad komanda, jei šiuo metu kuria bandymus kompiuterio centrinio procesoriaus moduliui (CPM) ir kitiems komponentams tirti. "Jei nepavyksta išspręsti naudingo apkrovos kompiuterio problemos, operacijų komanda bus pasirengusi pereiti prie atsarginės naudingosios apkrovos kompiuterio STINT ir CPM aparatūros."teigia NASA.

Pridedant, "Jei įjungtas atsarginės naudingosios apkrovos kompiuterio CPM ir STINT aparatinė įranga, reikės kelių dienų įvertinti kompiuterio našumą ir atkurti įprastas mokslo operacijas. Atsarginis kompiuteris nebuvo įjungtas nuo jo įdiegimo 2009 m., Tačiau prieš jį įdiegiant erdvėlaivyje jis buvo kruopščiai išbandytas."

Norėdami gauti daugiau informacijos apie Hablo kosminių teleskopų operacijas, peržiūrėkite šią nuorodą čia.


Yra problema su „Hubble“ ir NASA dar nesugebėjo jos išspręsti

Jau daugiau nei 30 metų Hablo kosminis teleskopas Jis nuolat veikia žemoje žemės orbitoje (LEO), atskleidžiant beprecedentį visatos aspektą. Be kvapą gniaužiančių mūsų Saulės sistemos vaizdų fiksavimo ir egzoplanetų atradimo, Hablas Jis taip pat ištyrė giliausias laiko ir erdvės sritis ir patikslino astrofizikus daugelyje anksčiau egzistavusių teorijų apie Visatą.

Deja, Hablas Galų gale jis galėjo pasiekti savo gyvenimo pabaigą. Per kelias pastarąsias savaites NASA nustatė teleskopo naudingojo kompiuterio, kuris staiga nustojo veikti, problemą. Tai yra priežastis Hablas Tada visi jos moksliniai prietaisai persijungia į saugųjį režimą ir išjungiami. Po kelių dienų bandymų ir patikrinimų NASA Goddardo kosminio skrydžio centro technikai dar nenustatyti. Paimkite problemos šaknį. Hablas Prisijunkite prie interneto.

Naudingasis kompiuteris NASA standartinis erdvėlaivių kompiuteris-1 (NSSC-1) sistema buvo sukurta devintajame dešimtmetyje ir „Scientific instrument“ komandų ir duomenų apdorojimo (SI C & # 038 DH) įrenginyje. HablasMokslinių prietaisų komandų ir duomenų apdorojimo modulis. Šio kompiuterio paskirtis - valdyti ir reguliuoti kosminiame laive esančią mokslinę įrangą.

SI C & # 038 DH paskutinį kartą patyrė nesėkmę 2009 m. Tai atidėjo paskutinę tarnybinę misiją, kol bus parengtas pakaitinis skrydis. Į pakeitimą buvo įtraukta originali 1980-ųjų aparatūra. Papildoma metalo oksido puslaidininkių (CMOS) atmintis. Iki 2009 m. Gegužės mėn. Mainai buvo įrengti kaip penktoji ir paskutinė tarnybinė misija (STS-125), vykdyta „Space Shuttle Atlantis“.

Ši problema prasidėjo, kai birželio 13 d., Sekmadienį, sugedo kompiuteris. th Kai pagrindinis kompiuteris nustoja gauti „# 8220keepalive“ ir # 8221 signalus iš naudingojo krovinio kompiuterio. Tai pagrindiniam kompiuteriui nurodo, kad viskas veikia tinkamai. Todėl pagrindinis kompiuteris viską automatiškai įdėjo HablasMokslinę įrangą padėkite saugiuoju režimu. Kita diena, Hablas Operacijų komanda iš naujo paleido naudingojo kompiuterio kompiuterį, bet vėl jį sustabdė.

Išanalizavusi turimus duomenis, komanda pradėjo tirti, ar tai įvyko dėl atminties modulio degradacijos. Panašiai bandžiau pereiti prie vienos iš kelių atminties modulio atsarginių kopijų, tačiau paleidimo procesas nebuvo baigtas. Birželio 17 d. (Ketvirtadienio) vakaras. Dar kartą buvo bandyta abu modulius grąžinti į internetą, tikintis gauti daugiau diagnostinės informacijos.

Nors šie bandymai nepavyko, operacijų komanda galėjo spėti, kad atminties klaida buvo tik simptomas dėl kitos aparatūros. Kita galimybė yra standartinė sąsajos (STINT) aparatinė įranga, jungianti ryšį tarp kompiuterio centrinio procesoriaus (CPM) ir kitų komponentų. Šiuo metu operacijų komanda tiria, ar kuri nors iš jų gali būti problemos priežastis.

Hablo ir # 8217s galaktikos vaizdo gylio diagrama ankstesnėje „Deepfield“ iniciatyvoje. Visatos amžiaus vienete. Kreditai: NASA ir A. Field (STScI)

Šiuo tikslu komanda kuria testus, kurie vyks artimiausiomis dienomis. Jo tikslas - toliau izoliuoti problemą ir nustatyti galimus sprendimus. Šiais bandymais taip pat siekiama nustatyti, kuri aparatinė įranga vis dar veikia tinkamai. Hablas Ateityje. Jei problemos nepavyksta išspręsti, operacijų komanda apsvarstys galimybę pereiti prie STINT ir CPM aparatinės įrangos, esančios atsarginiame naudingosios apkrovos kompiuteryje.

Atsarginis kompiuteris nebuvo suaktyvintas nuo jo įdiegimo 2009 m., Tačiau operacijų komanda atliko antžeminius bandymus ir visų operacinių procedūrų peržiūrą, kad užtikrintų, jog jį galima suaktyvinti, jei reikia. Jei nustatoma, kad reikia įjungti atsarginės naudingosios apkrovos kompiuterio ir # 8217s CPM bei STINT aparatinę įrangą, komanda užtruks kelias dienas, kol įvertins kompiuterio našumą ir atkurs įprastas mokslines operacijas.

Darant prielaidą, kad negalime atkurti normalaus veikimo, galime pastebėti galimą pabaigą HablasIlga aptarnavimo istorija. Vienintelė alternatyva yra įgyvendinti šeštąją paslaugų misiją, kad aparatinė įranga būtų pakeista naujais komponentais. Tai labai brangu ir nėra jokios sėkmės garantijos. Jei tai pasiteisina Hablas Jis išliks kosmose, kol jo orbita sunyks 2030 ar 2040 metais.

Turi ilgą istoriją daugiau nei 30 metų veikimo laikotarpiu Hablas Tai padarė revoliuciją astronomijos, kosmologijos ir astrofizikos srityse. Dėka savo gilaus lauko ir ypač gilaus lauko, žmonija galėjo žvilgtelėti į visatą toliau (ir atgal praeityje) nei bet kada anksčiau. Šie stebėjimai leido suvokti, kad visata laikui bėgant plečiasi pagreitintu greičiu, todėl mokslininkai paskatino teoriją apie tamsiosios energijos egzistavimą.


„Kamera, kuri išgelbėjo Hablą“

1993 m. Gruodžio mėn. Hablo kosminiame teleskope buvo sumontuota „Wide Field and Planetary Camera 2“ (WFPC2), siekiant ištaisyti niokojančią pagrindinio teleskopo veidrodžio klaidą.

Redaktoriaus pastaba: Ši istorija iš pradžių buvo paskelbta 2018 m. Gruodžio mėn., Per pirmosios misijos suremontuoti Hablo kosminį teleskopą 25-ąsias metines. 2020 m. Balandžio 24 d. Sukanka 30 metų nuo „Hubble“ paleidimo.

1993 m. Gruodžio mėn. NASA sulaikė kolektyvinį kvėpavimą, kai septyni kosmonautu „Endeavour“ vykę astronautai pasivijo Hablo kosminį teleskopą 353 mylių (568 km) virš Žemės. Jų misija: ištaisyti niokojantį pagrindinio teleskopo veidrodžio trūkumą.

Maždaug mokyklinio autobuso dydžio Hablo kosminis teleskopas turi 8 pėdų (2,4 metro) pagrindinį veidrodį. Didžiausias kada nors į kosmosą paleistas optinis teleskopas, kuriame jis galėjo stebėti visatą be iškraipančių Žemės atmosferos padarinių, Hablas daug važiavo juo. Tačiau po to, kai 1990 m. Balandžio 25 d. Buvo panaudotas teleskopas, buvo gauti ir kruopščiai išanalizuoti pirmieji vaizdai, buvo aišku, kad kažkas negerai: vaizdai buvo neryškūs.

Astronomai ir inžinieriai susirinko tirti įvairiausių problemos sprendimų, o NASA sušaukė nepriklausomą komitetą, kad surastų šaltinį. Jie visi padarė tą pačią išvadą: pagrindinis Hablo veidrodis, kuris atrodo kaip labai negilus dubuo, buvo nublizgintas netinkamos formos. Klaida buvo mažesnė už žmogaus plaukų plotį, tačiau poveikis buvo reikšmingas. Jei klaida liktų neištaisyta, Hablas niekada neišnaudos visų galimybių.

Per 1993 m. Gruodžio 6 d. Astronautų įgula įdiegė dvi aparatūros dalis, skirtas klaidai pašalinti. Korekcinės optikos kosminio teleskopo ašinis pakeitimas (COSTAR) buvo sukurtas ir pastatytas NASA Goddardo erdvėlaivių centro, esančio Greenbelt mieste, Merilando valstijoje, komanda ir ištaisys veidrodžio klaidą trijuose iš penkių Hablo prietaisų.

Antrasis instrumentas buvo „Wide Field and Planetary Camera 2“ (WFPC2), suprojektuotas ir pastatytas NASA reaktyvinių variklių laboratorijoje Pasadenoje, Kalifornijoje. WFPC2, kuriame iš tikrųjų yra keturios kameros, būtų sukurta daugybė kvapą gniaužiančių Hablo vaizdų, padedančių pakeisti mūsų požiūrį į kosmosą.

Kūdikio fortepijono dydis, instrumentas vaizdavo objektus ir įvykius, įvykusius mūsų pačių Saulės sistemoje - tokius, kaip kometos Shoemaker-Levy 9 smūgis į Jupiterį - iki tolimiausių kosmologinių vaizdų, kurie kada nors buvo daromi matomoje šviesoje. Tai sukūrė kvapą gniaužiančius galaktikų, sprogusių žvaigždžių ir ūkų momentinius vaizdus, ​​kuriuose gimsta naujos žvaigždės. Instrumento kadencijos metu Hablo vadovai daugiau nei savaitę nukreipė teleskopą į vieną juodą dangaus lopinėlį ir rado tūkstančius anksčiau nematytų galaktikų.

Tačiau WFPC2 sėkmė toli gražu nebuvo garantuota. Instrumentas buvo pastatytas ant neįtikėtinai griežtos laiko juostos, o jį suprojektuojus, kad būtų pašalintas trūkumas, JPL Johnas Traugeris, pagrindinis WFPC2 tyrėjas, vėliau apibūdintų kaip panašų į „bandymą žaisti beisbolą kalvos šone“.

„Statant kosminį prietaisą net ir įprastomis aplinkybėmis yra didelis spaudimas“, - sakė Dave'as Gallagheris, JPL strateginės integracijos direktorius, dirbęs WFPC2 integracijos ir bandymų vadovu. - Bet kai jūs taisote ką nors, kas iš esmės sukurs arba sugadins visos agentūros reputaciją, spaudimas eina per stogą “.

1990 m. Birželio mėn. NASA paskelbė, kad Hablo teleskopas neveikia taip, kaip tikėtasi. WFPC2 komandos nariai sako prisimenantys, kad visuomenės ir žiniasklaidos reakcija dažnai buvo pesimistinė ar net nepatikima. Traugeris stebėjo tinklo žinių vedėją Tomą Brokawą, kuris tą vakarą pradėjo savo programą sakydamas: „Hablo teleskopas, apie kurį tiek daug girdėjai - jis sugedo“.

„„ Hubble “programos pažadas, mūsų geriausių technologijų taikymas, siekiant sutramdyti astronomijos ribas, visuomenės akimirksniu buvo paverstas techninių gedimų piktograma“, - rašė Traugeris savo esė 2007 m.

Traugeris subūrė savo komandą, kad išspręstų problemą. Pagrindiniai ir antriniai teleskopo veidrodžiai surinko šviesą ir padavė ją į penkis laive esančius mokslo instrumentus. Nepavyko pakeisti pagrindinio veidrodžio ir jo nebuvo galima grąžinti į Žemę remontui. Reikėtų rasti sprendimą kiekvienam Hablo instrumentui. COSTAR prietaisas trims iš jų pateikė korekcinę optiką, todėl nereikėjo visiškai pakeisti tų prietaisų. Tačiau tas pats požiūris neveiktų teleskopo „Wide Field and Planetary Camera“ (WFPC), pirmtako WFPC2.

Traugeris ir jo komanda pateikė galimą sprendimą. Dėl pirminės veidrodžio klaidos įvairiose veidrodžio vietose smogianti šviesa atsidūrė skirtingose ​​vietose, todėl komanda turėjo išsiaiškinti, kaip ją nukreipti į tinkamą židinio tašką. Jų sprendimas buvo pakeisti problemą: prietaiso viduje jie įdėjo keturis vienodus nikelio dydžio veidrodžius - po vieną kiekvienai iš keturių kamerų, esančių WFPC2 viduje, su ta pačia klaida, kaip ir su ydingu pagrindiniu veidrodžiu, tačiau ten, kur ir pagrindinis veidrodis buvo per didelis plokšti, nauji veidrodžiai būtų per giliai išlenkti. Kartu šios dvi klaidos panaikins viena kitą, sukurdamos teisingos formos vieno veidrodžio ekvivalentą.

NASA priėmė JPL pasiūlymą sukurti WFPC pakaitalą. Agentūra planavo kas tris metus atlikti Hablo remonto misijas ir nusprendė išlaikyti šį tvarkaraštį. Pirmoji remonto misija buvo numatyta 1993 m. Rudenį. JPL reikės pristatyti atsarginę dalį iki 1992 m. Žiemos - likus kiek daugiau nei dvejiems metams. Lenktynės dėl Hablo remonto vyko.

Dveji metai nebuvo nė tiek laiko, kad būtų galima sukurti naują fotoaparato instrumentą nuo nulio. Laimei, WFPC2 jau buvo statomas JPL. NASA ketino galiausiai jį naudoti kaip WFPC atnaujinimą arba pakaitalą, jei prietaisas kada nors sugenda.

Net ir dirbant su WFPC2, terminas reikalavo pagreitinto grafiko. Dave'as Rodgersas ir Larry Simmonsas, WFPC2 projekto vadovai, kasdien surengė susitikimus su kiekvieno WFPC2 kelių komponentų lyderiais, kad padėtų išlikti tikslui.

„Kasdieniai susitikimai nuolat slėgė mus visus“, - sakė Simmonsas, išėjęs iš JPL 2005 m., „Žinojome, kad turime tik kelerius metus ir turėjome tai padaryti“.

Nors korekciniai veidrodžiai buvo maži, jie paveikė beveik kiekvieną statybų proceso žingsnį ir, pasak Traugerio, sukūrė „nesibaigiančią virtinę naujų problemų“.

Siekiant sumažinti klaidų tikimybę WFPC2 montuojant žemos Žemės orbitoje, septyni astronautai, kurie turėjo atlikti remonto misiją, keliavo į JPL, norėdami sužinoti apie prietaisą ir išmokyti jį įdiegti. Jie įkištų WFPC2 į teleskopo kūno ertmę, tarsi stumdydami jį stalčiuje. Ir nors jie turėtų įsitikinti, kad elektros jungtys prietaiso gale yra saugios, jie negalėjo pasiekti tų jungčių, kad galėtų valdyti tik tai, kaip jie įdėjo instrumentą.

Dar labiau apsunkino WFPC2 svoris: Sveriant daugiau nei 600 svarų (272 kilogramai), jis buvo nepatogus net žemos Žemės orbitos mikrogravitacijoje. Vienas iš instrumento veidrodžių, vadinamas iškėlimo veidrodžiu, buvo sumontuotas ant trumpo laikiklio, esančio už apsauginio korpuso. Vien tik veidrodžio smūgis neteisingai suderintų sistemą ir iš esmės sugadintų visą instrumentą. Statant WFPC2 Traugeris su kolegomis parodė instrumento modelį astronautui, kuris atsitrenkė į rankas paėmimo veidrodį. Traugeris negalėjo atsistebėti: "Ar tai yra ženklas?"

WFPC2 komandos vadovai išvažiavo į NASA Kennedy kosminį centrą Floridoje ankstyvo ryto startui 1993 m. Gruodžio 2 d. Išvykęs iš Kenedžio ir ieškodamas ankstyvų pusryčių, Gallagheris prisimena, kad pažvelgė į priešaušrių dangų, norėdamas pamatyti kosminį autobusą virš galvos ir netoli Hablo objektai pasirodė kaip du silpni šviesos taškai danguje, kai jie skriejo aplink Žemę.

