Hubble
Szervezet | NASA és ESA (15%) |
---|---|
Program | Nagy obszervatóriumok |
Terület | Csillagászat |
Állapot | Működési |
Dob | 1990. április 24 |
Deorbitálás | 2030-2040 |
COSPAR azonosító | 1990-037B |
Webhely | www.hubblesite.org/ |
Szentmise induláskor | 11 000 kg |
---|
Pálya | Alacsony |
---|---|
Magasság | 590 km |
Időszak | 96-97 perc |
Hajlam | 28,5 ° |
Kering | ~ 168,400-ig 2021. március 14 |
típus | Ritchey-Christian |
---|---|
Átmérő | 2,40 m |
Fokális | 57,60 m |
Hullámhossz | Látható , ultraibolya , infravörös közeli (115–2500 nm ) |
NICMOS | Kamera és infravörös spektrométer |
---|---|
ACS (en) | Kamera |
WFC3 | Széles terepi kamera |
SITS (en) | Spektrométer és kamera |
COS (en) | Ultraibolya spektrométer |
A Hubble Space Telescope (in English Hubble Űrtávcső , rövidítve HST vagy ritkán a francia , TSH ) egy űrteleszkóp által kifejlesztett NASA vesz részt, az Európai Űrügynökség , az operatív 1990 óta A nagy tükör (2,4 méter átmérőjű) , amely lehetővé teszi, hogy 0,1 ívmásodpercnél kisebb szögfelbontású képeket jelenítsen meg , valamint hogy képes legyen megfigyelni a képalkotókat, valamint az infravörös spektroszkópokat és az ultraibolya fényeket, és lehetővé teszi, hogy sokféle megfigyelés esetén a legerősebb földi eszközöket osztályozza felül , amelyet a Föld légkörének jelenléte akadályoz. A Hubble által gyűjtött adatok nagy horderejű felfedezésekhez járultak hozzá az asztrofizika területén , például az Univerzum tágulási sebességének mérésével, a szupermasszív fekete lyukak jelenlétének megerősítésével a galaxisok közepén , vagy a sötét anyag és a sötét létezésével energia .
Az Edwin Hubble csillagászról elnevezett Hubble teleszkóp fejlesztése a hetvenes évek elején kezdődött . A Challenger űrsikló finanszírozásával, műszaki fejlődésével és megsemmisítésével kapcsolatos problémák azonban 1990-ig elhalasztják indítását. Különösen súlyos optikai rendellenességre derül fény nem sokkal azután, hogy alacsony földi pályájára 600 km magasságban került. A kezdetektől fogva az űrtávcsövet úgy tervezték, hogy lehetővé tegye az űrsikló karbantartását . Az első ilyen küldetés, 1993-ban az optikai rész rendellenességeinek kijavítására szolgál. Négy másik, 1997-ben, 1999-ben, 2002-ben és 2009-ben végzett misszió lehetővé tette az öt tudományos eszköz korszerűsítését és bizonyos hibás vagy elavult berendezések cseréjét. Az utolsó karbantartási missziónak, amelyet az STS-125 misszió hajtott végre 2009-ben , közvetlenül az űrsiklók végleges visszavonása előtt, lehetővé kell tennie a Hubble távcső még néhány évig tartó működését. Az infravörös megfigyelésekhez 2021 - ben nagyobb kapacitású James-Webb űrtávcsővel kell felváltani .
Az űrtávcső első említése 1923-ból származik: Hermann Oberth , az űrhajózás egyik úttörője Die Rakete zu den Planetenräumen ( A rakéta a bolygóközi térben ) című munkájában jelzi, hogy egy rakétával teleszkópot lehet a pályára állítani. . A Hubble űrtávcső projekt eredete 1946-ig vezethető vissza . Abban az évben Lyman Spitzer csillagász publikált egy cikket egy földönkívüli csillagvizsgáló csillagászati előnyei címmel , felvázolva az űrben elhelyezett távcső által a Földön elhelyezkedő távcsőhöz képest nyújtott előnyöket. Két érvet terjesztenek elő. Egyrészt a szögfelbontást már nem korlátozza a légköri turbulencia, hanem csak a diffrakció : akkoriban egy 2,5 méteres távcső felbontása nem haladta meg a 0,5–1 ívmásodpercet. Emiatt a jelenség miatt, míg elméletileg képes legyen elérni a 0,05 ív másodpercet. Az űrtávcső második előnye, hogy képes megfigyelni az infravörös és az ultraibolya sugárzást , amelyet a légkör szinte teljesen elfog. Spitzer egész karrierje mellett érvelt egy űrtávcső projekt mellett. 1962-ben, öt évvel az első mesterséges műhold pályára állítása után , az Amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia az űrprogram keretében végrehajtandó tudományos célok között meghatározta az űrtávcső megvalósítását. 1965-ben Spitzert egy nagy űrtávcső tudományos célkitűzéseinek meghatározásáért felelős bizottság élére állították.