Šeštą misijos dieną astronautai Jeffrey Hoffmanas ir Story Musgrave'as vedė kosminį kelią, kad pašalintų WFPC iš Hablo ir įdiegtų WFPC2. Atrodė, kad viskas klostėsi taip, kaip buvo planuota, tačiau tikras išbandymas dar nebuvo.

Astronautai grįžo į Žemę gruodžio 13 d., O pirmieji neapdoroti WFPC2 duomenys grįžo gruodžio 18 d. Komanda įdėjo duomenis per vaizdo apdorojimo programinę įrangą ir su nerimu stebėjo, kaip nuotraukos ima spragtelėti per ekraną. Iškart palengvėjo.

„Jie buvo aštrūs“, - apie vaizdus pasakojo Traugeris. „Ir tai buvo ne tik tai, kad mes turėjome nuotraukų atrodė nuostabu, tai buvo tai, kad mes iškart padarėme naujų atradimų. Vaizduose buvo dalykų, kurių dar niekada nebuvome matę “.

Pirmus vaizdus NASA viešai paskelbė 1994 m. Sausio 13 d. Kitą dieną WFPC2 komanda pristatė rezultatus perpildytai auditorijai žiemos Amerikos astronomijos draugijos susitikime.

„Kai parodėme pirmuosius vaizdus, ​​kambarys išsiveržė, sulaukėme ovacijų“, - pasakojo Traugeris. - Astronomijos susitikime to dažniausiai nematote!

WFPC2 instrumentas veikė Hable daugiau nei 15 metų ir atliko daugiau nei 135 000 visatos stebėjimų. Remiantis tais duomenimis, iki instrumento išėjimo į pensiją 2009 m., Buvo parašyta daugiau nei 3 500 mokslinių straipsnių, o kitą dešimtmetį buvo paskelbta daugiau kaip 2 000.

„WFPC2 nepavyko magijos ar sėkmės dėka, nes pas mus buvo kompetentinga ir darbšti žmonių grupė, kuri suprato, kas yra pavojus, ir prisidėjo prie iššūkio“, - sakė Gallagheris. - Ir kaip ir kiekviename projekte, norėčiau, kad būčiau galėjęs tą komandą vežti į kitą misiją “.

2009 m. Gegužę astronautai pašalino WFPC2 iš „Hubble“ ir pakeitė „Wide Field Camera 3“ (WFC3), kuri veikia ir šiandien - praėjus 28 metams po to, kai „Hubble“ pirmą kartą įsijungė. Vėliau WFPC2 buvo viešai parodytas Smithsonian oro ir kosmoso muziejuje Vašingtone.

Hablo kosminis teleskopas yra NASA ir Europos kosmoso agentūros tarptautinio bendradarbiavimo projektas. Teleskopą valdo NASA „Goddard“ kosminių skrydžių centras Greenbelt mieste (Merilandas). Kosminio teleskopo mokslo institutas (STScI) Baltimorėje vykdo Hablo mokslo operacijas. STScI NASA valdo Vašingtone veikianti Astronomijos tyrimų universitetų asociacija, Inc.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie WFPC2 kūrimą ir konstravimą, apsilankykite:

Norėdami gauti daugiau informacijos apie NASA Hablo kosminį teleskopą, apsilankykite šiose svetainėse:


Kaip pasisekė

Animacija, imituojanti dviejų didžiulių asteroidų susidūrimą. Žvaigždę „Fomalhaut“ supantis nuolaužų žiedas rodomas geltonai, o įterptas modeliavimas rodo išnykstantį signalą nuo 2004 iki 2015 m.

NASA / ESA / A. Gasparas / G. Rieke / Arizonos universitetas

Sąvoka „Fomalhaut b“ gali būti ne egzoplaneta, buvo iškelta nuo tada, kai „Kalas“ ją atrado 2004 m. Nors matoma optinėje šviesoje, mokslininkai negalėjo rasti tokio dydžio planetos infraraudonųjų spindulių signalo. Todėl tikroji „Fomalhaut b“ tapatybė išliko mįslinga.

Anksčiau buvo siūlomos alternatyvios hipotezės, įskaitant originalų „Kalas“ 2008 m. Buvo pasiūlymų „Fomalhaut b“ yra dulkių debesis ar medžiaga, užfiksuota iš didžiulio šiukšlių disko, supančio žvaigždę „Fomalhaut“.

„Astronomai stengėsi skirstyti„ Fomalhaut b “į kategorijas“, - sako Arizonos universiteto astronomas, naujojo straipsnio bendraautorius Andrásas Gáspáras. - Vien dėl to jis tampa įdomiu objektu.

Gáspáras yra Arizonos universiteto mokslo komandos dalis, turinti prieigą prie NASA Jameso Webbo kosminio teleskopo, Hablo įpėdinio, kurį planuojama paleisti 2018 m., Tačiau kamuoja vėlavimas. Komanda jau suplanavo beveik 50 dienų stebėjimo laiką „Fomalhaut b“, kai Jamesas Webbas 2021 m.

Rengdamasis Gáspáras atsisiuntė archyvinius „Hubble“ teleskopo duomenis ir pradėjo ieškoti dalykų, kuriuos kiti tyrėjai galėjo praleisti poroje neskelbtų duomenų rinkinių.

Jis pastebėjo kažką keisto su „Fomalhaut b“: jo šviesa išblėso.

„Taip ir prasidėjo, gryna sėkmė“, - sako jis.

Gáspáras ir kolega George'as Rieke'as ištyrė Hablo duomenis ir pastebėjo, kad „Fomalhaut b“ laikui bėgant nyksta. Remiantis 2004 m. Duomenimis, „Fomalhaut b“ tapo planetos vaiduokliu, Hablo duomenyse pasirodžiusi šviesa pradėjo sklaidytis ir plėstis, kol neišnyko 2014 m.

Nuo 2014 m. Archyviniai Hablo duomenys paskatino Gáspárą toliau tirti.

Gáspár praeityje modeliavo nuolaužų diskus ir susidūrimus, o kompiuterio modeliavimu tyrė blėstantį signalą. Į savo sistemą sujungus dviejų milžiniškų, maždaug 125 mylių pločio (200 kilometrų) priešplanetinių planetų susidūrimą, komanda atrado, kad Hubble'o matomos savybės sutapo.

„Mūsų modeliavimas rodo, kad pastebėtos charakteristikos sutampa su besiplečiančio dulkių debesies, susidariusio per didžiulį susidūrimą, modeliu“, - sako Gáspáras. Modelis atspindi visus keistenumus, pastebėtus „Fomalhaut b“ per jo stebėjimo istoriją, nuo Kalo atradimo iki kai kurių paskutinių stebėjimų prieš septynerius metus.


Hablo kosminis teleskopas pasiekia orbitą 100 000

„HubbleSpace“ teleskopas (HST) šiandien pasiekė 100 000 orbitų ribą, praėjus beveik dviem dešimtmečiams po to, kai jis buvo paleistas į kosmosą.

Mylimoji observatorija ištikimai apvažiavo Žemę nuo pat 1990 m. Balandžio pradžios, siūlydama mums žemiečiams žvilgsnius į kosmosą, kokių dar niekada neturėjome.

Dabar, apvažiavęs Žemę beveik penkiomis myliomis per sekundę 100 000orbitų, Hablo odometras rodo apie 2,72 milijardo mylių? tai maždaug 5 700 kelionių į Mėnulį. Norėdami pažymėti įvykį, mokslininkai pasuko Hablo kamerą į ūko dalį, esančią netoli žvaigždžių spiečiaus NGC 2074, kuris yra maždaug 170 000 šviesmečių nuo Žemės netoli Tarantulo ūko.

"Tai yra daugybė orbitų ir tai reiškia daugybę mylių ir daug laiko", - sakė HST vyresniojo projekto mokslininko pavaduotojas Malcolmas Niedneris. "Tai buvo tiesiog pasakiška ilga mokslinių atradimų kelionė, kurios dar daugiau nebus."

Nepaisant mikrometeorito smūgių ir orbitoje esančių kraštutinių temperatūrų drabužių, ašarų, 18 metų orbitoje teleskopas tebėra stiprus ir prisidėjo prie tūkstančių mokslinių atradimų.

„Tai yra visiškai naujos priežastys, susijusios su galimybe detaliai pamatyti dalykus, o tai, kas iš to išplaukė, yra tiesiog nuostabu“, - sakė Bobas O'Dellas, Vanderbilto universiteto Tenesyje anastronomas, pradėjęs dirbti NASA Hablo projektų mokslininku. Praėjus 19 metų iki jo pradžios, tai padėjo įgyvendinti projektą. „Kažkas panašaus į„ HubbleDeep “lauką, kuris prasiskverbė į praeitį atgal, yra toks dalykas, kurį visada tikėjomės padaryti“.

Dėl beprecedenčio indėlio į mokslą teleskopas užima ypatingą vietą daugelio mokslininkų širdyse.

„Man tai yra ypatinga, nes aš tai panaudojau tolimiausiai planetai, kuri kada nors buvo atrasta“, - sakė Kailashas Sahu, Kosminio teleskopo mokslo instituto astronomas, kuris naudojo „Hubble“ stebėdamas egzoplanetas, esančias už 26 000 šviesmečių. "Mano paties programa atranda ekstrasolines planetas tolimiausiuose diapazonuose, kuriuos galime pamatyti. Tai gali padaryti tik HST."

Kadangi jis žiūri iš kosmoso, už Žemės atmosferos ribų, Hablas gali įveikti antžemines observatorijas, kurios skiriamoji geba yra daug didesnė nei ji.

„Asmeniškai mano darbas juodosiose skylėse nebūtų įmanomas be HST, parodant, kad beveik visų galaktikų centre yra didžiulė juodoji skylė ir kad juoda skylė yra esminis komponentas, kodėl galaktikos atrodo taip, kaip jos daro“, - sakė Teksaso universiteto astronomas. Karlas Gebhardtas.

Thetelescope'as išgyveno pakilimų ir nuosmukių, ypač ankstyvą išgąsdinimą po paleidimo, kurio niekada nematyti taip, kaip turėjo būti, po to, kai mokslininkai atrado, kad jo pagrindinis veidrodis buvo netinkamos formos. Tačiau astronautai sugebėjo ištaisyti trūkumą per kosminio maršruto atstatymo misiją 1993 m., O vėlesnis derinimas išlaikė Hablo funkcionalumą didžiąją laiko dalį.

„Tai puikus važiavimas“, - sakė O'Dellas. "Mes vis dar darome gerą mokslą, ir atrodo, kad grėsmė jo gyvenimui yra ne pats erdvėlaivis, o mūsų galimybė siųsti transporto priemones techninei priežiūrai."

Teigiama, kad penktoji ir paskutinioji spalio mėn. Bus penktoji, paskutinė veido pakėlimo akcija, kai kosminis maršrutas „Atlantis“ aplankys orbitą. Astronautai penkių kosminių pasivaikščiojimų metu planuoja sumontuoti naują įrangą ir ištaisyti sugedusius instrumentus.

Šis derinimas turėtų pratęsti Hablo gyvenimą iki mažiausiai 2013 m. Iki to laiko NASA maršrutinis laivynas greičiausiai bus išėjęs į pensiją, o kontroliuojamas nardymas į Žemę teleskopui gali iškilti sunaikinimas.

Kai galutinai išeis į pensiją, ji paliks didelius batus.

„Sakyčiau, kad didžiausias jo palikimas būtų tas, kad visur, kur jis atrodė, turėdamas tikrai platų galimybių spektrą, jis rado naujų dalykų, apie kuriuos daugelis negalėjo net svajoti“, - sakė Niedneris. - Tai buvo įdomi, nenuspėjama kelionė su dideliais netikėtumais.

Nors Hubble pagalba mokslui buvo milžiniška, jos poveikis visuomenės mokslo vertinimui gali būti dar vertas dėmesio.


NGC 5033

Spiralinė galaktika NGC 5033 yra panaši į mūsų pačių. Jis yra maždaug tokio pat dydžio, apie 100 000 šviesmečių skersmens, o jo esmė yra supermasyvi juodoji skylė, sverianti nuo 10 iki kelių milijardų saulės masių.

Tačiau, skirtingai nei Paukščių takas, NGC 5033 juodoji skylė nėra paklusni. Užtat jį supa besisukantis dujų ir dulkių diskas, judantis taip greitai, kad perkaista. Dėl to jis šviečia ryškiai, formuodamas vadinamąjį aktyvų galaktikos branduolį.

Skaitykite daugiau apie juodąsias skyles:

Per daugelį metų Hablas rado šimtus supermasyvių juodųjų skylių, žiūrėdamas į dulkių judėjimą galaktikų centruose. Jei medžiaga greitai juda, ją turi laikyti juoda skylė, kuri priešingu atveju pasklistų į likusią galaktikos dalį.

„Hablo stebėjimai masyvių galaktikų centruose parodė, kad supermasyvios juodosios skylės gyveno beveik kiekvienos galaktikos centruose“, - sako Lotzas. "Dabar mes tikime, kad supermasyvios juodosios skylės vaidina svarbų vaidmenį formuojant galaktikas".


„Galaxy“ išlyginimai atsekti dešimt milijardų metų

Flagstaffas, AZ. - Naujas tyrimas, kurį vedė Michaelas Westas iš Lowello observatorijos, atskleidžia, kad masyviausios visatos galaktikos buvo suderintos su jų aplinka per pastaruosius dešimt milijardų metų. Šis reiškinys kada nors matytas tolimiausiu laiku.

Nors dauguma galaktikų yra atsitiktinai orientuotos į kosmosą, astronomai jau seniai žino, kad didžiausios dažnai nukreipia savo kaimynus. Kada ir kaip įvyko šie derinimai, tebėra paslaptis. Žvilgsnis į praeitį gali atskleisti naują galaktikų išsidėstymo kilmę.

Norėdami pamatyti kosminį laiką, Vakarai ir tarptautinė bendradarbių komanda panaudojo Hablo kosminį teleskopą 65 milžiniškoms galaktikoms, kurių šviesai pasiekti Žemę prireikė milijardų metų, stebėti. Komanda nustatė, kad masyviausios galaktikos jau buvo suderintos su jų aplinka, kai visata buvo tik 1/3 dabartinio amžiaus.

„Tai yra svarbus svarbus galvosūkis, - sako Westas, - nes sakoma, kad viskas, kas sukėlė šiuos derinimus, įvyko anksti“.

Yra įvairių teorijų, kodėl įvyksta toks derinimas. Viena yra ta, kad milžiniškos galaktikos auga pripažįstant mažesnius kaimynus pageidaujamomis kryptimis, atspindinčiomis kosminį tinklą - didžiulį gijų tinklą, jungiantį galaktikas dideliais mastais. Kita teorija rodo, kad, turint pakankamai laiko, nenumaldomas gravitacijos traukimas lėtai perorientuos didžiausias galaktikas, kol jos nesutaps su aplinkiniu galaktikų pasiskirstymu. Nors ankstyvosiose epochose aptikus galaktikų išsidėstymus, tai neatmeta nė vieno scenarijaus, tačiau vis griežtesni laiko apribojimai.

Vakarai ir komanda trokšta pažvelgti į praeitį stebėdami tolimesnes galaktikas, kurios leis jiems sužinoti, ar buvo laiko, kol jie nebuvo išsilyginę. Tačiau studijuoti galaktikas laiko aušra nėra lengva net su Hablo. Pasak Vakarų, „mes stengiamės išmatuoti galaktikų formas ir orientacijas, kurios atrodo labai silpnos ir labai mažos dėl didelio atstumo, o tai yra iššūkis“.

Be Vakarų, komandą sudaro Roberto De Propris iš Turku universiteto, Malcolmas Bremeris ir Stevenas Phillippsas, abu iš Bristolio universiteto.


Turinys

Pasiūlymai ir pirmtakai Redaguoti

1923 m. Hermannas Oberthas, laikomas šiuolaikinės raketos tėvu, kartu su Robertu H. Goddardu ir Konstantinu Ciolkovskiu paskelbė „Die Rakete zu den Planetenräumen“ („Raketa į planetinę erdvę“), kurioje buvo paminėta, kaip raketa į Žemės orbitą galėtų išstumti teleskopą. [11]

Hablo kosminio teleskopo istoriją galima atsekti iki 1946 m. ​​- astronomo Lymano Spitzerio knygoje „Nežemiškos observatorijos astronominiai pranašumai“. [12] Jame jis aptarė du pagrindinius privalumus, kuriuos kosminė observatorija turėtų, palyginti su antžeminiais teleskopais. Pirma, kampinę skiriamąją gebą (mažiausią atskyrimą, kuriame galima aiškiai atskirti objektus) ribotų tik difrakcija, o ne atmosferos turbulencija, dėl kurios žvaigždės mirga, astronomams žinoma, kad mato. Tuo metu antžeminiai teleskopai buvo apsiriboti 0,5–1,0 arkosekundžių skiriamosiomis gebomis, palyginti su teorine ribota difrakcija - apie 0,05 arksek. Skiriamąja geba optiniam teleskopui su 2,5 m skersmens veidrodžiu. Antra, kosminis teleskopas galėjo stebėti infraraudonąją ir ultravioletinę šviesą, kurias stipriai absorbuoja Žemės atmosfera.

Spitzeris didelę savo karjeros dalį skyrė kosminio teleskopo plėtrai. 1962 m. JAV Nacionalinės mokslų akademijos pranešime rekomenduota sukurti kosminį teleskopą kaip dalį kosmoso programos, o 1965 m. Spitzeris buvo paskirtas komiteto vadovu, kuriam pavesta apibrėžti mokslinius didelio kosminio teleskopo tikslus. [13]

Kosmoso astronomija po Antrojo pasaulinio karo buvo pradėta labai nedideliu mastu, nes mokslininkai pasinaudojo raketų technologijos įvykiais. Pirmasis saulės ultravioletinis spektras buvo gautas 1946 m. ​​[14], o Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija (NASA) 1962 m. Pradėjo orbitinės saulės observatoriją (OSO), kad gautų UV, rentgeno ir gama spindulių spektrus. 15] 1962 m. Jungtinė Karalystė, vykdydama kosminę programą „Ariel“, paleido orbitinį saulės teleskopą, o 1966 m. NASA pradėjo pirmąją „Orbiting Astronomical Observatory“ (OAO) misiją. OAO-1 baterija sugedo po trijų dienų, nutraukdama misiją. Vėliau sekė „Orbiting Astronomical Observatory 2“ (OAO-2), kuri atliko žvaigždžių ir galaktikų ultravioletinius spindulių stebėjimus nuo pat jos paleidimo 1968 m. Iki 1972 m., Gerokai viršijantį pradinį planuotą vienerių metų gyvenimą. [16]

OSO ir OAO misijos parodė svarbų kosmoso stebėjimų vaidmenį astronomijoje. 1968 m. NASA sukūrė tvirtus kosminio atspindinčio teleskopo su 3 m (9,8 pėdų) skersmens veidrodžiu planus, kurie laikinai vadinami dideliu orbitiniu teleskopu arba dideliu kosminiu teleskopu (LST), planuojama paleisti 1979 m. pabrėžė būtinybę atlikti įgulos priežiūros misijas prie teleskopo, siekiant užtikrinti, kad tokia brangiai kainuojanti programa ilgai dirbtų, ir tuo pačiu metu rengiant daugkartinio naudojimo erdvėlaivio planus, paaiškėjo, kad technologija, leidžianti tai padaryti, netrukus taps prieinama. [17]

Finansavimo ieškojimas Redaguoti

Nuolatinė OAO programos sėkmė paskatino vis tvirtesnį astronomų bendruomenės sutarimą, kad pagrindinis tikslas turėtų būti LST. 1970 m. NASA įsteigė du komitetus, iš kurių vienas planavo inžinerinę kosminio teleskopo projekto pusę, o kitas - moksliniams misijos tikslams nustatyti. Tai nustačius, kita NASA kliūtis buvo gauti finansavimą šiam instrumentui, kuris būtų daug brangesnis nei bet kuris Žemės teleskopas. JAV kongresas suabejojo ​​daugeliu siūlomo teleskopo biudžeto aspektų ir priverstinai sumažino planavimo etapų biudžetą, kurį tuo metu sudarė labai išsamūs galimų teleskopo prietaisų ir įrangos tyrimai. 1974 m. Sumažinus valstybės išlaidas Kongresas pašalino visą teleskopo projekto finansavimą. [18]

Reaguodami į tai, astronomai koordinavo lobistinę veiklą visoje šalyje. Daugelis astronomų asmeniškai susitiko su kongresmenais ir senatoriais, buvo surengtos plataus masto laiškų rašymo kampanijos. Nacionalinė mokslų akademija paskelbė pranešimą, kuriame pabrėžė kosminio teleskopo poreikį, ir galiausiai Senatas sutiko su puse biudžeto, kurį iš pradžių patvirtino Kongresas. [19]

Dėl finansavimo klausimų projekto mastas sumažėjo, o siūlomas veidrodžio skersmuo sumažėjo nuo 3 m iki 2,4 m, siekiant sumažinti išlaidas [20] ir leisti kompaktiškesnę ir efektyvesnę teleskopo įrangos konfigūraciją. Pasiūlytas 1,5 m (4 pėdų 11 colių) pirmtako kosminis teleskopas, skirtas išbandyti pagrindiniame palydove naudojamas sistemas, buvo atmestas, o susirūpinimas dėl biudžeto taip pat paskatino bendradarbiauti su Europos kosmoso agentūra (ESA). ESA sutiko skirti finansavimą ir tiekti vieną iš pirmosios kartos teleskopo prietaisų, taip pat saulės baterijas, kurios jį maitins, ir darbuotojus dirbti prie JAV teleskopo, mainais už tai, kad Europos astronomams bus garantuota mažiausiai 15 % stebėjimo laiko teleskopu. [21] Kongresas galiausiai patvirtino 36 milijonų JAV dolerių finansavimą 1978 m., O LST buvo pradėtas rengti rimtai, siekiant paleidimo datos - 1983 m. [19] 1983 m. Teleskopas buvo pavadintas Edwino Hubble'o vardu, [22] patvirtino vieną didžiausių XX a. mokslinių atradimų, kurį padarė Georgesas Lemaître'as, kad visata plečiasi. [23]

Statyba ir inžinerija Redaguoti

Kai Kosminio teleskopo projektui buvo suteikta pirmenybė, darbas su programa buvo padalintas daugeliui institucijų. Maršalo kosminių skrydžių centrui (MSFC) buvo pavesta atsakomybė už teleskopo projektavimą, plėtrą ir statybą, o Goddardo kosminio skrydžio centrui buvo suteikta bendra misijos mokslinių prietaisų ir antžeminio valdymo centro kontrolė. [24] MSFC pavedė optikos bendrovei „Perkin-Elmer“ suprojektuoti ir pastatyti kosminio teleskopo optinio teleskopo agregatą (OTA) ir gero orientavimo jutiklius. „Lockheed“ buvo pavesta sukonstruoti ir integruoti erdvėlaivį, kuriame būtų teleskopas. [25]

Optinio teleskopo surinkimas Redaguoti

Optiniu požiūriu, HST yra „Rassey – Chrétien“ dizaino „Cassegrain“ atšvaitas, kaip ir dauguma didelių profesionalių teleskopų. Šis dizainas su dviem hiperboliniais veidrodžiais yra žinomas dėl gero vaizdavimo našumo plačiame regėjimo lauke, o trūkumas yra tas, kad veidrodžių formos yra sunkiai pagaminamos ir išbandomos. Veidrodis ir optinės teleskopo sistemos lemia galutinį veikimą, ir jie buvo suprojektuoti pagal griežtas specifikacijas. Optiniuose teleskopuose veidrodžiai paprastai yra išblizginti maždaug dešimtadaliu matomos šviesos bangos ilgio, tačiau kosminis teleskopas turėjo būti naudojamas stebint iš matomo per ultravioletinius spindulius (trumpesni bangos ilgiai), ir buvo nurodyta, kad difrakcija ribojama, kad būtų visiškai kosmoso aplinkos pranašumas. Todėl jo veidrodį reikėjo nugludinti 10 nanometrų tikslumu arba maždaug 1/65 raudonos šviesos bangos ilgio. [26] Dėl ilgo bangos ilgio OTA nebuvo suprojektuotas atsižvelgiant į optimalų IR veikimą - pavyzdžiui, veidrodžiai šildytuvuose laikomi stabilioje (ir šiltoje, apie 15 ° C) temperatūroje. Tai riboja „Hubble“, kaip infraraudonųjų spindulių teleskopo, veikimą. [27]

„Perkin-Elmer“ ketino naudoti pagal užsakymą pagamintas ir itin sudėtingas kompiuterio valdomas poliravimo mašinas, kad veidrodis būtų šlifuojamas iki reikiamos formos. [25] Tačiau, jei jų pažangiausia technologija susidurtų su sunkumais, NASA pareikalavo, kad PE subrangos sutartimi su „Kodak“ sukonstruotų atsarginį veidrodį, naudodamas tradicines veidrodžio poliravimo technologijas. [28] („Kodak“ ir „Itek“ komanda taip pat pasiūlė originalų veidrodžių poliravimo darbą. Jų pasiūlymas paragino abi bendroves dar kartą patikrinti viena kitos darbą, o tai beveik neabejotinai būtų užfiksavusi poliravimo klaidą, dėl kurios vėliau kilo tokių problemų.) [29] „Kodak“ veidrodis dabar nuolat rodomas Nacionaliniame oro ir kosmoso muziejuje. [30] [31] „Itek“ veidrodis, pastatytas kaip pastangų dalis, dabar naudojamas Magdalenos kalvagalvio observatorijos 2,4 m teleskope. [32]

„Perkin-Elmer“ veidrodis buvo pradėtas statyti 1979 m., Pradedant „Corning“ pagamintu ruošiniu iš itin žemo išplėtimo stiklo. Kad veidrodžio svoris būtų kuo mažesnis, jį sudarė viršutinės ir apatinės plokštės, kurių kiekvienos storis buvo 25 mm (0,98 colio), ant kurių buvo įdėta korio gardelė. Perkinas-Elmeris imitavo mikrogravitaciją palaikydamas veidrodį iš nugaros 130 strypų, kurie veikė skirtingą jėgos kiekį. [33] Tai užtikrino, kad galutinė veidrodžio forma bus teisinga ir tiksli, kai ji bus galutinai panaudota. Veidrodžių poliravimas tęsėsi iki 1981 m. Gegužės mėn. NASA ataskaitos tuo metu kvestionavo Perkino-Elmerio valdymo struktūrą, o poliravimas ėmė slinkti už grafiko ir viršyti biudžetą. Siekdama sutaupyti pinigų, NASA sustabdė atsarginio veidrodžio darbą ir teleskopo paleidimo datą nustatė 1984 m. Spalio mėn. [34] Veidrodis buvo baigtas iki 1981 m. Pabaigos. Jis buvo nuplautas naudojant 9 100 L (2 000 imp Gal 2400 JAV). gal) karšto, dejonizuoto vandens ir tada gavo atspindinčią 65 nm storio aliuminio dangą ir apsauginę 25 nm storio magnio fluorido dangą. [27] [35]

Ir toliau buvo abejonių dėl Perkino-Elmerio kompetencijos įgyvendinant tokios svarbos projektą, nes jų biudžetas ir likusios OTA gamybos laikas ir toliau didėjo. Reaguodama į tvarkaraštį, apibūdintą kaip „nesutvarkytą ir besikeičiantį kasdien“, NASA nukėlė teleskopo paleidimo datą iki 1985 m. Balandžio. Perkin-Elmer tvarkaraščiai ir toliau slinko maždaug mėnesį per ketvirtį, o kartais vėlavimai siekė vieną dieną. už kiekvieną darbo dieną. NASA buvo priversta atidėti pradžios datą iki 1986 m. Kovo ir rugsėjo. Iki to laiko bendras projekto biudžetas padidėjo iki 1,175 mlrd. USD. [36]

Erdvėlaivių sistemos Redaguoti

Erdvėlaivis, kuriame turėjo būti teleskopas ir instrumentai, buvo dar vienas didelis inžinerinis iššūkis. Jis turėtų atlaikyti dažnus patekimus iš tiesioginių saulės spindulių į Žemės šešėlio tamsą, o tai sukeltų didelius temperatūros pokyčius, tuo pačiu metu būtų pakankamai stabilus, kad leistų itin tiksliai nukreipti teleskopą. Daugiasluoksnė izoliacija gaubia teleskopo temperatūrą stabiliai ir supa lengvą aliuminio apvalkalą, kuriame teleskopas ir prietaisai sėdi. Korpuse grafito-epoksidinio rėmo dėka darbinės teleskopo dalys tvirtai išlygintos. [37] Kadangi grafito kompozitai yra higroskopiški, iškilo rizika, kad vandens garai, kuriuos santvara absorbavo būdami Lockheed švarioje patalpoje, vėliau bus išreikšti kosmoso vakuume, dėl to teleskopo prietaisai bus padengti ledu. Siekiant sumažinti šią riziką, prieš paleidžiant teleskopą į kosmosą, buvo atliktas azoto dujų valymas. [38]

Nors erdvėlaivio, kuriame būtų teleskopas ir prietaisai, statyba vyko šiek tiek sklandžiau nei OTA statyba, „Lockheed“ vis tiek patyrė tam tikrą biudžeto ir grafiko pasislinkimą, o 1985 m. Vasarą erdvėlaivio statyba viršijo biudžetą 30 proc. ir trimis mėnesiais vėlavo. MSFC pranešime sakoma, kad „Lockheed“ buvo linkusi pasikliauti NASA nurodymais, o ne imtis savo iniciatyvos statybose. [39]

Kompiuterinės sistemos ir duomenų apdorojimas Redaguoti

Du pirminiai HST kompiuteriai buvo 1,25 MHz DF-224 sistema, pastatyta „Rockwell Autonetics“, kurioje buvo trys nereikalingi procesoriai ir dvi nereikalingos „NSSC-1“ („NASA Standard Spacecraft Computer“, 1 modelis) sistemos, kurias sukūrė „Westinghouse“ ir GSFC naudojant diodo-tranzistoriaus logiką (DTL). Bendras DF-224 procesorius buvo pridėtas per „Servising Mission 1“ 1993 m., Kurį sudarė dvi nereikalingos „Intel“ pagrindu veikiančio 80386 procesoriaus ir 80387 matematikos bendrojo procesoriaus eilutės. [40] 1999 m. Aptarnaujančios misijos 3A metu DF-224 ir jo 386 bendrąjį procesorių pakeitė 25 MHz „Intel“ pagrindu sukurta 80486 procesoriaus sistema. [41] Naujas kompiuteris yra 20 kartų greitesnis ir turi šešis kartus daugiau atminties nei DF-224 jis pakeitė. Tai padidina pralaidumą, kai kurias skaičiavimo užduotis perkeliant iš žemės į erdvėlaivį, ir leidžia sutaupyti pinigų leidžiant naudoti šiuolaikines programavimo kalbas. [42]

Be to, kai kurie mokslo instrumentai ir komponentai turėjo savo įterptąsias mikroprocesoriais pagrįstas valdymo sistemas. MATs (Multiple Access Transponder) komponentuose MAT-1 ir MAT-2 naudojami „Hughes Aircraft CDP1802CD“ mikroprocesoriai. [43] „Wide Field and Planetary Camera“ (WFPC) taip pat naudojo mikroprocesorių RCA 1802 (arba galbūt senesnę 1801 m. Versiją). [44] WFPC-1 buvo pakeistas WFPC-2 atliekant 1 aptarnavimo misiją 1993 m., O tada 2009 m. 4 aptarnavimo misijos metu ją pakeitė „Wide Field Camera 3“ (WFC3).

Pradiniai instrumentai Redaguoti

Pradėjus veikti, HST turėjo penkis mokslinius prietaisus: plačiojo lauko ir planetos kamerą (WF / PC), Goddardo aukštos raiškos spektrografą (GHRS), didelio greičio fotometrą (HSP), silpnų objektų kamerą (FOC) ir silpnų objektų spektrografą (FOS ). WF / PC buvo didelės skiriamosios gebos vaizdo įrenginys, pirmiausia skirtas optiniams stebėjimams. Jį pastatė NASA reaktyvinių variklių laboratorija ir jame buvo 48 filtrų rinkinys, išskiriantis ypač astrofiziškai svarbias spektrines linijas. Instrumente buvo aštuoni įkrovimo sujungto įrenginio (CCD) lustai, padalyti tarp dviejų kamerų, kiekvienoje naudojant keturias CCD. Kiekvieno CCD skiriamoji geba yra 0,64 megapikselių. [45] Plataus lauko kamera (WFC) padengė didelį kampinį lauką raiškos sąskaita, tuo tarpu planetinė kamera (AK) fotografavo ilgesnį efektyvųjį židinio nuotolį nei WF lustai, suteikdami jai didesnį padidinimą. [46]

„Goddard High Resolution Spectrograph“ (GHRS) buvo spektrografas, skirtas ultravioletiniams spinduliams veikti. Ją pastatė „Goddard“ kosminių skrydžių centras ir galėjo pasiekti 90 000 spektrinę skiriamąją gebą. [47] Ultravioletiniams stebėjimams taip pat buvo optimizuoti FOC ir FOS, kurie sugebėjo pasiekti didžiausią visų Hablo instrumentų erdvinę skiriamąją gebą. Vietoj CCD, šie trys prietaisai kaip detektorius naudojo fotonų skaičiavimo digikonus. FOC sukonstravo ESA, o Kalifornijos universitetas San Diege ir Martin Marietta Corporation pastatė FOS. [46]

Galutinis instrumentas buvo HSP, suprojektuotas ir pastatytas Viskonsino – Madisono universitete. Jis buvo optimizuotas matomų ir ultravioletinių spindulių stebėjimui kintančių žvaigždžių ir kitų astronominių objektų, kurių ryškumas skiriasi. Tai gali užtrukti iki 100 000 matavimų per sekundę, kai fotometrinis tikslumas yra maždaug 2% ar didesnis. [48]

HST orientavimo sistema taip pat gali būti naudojama kaip mokslinė priemonė. Jo trys „Fine Guidance Sensors“ (FGS) pirmiausia naudojami norint išlaikyti teleskopą tiksliai nukreiptą stebėjimo metu, tačiau jie taip pat gali būti naudojami atliekant ypač tikslius astrometrijos matavimus, kurių tikslumas pasiektas 0,0003 arkos sekundėmis. [49]

Parama ant žemės Redaguoti

Kosminio teleskopo mokslo institutas (STScI) yra atsakingas už mokslinį teleskopo veikimą ir duomenų produktų pristatymą astronomams. STScI valdo Astronomijos tyrimų universitetų asociacija (AURA), ji yra įsikūrusi Baltimorėje, Merilende, Johns Hopkinso universiteto Homewoodo miestelyje, viename iš 39 JAV universitetų ir septynių tarptautinių filialų, sudarančių AURA konsorciumą. STScI buvo įkurta 1981 m. [50] [51] po NASA ir visos mokslo bendruomenės galios kovos. NASA norėjo išlaikyti šią funkciją savo viduje, tačiau mokslininkai norėjo, kad ji būtų įkurta akademinėje įstaigoje. [52] [53] Kosminio teleskopo Europos koordinavimo priemonė (ST-ECF), įkurta Garching bei München mieste netoli Miuncheno 1984 m., Suteikė panašią paramą Europos astronomams iki 2011 m., Kai ši veikla buvo perkelta į Europos kosmoso astronomijos centrą.

Viena gana sudėtinga užduotis, tenkanti STScI, yra teleskopo stebėjimų planavimas. [54] Hablas yra žemoje Žemės orbitoje, kad galėtų atlikti misijas, tačiau tai reiškia, kad daugumą astronominių taikinių Žemė okuliuoja šiek tiek mažiau nei pusę kiekvienos orbitos. Stebėjimai negali vykti, kai teleskopas praeina per Pietų Atlanto anomaliją dėl padidėjusio radiacijos lygio, be to, aplink Saulę (išskyrus Merkurijaus stebėjimą), Mėnulį ir Žemę yra nemažos atskirties zonos. Saulės vengimo kampas yra apie 50 °, kad saulės šviesa neapšviestų bet kurios OTA dalies. Žemės ir Mėnulio vengimas neleidžia ryškiai apšviesti FGS, o išsklaidyta šviesa nepatenka į instrumentus. Išjungus FGS, galima stebėti Mėnulį ir Žemę. Žemės stebėjimai buvo naudojami labai anksti programoje, norint sukurti plokščius laukus WFPC1 instrumentui. Yra vadinamoji nepertraukiamo matymo zona (CVZ), esanti maždaug 90 ° atstumu nuo Hablo orbitos plokštumos, kurioje taikiniai ilgą laiką neslepiami.

Dėl ankstesnės orbitos CVZ vieta aštuonias savaites juda lėtai. Kadangi Žemės galūnė visada yra maždaug 30 ° atstumu nuo CVZ regionų, išsibarsčiusio žemės spindesio ryškumas gali būti ilgą laiką padidėjęs CVZ stebėjimų metu. Hablas skrieja žemoje Žemės orbitoje maždaug 540 kilometrų (340 mylių) aukštyje ir 28,5 ° nuolydžiu. [5] Padėtis jo orbitoje laikui bėgant keičiasi tiksliai nenuspėjamu būdu. Viršutinės atmosferos tankis skiriasi atsižvelgiant į daugelį veiksnių, ir tai reiškia, kad prognozuojama Hablo padėtis šešias savaites gali būti klaidinga iki 4000 km (2500 mylių). Stebėjimo grafikai paprastai būna baigiami tik prieš kelias dienas, nes ilgesnis laiko tarpas reikštų, kad tuo metu, kai jis turėjo būti pastebėtas, buvo tikimybė, kad jo nebus galima pastebėti. [55] Inžinerinę paramą HST teikia NASA ir rangovų personalas Goddardo kosminių skrydžių centre Greenbelt mieste, Merilende, 48 km (30 mylių) į pietus nuo STScI. Hablo veiklą 24 valandas per parą stebi keturios skrydžių kontrolierių komandos, sudarančios Hablo skrydžio operacijų komandą. [54]

Iššūkis nelaimė, vėlavimas ir galimas paleidimas Redaguoti

Iki 1986 m. Sausio mėn. Planuota spalio mėn. Paleidimo data atrodė įmanoma, tačiau Iššūkis sprogimas sustabdė JAV kosminę programą, įžemindamas „Shuttle“ laivyną ir privertęs keleriems metams atidėti Hablo paleidimą. Teleskopą reikėjo laikyti švarioje patalpoje, maitinti ir išvalyti azotu, kol bus galima suplanuoti paleidimą. Ši brangi situacija (apie 6 mln. USD per mėnesį) dar labiau padidino visas projekto išlaidas. Šis uždelsimas leido inžinieriams atlikti išsamius bandymus, pakeisti galimai į gedimus linkusią bateriją ir atlikti kitus patobulinimus. [56] Be to, antžeminė programinė įranga, reikalinga Hablo valdymui, nebuvo parengta 1986 m. Ir vos buvo parengta iki 1990 m. [57]

Galų gale, atnaujinus maršrutinius skrydžius 1988 m., Teleskopas buvo paleistas 1990 m. 1990 m. Balandžio 24 d. „Space Shuttle“ Atradimas sėkmingai ją paleido STS-31 misijos metu. [58]

Remiantis pirminiu maždaug 400 milijonų JAV dolerių įvertinimu, teleskopas jo paleidimo metu kainavo apie 4,7 milijardo JAV dolerių. Apskaičiuota, kad 2010 m., Praėjus dvidešimčiai metų nuo paleidimo, Hablo bendros išlaidos siekė apie 10 mlrd. [59]

Hablas tam tikru metu talpina penkis mokslo instrumentus, taip pat „Fine Guidance Sensors“, kurie daugiausia naudojami teleskopui nukreipti, tačiau kartais naudojami moksliniams astrometrijos matavimams. Ankstyvieji instrumentai buvo pakeisti pažangesniais per „Shuttle“ aptarnavimo misijas. COSTAR buvo korekcinis optikos prietaisas, o ne mokslo instrumentas, tačiau jis užėmė vieną iš penkių prietaisų lizdų.

Nuo paskutinės aptarnavimo misijos 2009 m. Keturi aktyvūs instrumentai buvo ACS, COS, STIS ir WFC3. NICMOS yra užmigdytas, tačiau gali būti atgaivintas, jei ateityje WFC3 sugestų.

    (ACS 2002 – dabartis) (COS 2009 – dabartis) (COSTAR 1993–2009) (FOC 1990–2002) (FOS 1990–1997) (FGS 1990 – dabar) (GHRS / HRS 1990–1997) (HSP 1990–1993) (NICMOS 1997 – dabar, žiemos miegas nuo 2008 m.) (STIS 1997 – dabar (neveikia 2004–2009)) (WFPC 1990–1993) (WFPC2 1993–2009) (WFC3 2009 – dabar)

Iš buvusių instrumentų trys (COSTAR, FOS ir WFPC2) rodomi Smithsonian nacionaliniame oro ir kosmoso muziejuje. FOC yra Dornier muziejuje, Vokietijoje. HSP yra Viskonsino – Madisono universiteto kosminėje erdvėje. Pirmasis WFPC buvo išardytas, o kai kurie komponentai buvo vėl naudojami WFC3.

Per kelias savaites nuo teleskopo paleidimo grąžinti vaizdai parodė rimtą optinės sistemos problemą. Nors pirmieji vaizdai atrodė ryškesni nei antžeminių teleskopų vaizdai, „Hubble“ nepavyko pasiekti galutinio aštraus fokusavimo, o geriausia vaizdo kokybė buvo drastiškai žemesnė nei tikėtasi. Taškinių šaltinių vaizdai, išsidėstę daugiau nei vienos arkosekundės spinduliu, užuot turėję taško sklaidos funkciją (PŠP), sutelktą 0,1 arksekundės (485 nrad) skersmens apskritime, kaip buvo nurodyta projektavimo kriterijuose. [60] [61]

Veidrodžio trūkumo poveikis moksliniams stebėjimams priklausė nuo konkretaus stebėjimo - nukrypusio PŠŠ šerdis buvo pakankamai aštrus, kad būtų galima ryškiai stebėti ryškių objektų skiriamąją gebą, o taškinių šaltinių spektroskopiją paveikė tik praradus jautrumą. Tačiau šviesos praradimas didelei, nefokusuotai aureolei, labai sumažino teleskopo naudingumą silpniems objektams ar didelio kontrasto vaizdams. Tai reiškė, kad beveik visos kosmologinės programos buvo iš esmės neįmanomos, nes joms reikėjo stebėti ypač silpnus objektus. [63] Tai privertė politikus suabejoti NASA kompetencija, mokslininkai atlyginti išlaidas, kurios galėjo būti skiriamos produktyvesnėms pastangoms, ir komikai juokauti apie NASA ir teleskopą [64] - 1991 m. Komedijoje. Nuogas ginklas 2½: baimės kvapas, scenoje, kur rodomos istorinės nelaimės, Hablas yra vaizduojamas su RMS „Titanikas“ ir LZ 129 Hindenburgas. [65] Nepaisant to, per pirmuosius trejus Hablo misijos metus, prieš optines korekcijas, teleskopas vis tiek atliko daugybę produktyvių mažiau reiklių taikinių stebėjimų. [66] Klaida buvo gerai apibūdinta ir stabili, leidžianti astronomams iš dalies kompensuoti sugadintą veidrodį, naudojant sudėtingas vaizdo apdorojimo technologijas, tokias kaip dekonvoliucija. [67]

Problemos kilmė Redaguoti

Buvo nustatyta komisija, kuriai vadovavo reaktyvinių variklių laboratorijos direktorius Lewas Allenas, siekdama nustatyti, kaip galėjo atsirasti klaida. Alleno komisija nustatė, kad šviesą atspindintis nulinis korektorius, bandymo įtaisas, naudojamas tinkamai formos ne sferiniam veidrodžiui pasiekti, buvo neteisingai sumontuotas - vienas objektyvas nejudėjo 1,3 mm (0,051 colio) atstumu. [68] Pirminio veidrodžio šlifavimo ir poliravimo metu Perkinas-Elmeris analizavo jo paviršių dviem įprastais nulinės lūžio koeficientais. Tačiau paskutiniam gamybos etapui (figūravimui) jie perėjo prie specialiai pritaikyto atspindinčio nulinio korektoriaus, suprojektuoto taip, kad atitiktų labai griežtus leistinus nuokrypius. Dėl neteisingo šio prietaiso surinkimo veidrodis buvo šlifuojamas labai tiksliai, bet netinkamos formos. Keletas paskutinių bandymų, naudojant įprastus nulinius korektorius, teisingai pranešė apie sferinę aberaciją. Bet šie rezultatai buvo atmesti, taigi praleido galimybę sugauti klaidą, nes atspindintis nulinis korektorius buvo laikomas tikslesniu. [69]

Komisija dėl trūkumų pirmiausia kaltino Perkiną-Elmerį. Statant teleskopą NASA ir optikos kompanijos santykiai buvo labai įtempti dėl dažno grafiko paslydimo ir išlaidų viršijimo. NASA nustatė, kad Perkin-Elmer nepakankamai peržiūrėjo ir neprižiūrėjo veidrodžio konstrukcijos, nepriskyrė savo geriausių optikos mokslininkų projektui (kaip buvo prototipui) ir visų pirma neatitiko optikos projektuotojų kuriant ir tikrinant veidrodis. Nors komisija labai kritikavo Perkin-Elmer dėl šių vadovų trūkumų, NASA taip pat buvo kritikuojama dėl to, kad jis neatsižvelgė į kokybės kontrolės trūkumus, pavyzdžiui, visiškai pasikliaudamas vieno instrumento bandymų rezultatais. [70]

Sprendimo dizainas Redaguoti

Daugelis bijojo, kad Hablas bus apleistas. [71] Teleskopo konstrukcijoje visada buvo aptarnaujamos misijos, o astronomai nedelsdami ėmė ieškoti galimų problemos sprendimų, kuriuos būtų galima pritaikyti pirmojoje aptarnaujančioje misijoje, numatytoje 1993 m. , būtų buvę neįmanoma pakeisti veidrodžio orbitoje, o per brangu ir daug laiko reikalaujanti, kad teleskopas būtų grąžintas atgal į Žemę, kad būtų galima jį pritaikyti. Vietoj to, kad veidrodis buvo šlifuotas taip tiksliai, kad buvo netinkamos formos, buvo suprojektuoti nauji optiniai komponentai su ta pačia klaida, bet priešinga prasme, kurie buvo pridėti prie teleskopo atliekant techninę priežiūrą ir veikiantys kaip „ akiniai “, siekiant ištaisyti sferinę aberaciją. [72] [73]

Pirmasis žingsnis buvo tikslus pagrindinio veidrodžio klaidos apibūdinimas. Astronomai, dirbdami atgal nuo taškinių šaltinių vaizdų, nustatė, kad pastatyto veidrodžio kūginė konstanta buvo -1,01390 ± 0,0002, o ne numatyta -1,00230. [74] [75] Tas pats skaičius taip pat buvo gautas analizuojant nulinį korektorių, kurį Perkin-Elmer naudojo veidrodžiui pavaizduoti, taip pat analizuojant interferogramas, gautas atliekant veidrodžio žemės bandymus. [76]

Dėl HST prietaisų projektavimo būdo reikėjo dviejų skirtingų korektorių rinkinių. „Wide Field“ ir „Planetary Camera 2“, jau planuojamo pakeisti esamą WF / PC, dizainas apėmė relinius veidrodžius, nukreipiančius šviesą į keturias atskiras įkrovimo sujungto įrenginio (CCD) mikroschemas, sudarančias dvi jos kameras. Jų paviršiuose įmontuota atvirkštinė klaida gali visiškai panaikinti pirminio elemento nukrypimą. Tačiau kitiems instrumentams trūko tarpinių paviršių, kuriuos būtų galima tokiu būdu suprasti, todėl reikėjo išorinio korekcijos įtaiso. [77]

Korekcinės optikos kosminio teleskopo ašinio pakeitimo (COSTAR) sistema buvo sukurta norint ištaisyti šviesos, nukreiptos į FOC, FOS ir GHRS, sferinę aberaciją. Jis susideda iš dviejų veidrodžių, esančių šviesos kelyje, turinčių vieną pagrindą aberacijai ištaisyti. [78] Norint pritaikyti COSTAR sistemą ant teleskopo, reikėjo nuimti vieną iš kitų prietaisų, o astronomai pasirinko aukoti greitųjų fotometrų skaičių. [77] Iki 2002 m. Visi originalūs prietaisai, kuriems reikalingas COSTAR, buvo pakeisti prietaisais su savo korekcine optika. [79] COSTAR buvo pašalintas ir grąžintas į Žemę 2009 m., Kur jis eksponuojamas Nacionaliniame oro ir kosmoso muziejuje. Anksčiau COSTAR naudotą plotą dabar užima kosminės kilmės spektrografas. [80]

„Hubble“ buvo sukurtas taip, kad orbitoje jis galėtų reguliariai aptarnauti ir atnaujinti įrangą.Prietaisai ir riboto galiojimo daiktai buvo sukurti kaip orbitos pakaitalai. [81] Penkias aptarnaujančias misijas (SM 1, 2, 3A, 3B ir 4) skraidino NASA kosminiai autobusai, pirmoji - 1993 m. Gruodžio mėn., O paskutinė - 2009 m. Gegužės mėn. [82] Aptarnavimo misijos buvo subtilios operacijos, kurios prasidėjo manevruojant. perimti orbitoje esantį teleskopą ir atsargiai jį pakelti mechanine šatlo ranka. Tada reikalingi darbai buvo atliekami keliuose pririštuose kosminiuose pėsčiomis per keturias – penkias dienas. Atlikę vizualų teleskopo patikrinimą, astronautai atliko remontą, pakeitė sugedusius ar sugedusius komponentus, patobulino įrangą ir sumontavo naujus instrumentus. Baigus darbą, teleskopas buvo perdislokuotas, paprastai pakėlus jį į aukštesnę orbitą, kad būtų pašalintas orbitos skilimas, kurį sukelia atmosferos pasipriešinimas. [83]

1 misijos aptarnavimas Redaguoti

Pirmoji Hablo tarnaujanti misija buvo numatyta 1993 m., Kol dar nebuvo aptikta veidrodžio problema. Tai įgijo didesnę svarbą, nes astronautams reikės atlikti daug darbų, kad įdiegtų korekcinę optikos gedimą, būtų atsisakyta Hablo arba sutikta su jo nuolatine negalia. Kiti komponentai prieš misiją sugedo, todėl remonto išlaidos išaugo iki 500 milijonų dolerių (neįskaičiuojant skrydžio į maršrutinį autobusą). Sėkmingas remontas padėtų parodyti „Alpha“ kosminės stoties statybos perspektyvumą. [84]

STS-49 1992 m. Parodė kosminio darbo sunkumus. Nors gelbėjimas „Intelsat 603“ sulaukė pagyrimų, tai atlikdami astronautai rizikavo galbūt neapgalvotai. Nei gelbėjant, nei nesusijusiam kosminės stoties prototipo komponentų surinkimui įvyko astronautai, todėl NASA iš naujo įvertino planavimą ir mokymą, įskaitant Hablo remontą. Misijai „Story Musgrave“ paskirta agentūra, dirbusi su palydovo taisymo procedūromis nuo 1976 m., Ir dar šeši patyrę astronautai, įskaitant du iš STS-49. Pirmasis misijos direktorius nuo „Apollo“ projekto koordinuos įgulą su 16 ankstesnių skrydžių maršrutu. Astronautai buvo išmokyti naudoti apie šimtą specializuotų įrankių. [85]

Šiluma buvo ankstesnių kosminių pėsčiųjų problema, atsirandanti saulės šviesoje. Hablą reikėjo sutaisyti be saulės spindulių. Musgrave vakuuminių treniruočių metu, likus septyniems mėnesiams iki misijos, atrado, kad skafandro pirštinės nepakankamai apsaugojo nuo kosmoso šalčio. STS-57 patvirtinus problemą orbitoje, NASA greitai pakeitė įrangą, procedūras ir skrydžio planą. Prieš paleidimą įvyko septyni viso misijos modeliai - kruopščiausias pasirengimas pervežimo istorijoje. Visiškas Hablo maketas neegzistavo, todėl astronautai ištyrė daug atskirų modelių (įskaitant vieną Smithsonian'e) ir mintyse sujungė jų įvairias ir prieštaringas detales. [86] 1 tarnybinė misija skrido į laivą Pastangos 1993 m. gruodžio mėn. ir apėmė kelių prietaisų ir kitos įrangos montavimą per dešimt dienų.

Svarbiausia, kad didelės spartos fotometras buvo pakeistas koreguojančios optikos paketu COSTAR, o WF / PC - „Wide Field and Planetary Camera 2“ (WFPC2) su vidine optinio korekcijos sistema. Taip pat buvo pakeistos saulės matricos ir jų pavaros elektronika, taip pat keturi giroskopai teleskopo nukreipimo sistemoje, du elektriniai valdymo blokai ir kiti elektriniai komponentai bei du magnetometrai. Borto kompiuteriai buvo patobulinti, pridedant papildomų procesorių, ir padidėjo Hablo orbita. [62]

1994 m. Sausio 13 d. NASA paskelbė misiją visiškai sėkminga ir parodė pirmuosius ryškesnius vaizdus. [87] Misija buvo viena sudėtingiausių iki tos dienos, apimanti penkis ilgus ne transporto priemonių veiklos laikotarpius. Jos sėkmė buvo naudinga NASA, taip pat astronomams, kurie dabar turėjo pajėgesnį kosminį teleskopą.

2 aptarnavimo misijos redagavimas

Aptarnaujanti 2 misija, kuria skrido Atradimas 1997 m. vasario mėn. GHRS ir FOS pakeitė kosminio teleskopo vaizdo spektrografu (STIS) ir artimosios infraraudonųjų spindulių fotoaparatu bei daugiafunkciu spektrometru (NICMOS), inžinerijos ir mokslo magnetofoną pakeitė nauju kietojo kūno registratoriumi ir suremontuojo terminį izoliacija. [88] NICMOS sudėtyje yra kietojo azoto šilumos kriauklė, kad sumažėtų šiluminis instrumento keliamas triukšmas, tačiau netrukus po jo sumontavimo netikėta šiluminė plėtra lėmė, kad dalis radiatoriaus liečiasi su optine pertvara. Dėl to padidėjo prietaiso atšilimo dažnis ir sumažėjo numatomas jo naudojimo laikas - 4,5 metų - maždaug iki dvejų metų. [89]

Aptarnaujanti misija 3A Redaguoti

Aptarnaujanti misija 3A, kuria skrido Atradimasįvyko 1999 m. gruodžio mėn. ir buvo atskirta nuo 3-osios misijos, nes sugedus trims iš šešių laive esančių giroskopų. Ketvirtasis nepavyko likus kelioms savaitėms iki misijos, todėl teleskopas negalėjo atlikti mokslinių stebėjimų. Misija pakeitė visus šešis giroskopus, pakeitė „Fine Guidance Sensor“ ir kompiuterį, įdiegė įtampos / temperatūros gerinimo rinkinį (VIK), kad būtų išvengta akumuliatorių perkrovimo, ir pakeitė šilumos izoliacijos antklodes. [90]

Aptarnaujanti misija 3B Redaguoti

Aptarnavimo misija 3B skrido Kolumbija 2002 m. kovo mėn. buvo sumontuotas naujas prietaisas, kurio FOC (kuris buvo paskutinis iš originalių prietaisų, išskyrus tuos atvejus, kai naudojami smulkūs orientavimo jutikliai, kai jie buvo naudojami astrometrijoje), pakeista pažangiąja kamera apklausoms (ACS). Tai reiškia, kad COSTAR nebereikėjo, nes visuose naujuose prietaisuose buvo įmontuota pagrindinio veidrodžio aberacijos korekcija. [79] Misija taip pat atgaivino NICMOS įrengdama uždaro ciklo aušintuvą [89] ir antrą kartą pakeitė saulės matricas, suteikdama 30 procentų daugiau energijos. [91]

Tarnavimo 4 misija Redaguoti

Planuose buvo reikalaujama, kad Hablas būtų aptarnautas 2005 m. Vasario mėn., Tačiau Kolumbija 2003 m. katastrofa, kurios metu orbitas suskaidė grįžęs į atmosferą, turėjo platų poveikį Hablo programai ir kitoms NASA misijoms. NASA administratorius Seanas O'Keefe'as nusprendė, kad visos būsimos pervežimo misijos turėtų sugebėti pasiekti saugų Tarptautinės kosminės stoties prieglobstį, jei iškiltų problemų skrydžio metu. Kadangi per tą pačią misiją jokie pervežimai negalėjo pasiekti tiek HST, tiek kosminės stoties, būsimos įgulos tarnybos misijos buvo atšauktos. [92] Šį sprendimą sukritikavo daugybė astronomų, kurie manė, kad Hablas yra pakankamai vertingas, kad nusipelnytų žmogaus rizikos. [93] Tikimasi, kad 2004 m. Planuojamas HST įpėdinis Jameso Webbo teleskopas (JWST) bus paleistas iki mažiausiai 2011 m. Tikimybė, kad kosmoso stebėjimo pajėgumų spraga tarp Hablo eksploatavimo nutraukimo ir įpėdinio paleidimo buvo labai susirūpinusi. daugeliui astronomų, atsižvelgiant į didelį mokslinį HST poveikį. [94] Svarstymas, kad JWST nebus žemoje Žemės orbitoje, todėl ankstyvo gedimo atveju jo nebus lengva atnaujinti ar pataisyti, tik dar labiau padidino susirūpinimą. Kita vertus, daugelis astronomų tvirtai manė, kad Hablo aptarnavimas neturėtų vykti, jei išlaidos turėtų būti iš JWST biudžeto.

2004 m. Sausio mėn. O'Keefe'as sakė, kad persvarstys savo sprendimą atšaukti paskutinę aptarnavimo misiją HST dėl viešo pasipiktinimo ir Kongreso prašymų NASA ieškoti būdų ją išsaugoti. Nacionalinė mokslų akademija sušaukė oficialią komisiją, kuri 2004 m. Liepos mėn. Rekomendavo išsaugoti HST, nepaisant akivaizdžios rizikos. Jų pranešime raginama „NASA neturėtų imtis jokių veiksmų, kurie užkirstų kelią kosminio šaudyklės aptarnavimo misijai į Hablo kosminį teleskopą“. [95] 2004 m. Rugpjūčio mėn. O'Keefe paprašė Goddardo kosminių skrydžių centro paruošti išsamų robotų tarnybos misijos pasiūlymą. Vėliau šie planai buvo atšaukti, robotų misija apibūdinama kaip „neįmanoma“. [96] 2004 m. Pabaigoje keli Kongreso nariai, vadovaujami senatorės Barbaros Mikulski, surengė viešuosius klausymus ir kovojo su dideliu visuomenės palaikymu (įskaitant tūkstančius laiškų iš mokyklų vaikų visoje JAV), kad Busho administracija ir NASA persvarstytų savo nuomonę. sprendimas atsisakyti Hablo gelbėjimo misijos planų. [97]

Naujo NASA administratoriaus Michaelo D. Griffino nominacija 2005 m. Balandžio mėn. Pakeitė situaciją, nes Griffinas pareiškė apsvarstysiantis galimybę atlikti įgulos aptarnavimo misiją. [98] Netrukus po paskyrimo Griffinas įgaliojo Goddardą ruoštis įgulos narių Hablo techninės priežiūros skrydžiui sakydamas, kad galutinį sprendimą priims po dviejų kitų maršrutinių misijų. 2006 m. Spalio mėn. Griffinas davė paskutinį žingsnį ir 11 dienų misiją Atlantida buvo suplanuotas 2008 m. spalio mėn., pagrindinis „Hubble“ duomenų tvarkymo padalinys sugedo 2008 m. rugsėjo mėn. [99], todėl visi mokslinių duomenų pranešimai buvo sustabdyti, kol jų atsarginė kopija buvo paskelbta internete 2008 m. spalio 25 d. [100] Kadangi nepavyko sukurti atsarginio įrenginio paliks HST bejėgis, tarnybos misija buvo atidėta, įtraukiant pirminio padalinio pakaitalą. [99]

Aptarnavimo misija 4 (SM4), kuria skrido Atlantida 2009 m. gegužę buvo paskutinė suplanuota HST pervežimo misija. [80] [101] SM4 įdiegė pakaitinį duomenų tvarkymo bloką, suremontuojo ACS ir STIS sistemas, įdiegė patobulintas nikelio vandenilio baterijas ir pakeitė kitus komponentus, įskaitant visus šešis giroskopus. SM4 taip pat įdiegė du naujus stebėjimo prietaisus - „Wide Field Camera 3“ (WFC3) ir „Cosmic Origins Spectrograph“ (COS) [102] - ir „Soft Capture and Rendezvous“ sistemą, kuri leis ateityje susitikti, užfiksuoti ir saugiai pašalinti „Hubble“. arba įgulos, arba robotų misija. [103] Išskyrus ACS didelės skiriamosios gebos kanalą, kurio nepavyko suremontuoti ir jis buvo išjungtas, [104] [105] [106] darbas, atliktas SM4 metu, teleskopą pavertė visiškai funkcionaliu. [80]

Nuo programos pradžios buvo vykdoma nemažai mokslinių tyrimų projektų, kai kurie iš jų beveik vien tik su „Hubble“, kiti koordinavo tokias patalpas kaip „Chandra“ rentgeno observatorija ir ESO labai didelis teleskopas. Nors Hablo observatorija artėja prie savo gyvenimo pabaigos, jai vis dar numatyti dideli projektai. Vienas iš pavyzdžių yra artėjanti „Frontier Fields“ programa [107], įkvėpta Hablo gilaus galaktikos spiečiaus „Abell 1689“ stebėjimo rezultatų [108].

Kosminės asamblėjos beveik infraraudonųjų spindulių giluminio ekstragalaktinio palikimo tyrimo redagavimas

2013 m. Rugpjūčio mėn. Pranešime spaudai CANDELS buvo vadinamas „didžiausiu projektu Hablo istorijoje“. Apklausa „siekiama ištirti galaktikos evoliuciją ankstyvojoje Visatoje ir pačias pirmąsias kosminės struktūros sėklas praėjus mažiau nei milijardui metų po Didžiojo sprogimo“. [109] CANDELS projekto svetainėje tyrimo tikslai apibūdinami taip: [110]

„Cosmic Assembly Near-IR Deep Extragalactic Legacy Survey“ yra skirtas dokumentuoti pirmąjį galaktikos evoliucijos trečdalį nuo z = 8 iki 1,5, giliai vaizduojant daugiau nei 250 000 galaktikų su WFC3 / IR ir ACS. Jis taip pat ras pirmąjį Ia tipo SNe, viršijantį 1,5 ir daugiau, ir nustatys jų tikslumą kaip standartines kosmologijos žvakes. Pasirenkami penki svarbiausi daugiabangiai dangaus regionai, kurių kiekviename yra daugybinių bangų ilgio duomenys iš Spitzerio ir kitų įrenginių, taip pat atliekama plati ryškesnių galaktikų spektroskopija. Penkių plačiai atskirtų laukų naudojimas sušvelnina kosminę dispersiją ir duoda statistiškai patikimus ir išsamius galaktikų pavyzdžius iki 10 9 saulės masių iki z

Pasienio laukų programa Redaguoti

Programa, oficialiai pavadinta „Hablo giliųjų laukų iniciatyva 2012“, siekiama išplėsti ankstyvos galaktikos formavimosi žinias, gravitacinio lęšio pagalba tiriant tuščiuose laukuose esančius didelio raudonojo poslinkio galaktikas, norint pamatyti „silpniausias tolimos visatos galaktikas“. [107] „Pasienio laukų“ tinklalapyje aprašomi programos tikslai:

  • atskleisti iki šiol nepasiekiamas z = 5–10 galaktikų populiacijas, kurios yra dešimt-penkiasdešimt kartų silpnesnės už bet kurias šiuo metu žinomas
  • įtvirtinti supratimą apie sub-L * galaktikų žvaigždžių mases ir žvaigždžių susidarymo istorijas anksčiausiai
  • pateikti pirmąjį statistiškai reikšmingą morfologinį žvaigždžių formavimo galaktikų apibūdinimą esant z & gt 5
  • rasti z & gt 8 galaktikas, pakankamai ištemptas grupių lęšiais, kad būtų galima įžvelgti vidinę struktūrą, ir (arba) pakankamai padidintas, naudojant klasterinius lęšius, kad būtų galima sekti spektroskopiškai. [111]

Kosminės evoliucijos tyrimas (COSMOS) Redaguoti

Kosminės evoliucijos tyrimas (COSMOS) [112] yra astronominis tyrimas, skirtas ištirti galaktikų susidarymą ir evoliuciją priklausomai nuo kosminio laiko (raudonojo poslinkio) ir vietinės galaktikos aplinkos. Apklausa apima dviejų kvadratinių laipsnių pusiaujo lauką su daugumos pagrindinių kosminių teleskopų spektroskopija ir rentgeno radijo vaizdais bei daugybe didelių antžeminių teleskopų [113], todėl tai yra pagrindinis ekstragalaktinės astrofizikos židinio regionas. „COSMOS“ buvo pradėta įgyvendinti 2006 m. Kaip didžiausias to meto Hablo kosminio teleskopo projektas, kuris vis dar yra didžiausias ištisinis dangaus plotas, padengtas giluminės erdvės atvaizdavimui tuščiuose laukuose, 2,5 karto didesnis už mėnulio plotą danguje. ir 17 kartų didesnis nei didžiausias iš CANDELS regionų. COSMOS mokslinis bendradarbiavimas, kuris buvo užmegztas iš pirminio COSMOS tyrimo, yra didžiausias ir ilgiausiai vykęs ekstragalaktinis bendradarbiavimas, žinomas dėl savo kolegialumo ir atvirumo. Galaktikų tyrimą jų aplinkoje galima atlikti tik esant dideliems dangaus plotams, didesniems nei pusės kvadrato laipsniui. [114] Aptikta daugiau nei du milijonai galaktikų, apimančių 90% Visatos amžiaus. COSMOS bendradarbiavimui vadovauja Caitlin Casey, Jeyhan Kartaltepe ir Vernesa Smolcic. Jame dalyvauja daugiau nei 200 mokslininkų keliolikoje šalių. [112]

Politikos redagavimas

Kiekvienas asmuo gali kreiptis dėl laiko teleskopu. Nėra jokių apribojimų dėl tautybės ar akademinės priklausomybės, tačiau finansuoti analizę gali tik JAV institucijos. [115] Konkurencija dėl laiko teleskopu yra intensyvi - maždaug penktadalis kiekviename cikle pateiktų pasiūlymų uždirba laiką pagal tvarkaraštį. [116] [117]

Pasiūlymai Redaguoti

Kvietimai teikti paraiškas skelbiami maždaug kasmet, skiriant laiko ciklui, kuris trunka apie vienerius metus. Pasiūlymai yra suskirstyti į kelias kategorijas. Dažniausiai „bendro stebėtojo“ pasiūlymai apima įprastus stebėjimus. „Momentinės nuotraukos stebėjimai“ yra tokie, kai taikiniams reikia tik 45 minučių ar mažiau teleskopo laiko, įskaitant pridėtines išlaidas, tokias kaip taikinio įsigijimas. Momentinių nuotraukų stebėjimai naudojami teleskopo tvarkaraščio spragoms užpildyti, kurių negalima užpildyti įprastomis bendro stebėtojo programomis. [118]

Astronomai gali pateikti „Galimybės tikslo“ pasiūlymus, kuriuose planuojami stebėjimai, jei planavimo ciklo metu įvyksta pereinamasis įvykis, kurį apima pasiūlymas. Be to, iki 10% teleskopo laiko yra paskirta „direktoriaus nuožiūra“ (DD). Astronomai gali kreiptis dėl DD laiko naudojimo bet kuriuo metų laiku, ir jis paprastai skiriamas už netikėtų trumpalaikių reiškinių, tokių kaip supernovos, tyrimą. [119]

Kiti DD laiko panaudojimo būdai buvo stebėjimai, vedę į Hablo giluminio lauko ir Hablo itin gilaus lauko vaizdus, ​​o per pirmuosius keturis teleskopo laiko ciklus - stebėjimai, kuriuos atliko astronomai mėgėjai.

Skatinamas viešas Hablo duomenų apdorojimas, nes dauguma archyvuose esančių duomenų nebuvo apdoroti spalvotais vaizdais. [120]

Naudoti mėgėjai astronomai Redaguoti

Pirmasis STScI direktorius Riccardo Giacconi 1986 m. Paskelbė, kad ketina dalį savo režisieriaus laiko skirti tam, kad astronomai mėgėjai galėtų naudotis teleskopu. Bendras laikas, kurį reikia skirti, buvo tik kelios valandos per ciklą, tačiau jaudino didžiulį astronomų mėgėjų susidomėjimą. [121]

Pasiūlymus mėgėjiškam laikui griežtai peržiūrėjo mėgėjų astronomų komitetas, o laikas buvo skiriamas tik tiems pasiūlymams, kurie buvo laikomi tikrais moksliniais nuopelnais, nekartojo profesionalų pateiktų pasiūlymų ir reikalavo unikalių kosminio teleskopo galimybių. Trylikai astronomų mėgėjų buvo skirtas laikas teleskopu, stebėjimai buvo atliekami 1990–1997 m. [122] Vienas iš tokių tyrimų buvo „Transition Comets - UV Search for OH“. Pirmasis pasiūlymas „Hablo kosminio teleskopo tyrimas apie posteclipse ryškėjimą ir albedo pokyčius Io“ buvo paskelbtas m. Ikaras, [123] žurnalas, skirtas Saulės sistemos tyrimams. Taip pat buvo paskelbtas antrasis kitos mėgėjų grupės tyrimas Ikaras. [124] Tačiau po to, sumažinus biudžetą STScI, astronomų mėgėjų darbas buvo nepagrįstas ir jokios papildomos mėgėjų programos nebuvo vykdomos. [122] [125]

Į įprastus Hablo pasiūlymus vis dar įtraukiami mėgėjų ir piliečių mokslininkų radiniai ar atrasti objektai. Šie pastebėjimai dažnai atliekami bendradarbiaujant su profesionaliais astronomais. Vienas iš ankstyviausių tokių stebėjimų yra 1990 m. Didžioji baltoji dėmė [126] Saturno planetoje, kurią atrado mėgėjas astronomas S. Wilberis [127] ir kurią HST stebėjo pagal J. Westphalo (Caltech) pasiūlymą. [128] [129] Vėlesni Hablo profesionalūs ir mėgėjiški pastebėjimai apima „Galaxy Zoo“ projekto atradimus, tokius kaip Voorwerpjes ir Green Pea galaktikos. [130] [131] Programa „Galaktikų brangakmeniai“ remiasi galaktikos zoologijos sodo savanorių objektų sąrašu, kuris buvo sutrumpintas internetinio balsavimo pagalba. [132] Be to, yra astronomų mėgėjų atrastų mažųjų planetų, tokių kaip 2I / Borisovas, stebėjimai ir dujų milžinių Jupiterio ir Saturno ar ledo milžinų Urano ir Neptūno atmosferos pokyčiai. [133] [134] Bendradarbiaujančių namų kiemų pasauliuose HST buvo naudojamas stebėti planetos masės objektą, vadinamą WISE J0830 + 2837. HST neaptikimas padėjo klasifikuoti šį savitą objektą. [135]

Pagrindiniai projektai Redaguoti

Devintojo dešimtmečio pradžioje NASA ir STScI sušaukė keturias grupes pagrindiniams projektams aptarti. Tai buvo moksliniu požiūriu svarbūs projektai, kuriems prireiks daug laiko teleskopui, kuris būtų aiškiai skirtas kiekvienam projektui. Tai garantavo, kad šie konkretūs projektai bus užbaigti anksti, jei teleskopas suges anksčiau nei tikėtasi. Grupės nustatė tris tokius projektus: 1) netoliese esančios tarpgalaktinės terpės tyrimas, naudojant kvazaro absorbcijos linijas, siekiant nustatyti tarpgalaktinės terpės savybes ir dujinį galaktikų bei galaktikų grupių kiekį [136] 2) vidutinio gylio tyrimas naudojant „Wide“. Lauko kamera duomenims imti, kai buvo naudojamas vienas iš kitų prietaisų [137] ir 3) Hablo konstantos nustatymo per dešimt procentų projektas, sumažinant atstumo skalės tiek išorės, tiek vidaus klaidas. [138]

Svarbūs atradimai Redaguoti

Hablas padėjo išspręsti kai kurias seniai egzistuojančias astronomijos problemas, kartu iškeldamas ir naujų klausimų. Kai kuriems rezultatams jas paaiškinti prireikė naujų teorijų.

Visatos amžius Redaguoti

Tarp pagrindinių jos uždavinių buvo tiksliau nei bet kada anksčiau išmatuoti atstumus iki kefeido kintančių žvaigždžių ir taip suvaržyti Hablo konstantos vertę - visatos plėtimosi greičio matą, kuris taip pat yra susijęs su jos amžiumi. Prieš paleidžiant HST, Hablo konstantos įvertinimai paprastai turėjo iki 50% paklaidų, tačiau Mergelės spiečiaus ir kitų tolimųjų galaktikų grupių cefeido kintamųjų Hablo matavimai išmatuotą vertę pateikė ± 10% tikslumu, kuris yra nuoseklus atlikus kitus tikslesnius matavimus, atliktus nuo Hablo paleidimo naudojant kitas technikas. [139] Apskaičiuotas amžius dabar yra apie 13,7 milijardo metų, tačiau prieš Hablo teleskopą mokslininkai numatė, kad amžius svyruos nuo 10 iki 20 milijardų metų. [140]

Visatos plėtimasis Redaguoti

Nors Hablas padėjo patikslinti visatos amžiaus vertinimus, jis taip pat kėlė abejonių teorijomis apie jos ateitį. Astronomai iš „High-z Supernova Search Team“ ir „Supernova Cosmology Project“ panaudojo antžeminius teleskopus ir HST, kad stebėtų tolimas supernovas ir nepadengtus įrodymus, kad visatos plėtimasis, greičiausiai, nesumažėja veikiant gravitacijai, gali greitėti. Trims šių dviejų grupių nariams už jų atradimą paskirtos Nobelio premijos. [141] Šio pagreičio priežastis tebėra menkai suprantama [142], dažniausiai priskiriama tamsioji energija. [143]

Juodosios skylės Redaguoti

Aukštos skiriamosios gebos spektrai ir vaizdai, kuriuos pateikė HST, buvo ypač tinkami nustatyti juodųjų skylių paplitimą netoliese esančių galaktikų centre. Nors praėjusio amžiaus šeštojo dešimtmečio pradžioje buvo iškelta hipotezė, kad kai kurių galaktikų centruose bus rastos juodosios skylės, o devintojo dešimtmečio astronomai nustatė daug gerų juodosios skylės kandidatų, su Hubble atliktas darbas rodo, kad juodosios skylės greičiausiai yra bendros centrams. visų galaktikų. [144] [145] [146] Hablo programos taip pat nustatė, kad juodųjų branduolinių skylių masės ir galaktikų savybės yra glaudžiai susijusios. Hablo programų, susijusių su juodosiomis skylėmis galaktikose, palikimas yra įrodyti gilų galaktikų ir jų centrinių juodųjų skylių ryšį.

Matomų bangos ilgio vaizdų išplėtimas Redaguoti

Unikalus Visatos langas, kurį įgalina Hablas, yra Hablo giluminio lauko, Hablo itin gilaus lauko ir Hablo ekstremalaus giluminio lauko vaizdai, kuriuose Hablo neprilygstamas jautrumas matomais bangos ilgiais buvo sukurtas mažų dangaus lopinėlių vaizdams, kurie yra giliausiai gauti. esant optiniams bangos ilgiams. Vaizdai atskleidžia galaktikas už milijardų šviesmečių ir sukūrė daugybę mokslinių straipsnių, suteikiančių naują langą ankstyvajai Visatai. „Wide Field Camera 3“ pagerino šių laukų vaizdą infraraudonųjų spindulių ir ultravioletinių spindulių spinduliuose, padėdamas atrasti kai kuriuos tolimiausius dar atrastus objektus, tokius kaip MACS0647-JD.

Nestandartinį objektą SCP 06F6 Hablo kosminis teleskopas atrado 2006 m. Vasario mėn. [147] [148]

2016 m. Kovo 3 d. Mokslininkai, naudodami Hablo duomenis, paskelbė apie tolimiausios iki šiol žinomos galaktikos atradimą: GN-z11. Hablo stebėjimai įvyko 2015 m. Vasario 11 d. Ir 2015 m. Balandžio 3 d., Kaip dalis CANDELS / GOODS-North tyrimų. [149] [150]

Saulės sistemos atradimai Redaguoti

HST taip pat buvo naudojamas tiriant objektus, esančius išoriniuose Saulės sistemos ruožuose, įskaitant nykštukines planetas Plutoną [151] ir Erį. [152]

1994 m. „Comet Shoemaker-Levy 9“ susidūrimas su „Jupiteriu“ buvo numatytas astronomams, praėjus vos keliems mėnesiams po to, kai „Servising Mission 1“ atstatė „Hubble“ optinį veikimą. Hablo planetos vaizdai buvo ryškesni už bet kokius padarytus nuo praėjusių dienų „Voyager 2“ 1979 m. ir buvo labai svarbūs tiriant kometos susidūrimo su Jupiteriu dinamiką - įvykį, kuris, kaip manoma, įvyksta kartą per kelis šimtmečius.

2012 m. Birželį ir liepą JAV astronomai, naudojantys „Hubble“, atrado Styx - mažą penktąjį mėnulį, skriejantį aplink Plutoną. [153]

2015 m. Kovo mėn. Mokslininkai paskelbė, kad matuojant auroras aplink Ganimedą, vieną iš Jupiterio mėnulių, paaiškėjo, kad jis turi požeminį vandenyną. Panaudodami „Hubble“, norėdami ištirti savo aurorae judėjimą, mokslininkai nustatė, kad didelis sūraus vandens vandenynas padeda slopinti Jupiterio ir Ganimedo magnetinio lauko sąveiką. Manoma, kad vandenynas yra 100 km (60 mylių) gylio, įstrigęs po 150 km (90 mi) ledo pluta. [154] [155]

Nuo 2015 m. Birželio iki rugpjūčio Hablas buvo naudojamas ieškant Kuiperio diržo objekto (KBO) taikinio Nauji horizontai Kuiperio diržo išplėstinė misija (KEM), kai atliekant panašias paieškas antžeminiais teleskopais nepavyko rasti tinkamo taikinio. [156] Dėl to buvo atrasta mažiausiai penki nauji KBO, įskaitant galimą KEM tikslą 486958 Arrokoth, kuris Nauji horizontai atliko artimą skrydį 2019 m. sausio 1 d. [157] [158] [159]

2020 m. Rugpjūčio mėn., Naudodamiesi visišku Mėnulio užtemimu, astronomai, naudojantys NASA Hablo kosminį teleskopą, mūsų atmosferoje aptiko pačios Žemės apsauginį kremą nuo saulės - ozoną. Šis metodas imituoja, kaip astronomai ir astrobiologijos tyrinėtojai ieškos gyvybės už Žemės ribų, stebėdami potencialias „biosignatūras“ egzoplanetose (planetose aplink kitas žvaigždes). [160]

Supernovos vėl pasirodymas Redaguoti

2015 m. Gruodžio 11 d. Hablas užfiksavo pirmą kartą numatytą supernovos, pavadintos „Refsdal“, atsiradimo vaizdą, kuris buvo apskaičiuotas naudojant skirtingus galaktikos spiečiaus masės modelius, kurių gravitacija deformuoja supernovos šviesą. Supernova anksčiau buvo pastebėta 2014 m. Lapkričio mėn. Už galaktikų spiečiaus MACS J1149.5 + 2223, kaip Hablo Frontier Fields programos dalį. Astronomai pastebėjo keturis atskirus supernovos vaizdus, ​​išdėstytus kaip Einšteino kryžius. Spiečiaus šviesai pasiekti Žemę prireikė maždaug penkių milijardų metų, nors supernova sprogo maždaug prieš 10 milijardų metų. Remiantis ankstyvaisiais objektyvų modeliais, buvo prognozuota, kad penktas vaizdas vėl pasirodys iki 2015 m. Pabaigos. [162] Refsdalio pasirodymas 2015 m. Gruodžio mėn. Astronomams buvo unikali galimybė išbandyti savo modelius, kaip yra masė, ypač tamsioji medžiaga. pasiskirstęs šiame galaktikų klasteryje. [163]

Pieno kelio masė ir dydis Redaguoti

2019 m. Kovo mėn. Hablo stebėjimai ir Europos kosmoso agentūros Gaia kosminės observatorijos duomenys buvo sujungti siekiant nustatyti, kad Paukščių Tako galaktika sveria maždaug 1,5 trln. Saulės vienetų ir yra 129 000 šviesos metų spindulys. [164]

Kiti atradimai Redaguoti

Kiti atradimai, padaryti naudojant „Hubble“ duomenis, yra protoplanetiniai diskai („proplyds“) Oriono ūke [165], įrodantys, kad aplink Saulę panašios žvaigždės yra ne Saulės planetos [166], ir vis dar paslaptingų gama spindulių pliūpsnių optiniai atitikmenys. [167]

Poveikis astronomijai Redaguoti

Daugybė objektyvių priemonių rodo teigiamą Hablo duomenų poveikį astronomijai. Recenzuojamuose žurnaluose buvo paskelbta daugiau nei 15 000 straipsnių, paremtų Hablo duomenimis, [168] ir dar begalė jų pasirodė konferencijų pranešimuose. Žvelgiant į straipsnius praėjus keleriems metams po jų paskelbimo, maždaug trečdalis visų astronomijos straipsnių neturi citatų, o tik du procentai Hablo duomenimis paremtų straipsnių neturi citatų. Hablo duomenimis paremtas darbas vidutiniškai gauna maždaug dvigubai daugiau citatų nei nepagrindinių Hablo duomenų. Iš 200 kasmet išleidžiamų straipsnių, kurie sulaukia daugiausia citatų, maždaug 10% yra pagrįsti Hablo duomenimis. [169]

Nors HST aiškiai padėjo atlikti astronominius tyrimus, jo finansinės išlaidos buvo didelės. Atlikus skirtingų dydžių teleskopų santykinės astronominės naudos tyrimą nustatyta, kad nors HST duomenimis paremti dokumentai generuoja 15 kartų daugiau citatų nei 4 m (13 pėdų) antžeminis teleskopas, pavyzdžiui, Williamo Herschelio teleskopas, HST kainuoja apie 100 kartų daugiau pastatyti ir prižiūrėti. [170]

Sprendimas tarp teleskopų ant žemės ir kosminių statinių yra sudėtingas. Dar prieš pradedant kurti „Hubble“, naudojant specialius antžeminius metodus, tokius kaip diafragmos maskavimo interferometrija, buvo gaunami didesnės raiškos optiniai ir infraraudonųjų spindulių vaizdai, nei pasiektų „Hubble“, nors jie buvo skirti tikslams, maždaug 10 8 kartus ryškesniems už silpniausius taikinius, kuriuos pastebėjo Hablas. [171] [172] Nuo to laiko pažanga pritaikomojoje optikoje išplėtė antžeminių teleskopų didelės skiriamosios gebos vaizdavimo galimybes į silpnų objektų infraraudonųjų spindulių vaizdą. Adaptyviosios optikos naudingumas, palyginti su HST stebėjimais, labai priklauso nuo konkrečių užduotų tyrimų klausimų detalių. Matomose juostose adaptyvi optika gali ištaisyti tik palyginti nedidelį regėjimo lauką, o HST gali atlikti didelės skiriamosios gebos optinį vaizdą plačiame lauke. Tik nedidelė dalis astronominių objektų yra prieinami didelės raiškos žemės vaizdams, priešingai, Hablas gali atlikti didelės skiriamosios gebos bet kurios nakties dangaus dalies ir ypač silpnų objektų stebėjimus.

Poveikis aviacijos ir kosmoso inžinerijai Redaguoti

Be mokslinių rezultatų, Hablas taip pat reikšmingai prisidėjo prie kosminės aviacijos inžinerijos, visų pirma žemos Žemės orbitos (LEO) sistemų veikimo. Šias įžvalgas lemia ilgas Hablo gyvenimas orbitoje, platus prietaisavimas ir agregatų grįžimas į Žemę, kur juos galima išsamiai ištirti. Visų pirma, Hablas prisidėjo tyrinėdamas grafito kompozicinių struktūrų elgseną vakuume, optinį užterštumą, susidariusį dėl dujų ir žmonių aptarnavimo, radiacijos žalą elektronikai ir jutikliams bei ilgalaikį daugiasluoksnės izoliacijos elgesį. [173] Viena išmokta pamoka buvo ta, kad giroskopai, surinkti naudojant suslėgtą deguonį, kad pristatytų suspensijos skystį, dėl elektros laidų korozijos buvo linkę sugesti. Giroskopai dabar surenkami naudojant suslėgtą azotą. [174] Kitas dalykas yra tas, kad LEO optiniai paviršiai gali stebėtinai ilgai gyventi, tikėtasi, kad „Hubble“ tarnaus tik 15 metų, kol veidrodis tapo nebetinkamas naudoti, tačiau po 14 metų išmatuojamo degradacijos nebuvo. [93] Galiausiai Hablo aptarnavimo misijos, ypač tos, kurios aptarnauja komponentus, neskirtus palaikyti kosmose, prisidėjo kuriant naujas orbitos taisymo priemones ir metodus. [175]

Perdavimas į Žemę Redaguoti

Hablo duomenys iš pradžių buvo saugomi erdvėlaivyje. Pradėjus veikti, saugyklos buvo senamadiški magnetofonai suvynioti į ritę, tačiau aptarnaujant 2 ir 3A misijas juos pakeitė kietojo kūno duomenų saugyklos. Maždaug du kartus per dieną Hablo kosminis teleskopas radijo duomenis perduoda į geosinchroninės sekimo ir duomenų perdavimo palydovų sistemos (TDRSS) palydovą, kuris tada susieja mokslo duomenis į vieną iš dviejų 60 pėdų (18 metrų) skersmens didelio pelno mikrobangų antenų. įsikūręs „White Sands“ bandymų centre White Sands mieste, Naujojoje Meksikoje. [177] Iš ten jie siunčiami į Kosminio teleskopo operacijų valdymo centrą Goddardo kosminiame skrydžių centre ir galiausiai į Kosminio teleskopo mokslo institutą archyvuoti. [177] Kiekvieną savaitę HST nukreipia maždaug 140 gigabitų duomenų. [2]

Spalvoti vaizdai Redaguoti

Visi vaizdai iš „Hubble“ yra vienspalviai pilkos spalvos, paimti per įvairius filtrus, kurių kiekvienas praleidžia tam tikrus šviesos bangos ilgius, ir įtraukiami į kiekvieną fotoaparatą. Spalvoti vaizdai kuriami derinant atskirus vienspalvius vaizdus, ​​paimtus per skirtingus filtrus. Šis procesas taip pat gali sukurti klaidingas spalvų versijas, įskaitant infraraudonųjų ir ultravioletinių spindulių kanalus, kur infraraudonieji spinduliai paprastai perteikiami kaip giliai raudoni, o ultravioletiniai - kaip giliai mėlyni. [178] [179] [180]

Archyvai Redaguoti

Visi Hablo duomenys galiausiai bus prieinami per Mikulski kosminių teleskopų archyvą, esantį STScI, [181] CADC [182] ir ESA / ESAC. [183] ​​Duomenys paprastai yra nuosavybės teise - juos gali gauti tik pagrindinis tyrėjas (PI) ir PI paskirti astronomai - dvylika mėnesių po jų paėmimo. PI gali kreiptis į STScI direktorių, kad tam tikromis aplinkybėmis būtų pratęstas arba sutrumpintas patentuotas laikotarpis. [184]

Stebėjimams dėl direktoriaus nuožiūra netaikomas patentuotas laikotarpis ir jie nedelsiant skelbiami visuomenei. Kalibravimo duomenys, pvz., Plokšti laukai ir tamsūs rėmeliai, taip pat yra viešai prieinami iš karto. Visi archyvo duomenys yra FITS formato, kuris yra tinkamas astronominei analizei, bet ne viešam naudojimui. [185] Hablo paveldo projektas apdoroja ir išleidžia visuomenei nedidelį ryškiausių JPEG ir TIFF formatų vaizdų pasirinkimą. [186]

Dujotiekio redukcija Redaguoti

Astronominiai duomenys, imami naudojant CCD, turi būti atlikti keli kalibravimo etapai, kad jie būtų tinkami astronominei analizei. STScI sukūrė sudėtingą programinę įrangą, kuri automatiškai kalibruoja duomenis, kai jų prašoma iš archyvo, naudojant geriausias turimas kalibravimo bylas. Šis „skrydžio metu“ apdorojimas reiškia, kad didelių duomenų užklausų apdorojimas ir grąžinimas gali užtrukti dieną ar daugiau. Procesas, kurio metu duomenys kalibruojami automatiškai, yra vadinamas „dujotiekio mažinimu“ ir yra vis labiau paplitęs pagrindinėse observatorijose. Jei nori, patys astronomai gali gauti kalibravimo failus ir vietoje paleisti dujotiekio mažinimo programinę įrangą. Tai gali būti pageidautina, kai reikia naudoti kitus nei pasirinktus kalibravimo failus automatiškai. [187]

Duomenų analizė Redaguoti

Hablo duomenis galima analizuoti naudojant daugybę skirtingų paketų. STScI prižiūri pagal užsakymą pagamintą „Kosminio teleskopo mokslo duomenų analizės sistemos“ (STSDAS) programinę įrangą, kurioje yra visos programos, reikalingos pradinių duomenų failams mažinti, taip pat daugybė kitų astronominio vaizdo apdorojimo įrankių, pritaikytų Hablo duomenų reikalavimams. Programinė įranga veikia kaip populiarios astronominių duomenų mažinimo programos IRAF modulis. [188]

Kosminiam teleskopui visada buvo svarbu pritraukti visuomenės vaizduotę, atsižvelgiant į didelį mokesčių mokėtojų indėlį į jo statybos ir eksploatavimo išlaidas. [189] Po sunkių ankstyvųjų metų, kai sugedęs veidrodis smarkiai sukrėtė Hablo reputaciją visuomenėje, pirmoji aptarnavimo misija leido ją reabilituoti, nes pataisyta optika sukūrė daug puikių vaizdų.

Kelios iniciatyvos padėjo informuoti visuomenę apie Hablo veiklą. Jungtinėse Valstijose informavimo veiksmus koordinuoja Kosminio teleskopo mokslo instituto (STScI) Visuomenės informavimo biuras, įsteigtas 2000 m., Siekiant užtikrinti, kad JAV mokesčių mokėtojai matytų savo investicijų į kosminio teleskopo programą naudą. Tuo tikslu STScI valdo „HubbleSite.org“ svetainę. Hablo paveldo projektas, vykdomas ne STScI, teikia visuomenei aukštos kokybės įdomiausių ir ryškiausių pastebėtų objektų vaizdus. „Heritage“ komandą sudaro astronomai mėgėjai ir profesionalai, taip pat žmonės, turintys ne astronomijos išsilavinimą, ir pabrėžia Hablo vaizdų estetinį pobūdį. Paveldo projektui skiriama nedaug laiko objektams stebėti, kurie dėl mokslinių priežasčių gali neturėti pakankamai bangos ilgio nuotraukų, kad būtų galima sukurti spalvotą vaizdą. [186]

Nuo 1999 m. Pirmaujanti Hablo informacijos grupė Europoje yra Hablo Europos kosmoso agentūros informacijos centras (HEIC). [190] Ši įstaiga buvo įkurta Kosminio teleskopo Europos koordinavimo įrenginyje Miunchene, Vokietijoje. HEIC misija yra vykdyti HST informavimo ir švietimo užduotis Europos kosmoso agentūrai. Darbe daugiausia dėmesio skiriama naujienų ir nuotraukų leidimų, kurie pabrėžia įdomius Hablo rezultatus ir vaizdus, ​​gamybai. Jie dažnai yra europietiškos kilmės, todėl padidėja informuotumas ir apie ESA Hablo dalį (15 proc.), Ir apie Europos mokslininkų indėlį į observatoriją. ESA rengia mokomąją medžiagą, įskaitant vaizdo perdavimo seriją „Hubblecast“, skirtą pasaulinės klasės mokslo naujienoms dalytis su visuomene. [191]

Hablo kosminis teleskopas už savo veiklą 2001 ir 2010 m. Laimėjo du Kosmoso fondo apdovanojimus už pasiekimus kosmose. [192]

Hablo kosminio teleskopo kopija yra teismo rūmų vejoje Maršfilde, Misūryje, gimtajame Edvino P. Hablo mieste.

Šventės vaizdai Redaguoti

2010 m. Balandžio 24 d. Hablo kosminis teleskopas kosmose atšventė 20-metį. Šiai progai paminėti NASA, ESA ir Kosminio teleskopo mokslo institutas (STScI) išleido vaizdą iš Karinos ūko. [193]

2015 m. Balandžio 24 d. Hablo 25-osioms kosmoso metinėms paminėti STScI per savo „Hubble 25“ svetainę išleido „Westerlund 2“ klasterio, esančio maždaug 20 000 šviesmečių (6 100 vnt.), Esančiame Carinos žvaigždyne, vaizdus. [194] Europos kosmoso agentūra savo svetainėje sukūrė specialų 25-mečio puslapį. [195] 2016 m. Balandžio mėn. Per 26-ąjį Hablo „gimtadienį“ buvo išleistas specialus burbulo ūko šventinis vaizdas. [196]

Giroskopo sukimosi jutikliai Redaguoti

HST naudoja giroskopus, kad aptiktų ir matuotų bet kokius sukimus, kad galėtų stabilizuotis orbitoje ir tiksliai bei stabiliai nukreipti į astronominius taikinius. Trys giroskopai paprastai reikalingi, kad veikimą būtų galima stebėti dviem ar vienu, tačiau dangaus plotas, kurį galima pamatyti, būtų šiek tiek ribotas, o stebėjimai, reikalaujantys labai tikslaus nukreipimo, yra sunkesni. [197] 2018 m. Planas buvo pereiti į vieno giroskopo režimą, jei veikė mažiau nei trys veikiantys giroskopai. Giroskopai yra dalis Nukreipimo valdymo sistema, kuriame naudojami penkių tipų jutikliai (magnetiniai jutikliai, optiniai jutikliai ir giroskopai) ir dviejų tipų pavaros (reakcijos ratai ir magnetiniai sukimo momentai). [198] Hablas iš viso turi šešis giroskopus.

Po to, kai Kolumbija įvykus nelaimei 2003 m., nebuvo aišku, ar bus įmanoma atlikti kitą aptarnavimo misiją, o giroskopo gyvenimas vėl tapo rūpestis, todėl inžinieriai sukūrė naują programinę įrangą dviejų ir vieno žiroskopo režimams, kad maksimaliai padidintų galimą gyvenimo trukmę. Kūrimas buvo sėkmingas, ir 2005 m. Buvo nuspręsta pereiti prie dviejų giroskopų režimo, kad būtų galima reguliariai valdyti teleskopą kaip priemonę pratęsti misijos laiką. Perėjimas prie šio režimo buvo atliktas 2005 m. Rugpjūčio mėn., O „Hubble“ liko naudoti du giroskopai, du atsarginėje kopijoje ir du neveikiantys. [199] 2007 m. Sugedo dar vienas giroskopas. [200]

Iki paskutinės remonto misijos 2009 m. Gegužės mėn., Kai visi šeši giroskopai buvo pakeisti (dviem naujomis poromis ir viena atnaujinta pora), vis dar veikė tik trys. Inžinieriai nustatė, kad giroskopo gedimus sukėlė variklį maitinančių elektros laidų korozija, kurią sukėlė deguonies suspaustas oras, naudojamas tirštam suspenduojančiam skysčiui tiekti. [174] Naujieji giroskopo modeliai buvo surinkti naudojant suslėgtą azotą [174] ir tikėtasi, kad jie bus daug patikimesni.[201] 2009 m. Aptarnavimo misijoje visi šeši giroskopai buvo pakeisti, o po beveik dešimties metų sugedo tik trys giroskopai ir tik viršijus vidutinį numatomą projektavimo laiką. [202]

Iš šešių 2009 m. Pakeistų giroskopų trys buvo seno dizaino, atsparūs lanksčiojo švino gedimui, ir trys buvo naujo dizaino, kurių numatomas ilgesnis tarnavimo laikas. Pirmasis iš senojo tipo giroskopų sugedo 2014 m. Kovo mėn., O antrasis - 2018 m. Balandžio mėn. 2018 m. Spalio 5 d. Sugedo paskutinis iš senojo tipo giroskopų, o vienas iš naujo stiliaus giroskopų buvo įjungtas budėjimo režimu. valstija. Tačiau tas atsarginis giroskopas neveikė iš karto pagal veikimo ribas, todėl observatorija buvo įjungta į „saugų“ režimą, kol mokslininkai bandė išspręsti problemą. [203] [204] 2018 m. Spalio 22 d. NASA paskelbė „Twitter“, kad „atsarginės giroskopo sukami greičiai sumažėjo ir dabar yra normos ribose. Norint užtikrinti, kad„ Hubble “galėtų grįžti prie mokslo operacijų, reikia atlikti papildomus bandymus. su šiuo giroskopu “. [205]

Sprendimas, kuris atstatė atsarginį naujo stiliaus giroskopo veikimo diapazoną, buvo plačiai aprašytas kaip „jo išjungimas ir vėl įjungimas“. [206] Buvo atliktas giroskopo „paleidimas iš naujo“, tačiau tai neturėjo jokios įtakos, o galutinis gedimo sprendimas buvo sudėtingesnis. Gedimas buvo susijęs su skysčio, supančio plūdę giroskope, nenuoseklumu (pvz., Oro burbuliuku). 2018 m. Spalio 18 d. Hablo operacijų grupė nukreipė erdvėlaivį į manevrų seriją - judindama erdvėlaivį priešingomis kryptimis - siekdama sušvelninti nenuoseklumą. Tik po manevrų ir vėlesnių manevrų rinkinių spalio 19 d. Giroskopas iš tikrųjų veikė savo įprastomis ribomis. [207]

Instrumentai ir elektronika Redaguoti

Ankstesnės aptarnavimo misijos pakeitė senus instrumentus į naujus, išvengė nesėkmių ir suteikė galimybę įgauti naujų mokslo rūšių. Be aptarnaujančių misijų, visi instrumentai galiausiai suges. 2004 m. Rugpjūčio mėn. Kosminio teleskopo vaizdavimo spektrografo (STIS) maitinimo sistema sugedo, todėl prietaisas neveikė. Iš pradžių elektronika buvo visiškai nereikalinga, tačiau pirmasis elektronikos rinkinys nepavyko 2001 m. Gegužės mėn. [208] Šis maitinimo šaltinis buvo pataisytas per 4 aptarnavimo misiją 2009 m. Gegužės mėn.

Panašiai „Advanced Camera for Surveys“ (ACS) pagrindinės kameros elektronika sugedo 2006 m. Birželio mėn., O atsarginės elektronikos maitinimas nepavyko 2007 m. Sausio 27 d. [209] Tik prietaiso saulės aklinąjį kanalą (SBC) buvo galima valdyti. side-1 elektronika. SM 4 metu buvo pridėtas naujas plataus kampo kanalo maitinimas, tačiau greiti bandymai parodė, kad tai nepadėjo didelės raiškos kanalui. [210] Plataus lauko kanalą (WFC) 2009 m. Gegužės mėn. Grąžino tarnyba STS-125, tačiau didelės skiriamosios gebos kanalas (HRC) išlieka neprisijungęs. [211]

2019 m. Sausio 8 d. „Hubble“ perėjo į dalinį saugųjį režimą, kai kilo įtarimų dėl pažangiausio savo prietaiso „Wide Field Camera 3“ aparatinės įrangos problemų. Vėliau NASA pranešė, kad prietaiso saugaus režimo priežastis buvo įtampos lygio nustatymo ribose aptikimas. 2019 m. Sausio 15 d. NASA pranešė, kad gedimo priežastis buvo programinės įrangos problema. Inžineriniai duomenys telemetrijos grandinėse nebuvo tikslūs. Be to, visose kitose tų grandinių telemetrijose taip pat buvo klaidingų verčių, rodančių, kad tai buvo telemetrijos, o ne maitinimo problema. Nustačius telemetrijos grandines ir susijusias plokštes, prietaisas vėl pradėjo veikti. 2019 m. Sausio 17 d. Prietaisas vėl veikė normaliai ir tą pačią dieną užbaigė pirmuosius mokslo stebėjimus. [212] [213]

2021 m. Birželio 13 d. „Hubble“ naudingojo kompiuterio kompiuteris sustojo dėl įtariamos atminties modulio problemos. Bandymas iš naujo paleisti kompiuterį birželio 14 d. Nepavyko. Kiti bandymai pereiti prie vieno iš trijų kitų erdvėlaivyje esančių atsarginių atminties modulių nepavyko birželio 18 d. Nuo birželio 19 d. Mokslinės operacijos buvo sustabdytos, o NASA toliau diagnozavo ir išsprendė problemą. [214] [215]

Orbitos skilimas ir kontroliuojamas sugrįžimas Redaguoti

Hablas skrieja aplink Žemę itin keblioje viršutinėje atmosferos dalyje, o bėgant laikui jos orbita suyra dėl tempimo. Jei nebus atnaujinta, per keletą dešimtmečių ji vėl pateks į Žemės atmosferą, tiksli data priklausys nuo Saulės aktyvumo ir jos įtakos viršutinei atmosferos daliai. Jei Hablas nusileistų visiškai nekontroliuojamam grįžimui, tikriausiai išliktų pagrindinio veidrodžio dalys ir jo atraminė konstrukcija, palikdama žalą ar net mirtį. [216] 2013 m. Projekto vadovo pavaduotojas Jamesas Jeleticas prognozavo, kad Hablas galėtų išgyventi iki 2020 m. [4] Atsižvelgiant į saulės aktyvumą ir atmosferos pasipriešinimą arba jo trūkumą, natūralus Hablo atmosferos grįžimas įvyks 2028–2040 m. [4] [217] 2016 m. Birželio mėn. NASA pratęsė Hablo paslaugų sutartį iki 2021 m. Birželio mėn. [4] 218]

Pirminis NASA planas saugiai nutraukti orbitą iš Hablo buvo jį gauti naudojant kosminį šaudyklą. Tuomet Hablas greičiausiai būtų buvęs rodomas Smithsonian institute. Tai nebėra įmanoma, nes „Space Shuttle“ laivynas buvo išėjęs į pensiją, ir bet kokiu atveju tai būtų mažai tikėtina dėl misijos išlaidų ir rizikos įgulai. Vietoj to NASA svarstė galimybę pridėti išorinį varymo modulį, kad būtų galima valdyti grįžimą. [219] Galiausiai 2009 m. NASA, vykdydama paskutinę „Space Shuttle“ aptarnaujančią misiją „4 aptarnavimo misija“, įdiegė „Soft Capture Mechanism“ (SCM), kad įveiktų bet kurią įgulą ar robotą. SCM kartu su santykine navigacijos sistema (RNS), sumontuota ant „Shuttle“, kad surinktų duomenis, kad „NASA galėtų pasinaudoti daugybe galimybių saugiai nutraukti Hablo orbitą“, yra „Soft Capture and Rendezvous“ sistema (SCRS). [103] [220]

Galimos tarnybos misijos Redaguoti

Nuo 2017 m. [Atnaujinimas] D.Trumpo administracija svarstė „Sierra Nevada Corporation“ siūlymą aptarnauti savo įgulos erdvėlaivio „Dream Chaser“ versiją. Hablas kurį laiką 2020-aisiais ir kaip mokslinių galimybių tęsinys, ir kaip draudimas nuo bet kokio veikiančio Jameso Webbo kosminio teleskopo gedimų. [221] 2020 m. Johnas Grunsfeldas sakė, kad „SpaceX Crew Dragon“ arba „Orion“ per dešimt metų galėtų atlikti dar vieną remonto misiją. Nors robotizuotos technologijos dar nėra pakankamai ištobulintos, pasak jo, su nauju giroskopu ir instrumentais surengė dar vieną apsilankymą „Mes galėtume išlaikyti Hablą dar kelis dešimtmečius“. [222]

Perėmėjai Redaguoti

Matomas spektro diapazonas
Spalva Bangos ilgis
violetinė 380–450 nm
mėlyna 450–475 nm
žydra 476–495 nm
žalias 495–570 nm
geltona 570–590 nm
oranžinė 590–620 nm
raudona 620–750 nm

Hablo, kaip ultravioletinės ir matomos šviesos kosminio teleskopo, nėra tiesioginis pakaitalas, nes trumpalaikiai kosminiai teleskopai nedubliuoja Hablo bangos ilgio aprėpties (nuo ultravioletinių iki artimųjų infraraudonųjų spindulių bangos ilgio), o koncentruojasi į kitas infraraudonųjų spindulių juostas. Šios juostos yra pageidaujamos tiriant objektus, kurių raudonas poslinkis yra žemas, ir žemos temperatūros objektus, objektus, kurie paprastai yra senesni ir tolimesni visatoje. Šiuos bangos ilgius taip pat sunku ar neįmanoma ištirti iš žemės, tai pateisina kosminio teleskopo išlaidas. Dideli antžeminiai teleskopai gali atvaizduoti kai kurių bangų ilgius kaip ir „Hubble“, kartais iššaukia HST skiriamąją gebą naudojant adaptyvią optiką (AO), turi daug didesnę šviesos surinkimo galią ir gali būti lengviau atnaujinami, tačiau dar negali atitikti „Hubble“ puiki raiška plačiame regėjimo lauke su labai tamsiu erdvės fonu.

Hablo įpėdinio planai įvyko kaip naujos kartos kosminio teleskopo projektas, kuris pasibaigė planais dėl oficialaus Hablo įpėdinio Jameso Webbo kosminio teleskopo (JWST). [223] Labai skiriasi nuo padidinto Hablo, jis suprojektuotas veikti šalčiau ir toliau nuo Žemės L2 Lagrangian taške, kur sumažėja šiluminiai ir optiniai Žemės ir Mėnulio trikdžiai. Jis nėra sukonstruotas taip, kad būtų visiškai tinkamas naudoti (pvz., Keičiami prietaisai), tačiau konstrukcijoje yra doko žiedas, leidžiantis apsilankyti iš kitų erdvėlaivių. [224] Pagrindinis JWST mokslinis tikslas yra stebėti tolimiausius visatos objektus, kad jie nepasiektų esamų instrumentų. Manoma, kad ankstyvosios Visatos žvaigždės aptiks maždaug 280 milijonų metų senesnės žvaigždės, nei dabar aptinka HST žvaigždės. [225] Teleskopas yra tarptautinis NASA, Europos kosmoso agentūros ir Kanados kosmoso agentūros bendradarbiavimas nuo 1996 m. [226]. Jį planuojama paleisti raketoje „Ariane 5“. [227] Nors JWST pirmiausia yra infraraudonųjų spindulių prietaisas, jo aprėptis tęsiasi iki 600 nm bangos ilgio šviesos arba matomame spektre apytiksliai oranžinė. Tipiška žmogaus akis gali matyti maždaug 750 nm bangos ilgio šviesą, todėl yra tam tikrų sutapimų su ilgiausiomis matomomis bangos ilgio juostomis, įskaitant oranžinę ir raudoną šviesas.

Papildomas teleskopas, žiūrintis net į ilgesnius nei Hablo ar JWST bangos ilgius, buvo Europos kosmoso agentūros Herschelio kosminė observatorija, paleista 2009 m. Gegužės 14 d. Kaip ir JWST, „Herschel“ nebuvo skirta aptarnauti po paleidimo, o jo veidrodis buvo gerokai didesnis nei Hablo, bet stebimas tik tolimajame infraraudonųjų spindulių ir submilimetre. Jam reikėjo helio aušinimo skysčio, kurio baigėsi 2013 m. Balandžio 29 d.

Pasirinkti kosminiai teleskopai ir prietaisai [228]
vardas Metai Bangos ilgis Diafragma
Žmogaus akis 0,39–0,75 μm 0,01 m
Špiceris 2003 3–180 μm 0,85 m
Hablo STIS 1997 0,115–1,03 μm 2,4 m
Hablo WFC3 2009 0,2–1,7 μm 2,4 m
Heršelis 2009 55–672 μm 3,5 m
JWST Suplanuota 0,6–28,5 μm 6,5 m

Kitos pažangių XXI amžiaus kosminių teleskopų koncepcijos apima didelį ultravioletinių spindulių optinį infraraudonųjų spindulių matuoklį (LUVOIR), [229] konceptualizuotą 8–16,8 metrų (310–660 colių) optinį kosminį teleskopą, kuris, realizavus, gali būti tiesioginis HST įpėdinis, su galimybe stebėti ir fotografuoti astronominius objektus matomoje, ultravioletinių ir infraraudonųjų spindulių bangose, skiriant geresnę skiriamąją gebą nei Hablo ar kosminio teleskopo „Spitzer“. Šios pastangos planuojamos 2025–2035 m.

Esami antžeminiai teleskopai ir įvairūs siūlomi labai dideli teleskopai gali viršyti HST, kalbant apie šviesos surinkimo galią ir difrakcijos ribą dėl didesnių veidrodžių, tačiau teleskopus veikia kiti veiksniai. Kai kuriais atvejais jie gali suderinti arba viršyti „Hubble“ skiriamąją gebą, naudodami adaptyvią optiką (AO). Tačiau AO ant didelių antžeminių atšvaitų nepadarys „Hubble“ ir kitų kosminių teleskopų pasenusiais. Dauguma AO sistemų sustiprina vaizdą labai siaurame lauke - pavyzdžiui, „Lucky Cam“ sukuria ryškius vaizdus, ​​kurių plotis siekia vos 10–20 arkos sekundžių, o „Hubble“ kameros sukuria ryškius vaizdus 150 arkos sekundės (2½ lanko minutės) lauke. Be to, kosminiai teleskopai gali tirti Visatą visame elektromagnetiniame spektre, kurio didžiąją dalį užblokuoja Žemės atmosfera. Galiausiai foninis dangus kosmose yra tamsesnis nei ant žemės, nes oras dieną sugeria saulės energiją, o naktį ją išskiria, sukurdamas silpną, bet vis dėlto pastebimą oro srautą, kuris išplauna mažai kontrastingus astronominius objektus. [230]


Hablo teleskopas žvelgia į ateitį po 23 metų erdvėje

NASA Hablo kosminis teleskopas šiandien mini didžiulius 23 metus orbitoje, tačiau astronomai tikisi, kad simbolinis instrumentas gali tęsti dangų tyrimą ateinančiais metais.

Hablo komanda siekia, kad teleskopas, kuris 1990 m. Balandžio 24 d. Buvo paleistas į kosminį šaudyklą „Discovery“, veiktų iki 2020 m. Tai užtikrintų mažiausiai vienerių metų sutapimą su 8,8 mlrd. USD įpėdiniu Jameso Webbo kosminiu teleskopu (JWST). , kurį ketinama pradėti teikti 2018 m. pabaigoje.

„Šiuo metu tai atrodo įmanoma“, - sakė Hablo misijos biuro vadovas Kenas Sembachas iš Kosminio teleskopo mokslo instituto (STScI) Baltimorėje, Md., Kuris valdo Hablo mokslo operacijas. [Naujausios nuostabios Hablo nuotraukos]

„Gali būti, kad jis veikia ne taip gerai, kaip veikia šiandien, nes akivaizdu, kad su laiku jis pablogės“, - SPACE.com sakė Sembachas. - Bet tai yra mūsų viltis ir toks yra mūsų planas, ir mes tikimės, kad tai iš tikrųjų turėtų būti įmanoma “.

Nelygus pradžia

Nors Hablo kosminis teleskopas šiandien yra žinomas dėl savo nuostabių kosminių vaizdų ir indėlio į astronomiją - jo stebėjimai, pavyzdžiui, atskleidė, kad visatos plėtimasis spartėja, todėl astronomai paskatino egzistuoti paslaptingą jėgą, vadinamą tamsia energija - teleskopo misija turėjo neabejotinai duobėtą pradžią.

Hablas paleido su pagrindiniu veidrodžiu, kuris buvo sumaltas netinkamam receptui, todėl daugelis per pirmuosius trejus metus užfiksuotų vaizdų buvo varginančiai neryškūs. [Kaip veikia Hablo kosminis teleskopas (infografija)]

„Hablas buvo daugybė anekdotų - satyrizuojančių animacinių filmų, laikraščiuose ir vėlai vakaro pokalbių laidose“, - sakė Sembachas. - Vargšė observatorija iš pradžių ten buvo tarsi juokas.

Tačiau „Hubble“ buvo suprojektuotas aptarnauti kosminių kosmonautų, ir problema buvo išspręsta 1993 m. Gruodžio mėn. Įdiegus korekcinę optiką. Astronautai per kelis metus dar keturis kartus taisė ir atnaujino „Hubble“, po vieną kartą 1997 m., 1999 m., 2002 m. Ir 2009 m.

Šis dėmesys orbitoje suvaidino svarbų vaidmenį pratęsiant stebinantį Hablo mokslinį gyvenimą, sakė Sembachas.

„Nemanau, kad kai Hubble'as pirmą kartą buvo įsivaizdavęs, kad kas nors tikėjosi, jog tai truks daugiau nei penkerius ar dešimt metų, jau nekalbant apie 20 metų“, - sakė jis. "Manau, kad remontas ir visa kita, kas buvo padaryta observatorijai, buvo kur kas įspūdingesni, nei kada nors buvo numatyta anksčiau."

Drauge su JWST

NASA įsipareigojo finansuoti „Hubble“ iki 2016 m. Balandžio 30 d. Tačiau parama teleskopui, kurio metinės eksploatavimo išlaidos siekia apie 98 mln. USD, turėtų būti tęsiama ir toliau, sakė Sembachas, su sąlyga, kad „Hubble“ vis grąžins gerus duomenis.

„Kol observatorija išlieka moksliškai produktyvi, manau, kad šalis vis tiek bus pasirengusi paremti puikų mokslą, kurį gamina“, - sakė jis. "Jei bus taip, kad mokslas nebebus įtikinamas, tada bus laikas jį išjungti".

Dabar nebebus aptarnaujančių misijų, kai NASA kosminių šaudyklių parkas yra išėjęs į pensiją, todėl teleskopas yra atskiras. Jei „Hubble“ pavyks užsikabinti iki 2020 m., Jis ir JWST sukurs galingą stebėjimo komandą, pridūrė Sembachas, o aštrus „Hubble“ regėjimas optinių ir ultravioletinių bangų ilgiais gerai papildo infraraudonųjų spindulių optimizuotą JWST.

„Pirmaisiais ar dvejais stebėjimo metais iš JWST bus visokių atradimų“, - sakė Sembachas. "Norėsite turėti puikių optinių vaizdų, kuriuos JWST žiūrės į infraraudonųjų spindulių ryšį, bus daugybė dalykų."

Tokių stebėjimų ne visada galėjo padaryti du teleskopai paeiliui. Jie abu turi veikti vienu metu, pavyzdžiui, norėdami ištirti vienkartinius kosminius įvykius, pavyzdžiui, supernovos sprogimus ar įspūdingą 1994-ųjų kometos „Shoemaker-Levy 9“ katastrofą į Jupiterį, sakė STScI astronomas Mario Livio.

„Laiko kritiniai dalykai - nėra jokio kito būdo, kaip tai padaryti, išskyrus du sutampančius teleskopus“, - SPACE.com sakė Livio.

Žvilgsnis į priekį ir žvilgsnis atgal

Astronomai panaudojo „Hubble“, kuris yra bendras NASA ir Europos kosmoso agentūros darbas, tiriant įvairius kosminius reiškinius ir objektus per pirmuosius 23 metus, o teleskopo darbo krūvis ateityje bus panašus. Tačiau Sembachas paminėjo keletą sričių, kurioms ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas ateinančiais metais.

Vienas iš jų yra egzoplanetų tyrimai. Hablas buvo pirmasis instrumentas, gaunantis svetimos planetos atmosferos spektrą, sakė Sembachas, ir mokslininkai nekantrauja atlikti daugiau tokio darbo, nes žinomų pasaulių, esančių už mūsų Saulės sistemos ribų, skaičius vis auga.

Hablas taip pat per ateinančius trejus metus skirs nemažą stebėjimo laiką projektui „Hablo pasienio laukai“, kuris turėtų atskleisti tolimiausius visatoje žinomus objektus, sakė Sembachas.

„Pasienio laukai“ seka dar tris Hablo pastangas, kurios pastebėjo itin tolimus kosminius objektus - novatorišką „Deep Field“ nuotrauką 1996 m., 2004 m. „Ultra Deep Field“ ir „eXtreme Deep Field“ 2012 m.

Toks darbas papildys Hablo palikimą, kuris, pasak Sembacho, jau yra įspūdingas mokslo ir populiariosios kultūros srityje.

"Astronomams Hablas yra stebėjimo observatorija. Jei turite ką nors, ką tikrai turite suprasti - tikrai norite apie tai išsamiai sužinoti, - pasirinkta observatorija beveik visada yra Hablo", - sakė Sembachas ir pažymėjo, kad teleskopas padarė daugiau nei 1 milijoną mokslo stebėjimų, dėl kurių buvo paskelbta daugiau nei 11 000 mokslinių straipsnių.

"Ir žvelgiant iš Amerikos visuomenės pusės, manau, kad iš tikrųjų sunku nuvertinti Hablo poveikį. Beveik kiekvienoje šalies mokykloje ant klasių sienų yra Hablo nuotraukos. Hablo vaizdus matai televizijos laidose, matai knygose. , matai tai mene “, - pridūrė jis. - Manau, kad tai tapo kultūros dalimi “.

Livio pakartojo tuos jausmus.

„Paprašykite bet kurio gatvės žmogaus vieno teleskopo pavadinimo, ir jis pasakys„ Hubble “, - sakė jis. - Taigi, tai tik parodo poveikio lygį.