A valóságban az űrcsillagászat nagyon kicsiben kezdődik közvetlenül a második világháború befejezése után : az első hangzó rakéták fedélzetén lévő műszerekkel sikerül a Nap elektromágneses spektrumát elérni az ultraibolya fényben . 1962-től a NASA amerikai űrügynökség elindítja az első csillagászatnak szánt műhold-sorozatot: a Nap Obszervatórium (OSO) körül keringő napmegfigyelő központok képesek elektromágneses spektrumokat szerezni az ultraibolya, a röntgensugarak és a gammasugarak területén. Az Egyesült Királyság saját, az Ariel 1 szolármegfigyelő műholdja körül ugyanabban az évben keringő helyszín . Végül 1966-ban a NASA elindította az Orbita csillagászati obszervatórium (OAO) sorozat első űrtávcsövét . Az OAO-1 mindössze három napos misszió után szenvedett akkumulátor- meghibásodást , de az OAO-2 , amelynek feladata a csillagok és galaxisok ultraibolya megfigyelése volt, 1968 és 1972 között működött, jóval - azon éven túl, amelyre volt szüksége. tervezték.
A NASA OAO Űrtávcsöves sorozatának tudományos eredményei meggyőzik a csillagászati közösséget , hogy összejöjjenek egy nagy űrtávcső projekt elindítására. 1970-ben a NASA két bizottságot hozott létre, hogy meghatározzák egyrészt az eszköz műszaki jellemzőit, másrészt az eszköz tudományos céljait. De az amerikai űrügynökség küzd a költségvetés megszerzéséért, amikor a tervezett költség jelentősen meghaladja az azonos méretű földi távcsőét. 1974-ben az alapokat, hogy a tanulmány az űrteleszkóp teljes mértékben ellensúlyozza a bizottság (in) , hogy előkészítse a nemzeti költségvetésből. Az Amerikai Tudományos Akadémia jelentésével alátámasztott tudományos közösség nyomása ellenére az Egyesült Államok Kongresszusa és a Szenátus csak a NASA által kért összeg felét állítja vissza a fedélzeten valószínűleg található eszközök első részletes tanulmányainak elvégzéséhez és fejlesztéséhez. az optikai rész első komponensei. Ezekkel a finanszírozási nehézségekkel szembesülve a NASA úgy dönt, hogy lefelé felülvizsgálja a rendszer jellemzőit, az elsődleges tükör méretét 3- ról 2,4 méterre csökkentik, és az Európai Űrügynökséget meghívják a projektbe cserébe a megfigyelési idő: az ESA-nak biztosítania kell az öt műszer egyikét ( halvány tárgykamera ), a napelemeket, és részt kell vennie a távcső működési támogatásában. Végül 1977-ben a kongresszus megadta a szükséges eszközöket a nagy űrtávcső (LST), a műszer keresztnevének első építési munkálataihoz .
Az űrteleszkópot az alapoktól kezdve úgy tervezték, hogy rendszeresen javítsák és korszerűsítsék, miután az űrhajósok az amerikai űrsikló fedélzetén állították pályára . Ez utóbbi abban az időben fejlesztés alatt állt, és a jövőbeni távcsövek karbantartási missziói fokozatosan jelentették létezésének egyik fő okát, különösen azért, mert az űrállomás, amelynek szolgálnia kellett volna, nem talált finanszírozást. Az űrhajósok általi karbantartás lehetővé tétele érdekében számos, élénk sárgára festett kapaszkodót helyeznek el a távcső felületén. Az összes műszert és sok felszerelést úgy tervezték, hogy a merev szkafander és a vastag kesztyű hátránya ellenére űrhajós helyettesíthesse őket : egyetlen eszközzel szétszerelhető panelek mögött érhetők el, és a forma alá kerülnek doboz, kevés összekapcsolással és könnyen kezelhető. A napelemek feltekerhetők és szétszedhetők cserére. A hosszú fejlesztési szakasz lehetővé tette az űrben végzett karbantartási műveletekhez szükséges eszközök és eljárások tökéletesítését. Különösen Bruce McCandless űrhajós gyakorlatilag húsz évét szenteli, próbákat végez a semleges felhajtóerő-szimulátor (in) medencéjében elhelyezett űrteleszkóp mintáján , szimulálva a súlytalanságot .
A Hubble főtükörének polírozása.
A Perkin-Elmer mérnökei megvizsgálják a fő tükör felületét.
A fő tükör végső ellenőrzése.
Számos NASA és ipari központ vesz részt az űrtávcső megvalósításában. Az Apollo program leállítása óta a terhelési terv csökkenése miatt szenvedő Marshalli Űrrepülőközpont lelkes támogatója a projektnek, és sikerül meggyőznie a NASA vezetését, hogy jelöljék ki a tervezésért, fejlesztésért és fejlesztésért felelős felelősségre. a távcső építése. A projekt elindításakor a Goddard Űrrepülő Központnak nagy tapasztalata volt az űr csillagászat területén, de viszonylag korlátozott emberi erőforrásait más célok monopolizálták. A projekt megvalósulásakor a NASA vezetése megbízza a műszerek megvalósításával, valamint a teleszkóp vezérlőközpont elhelyezésével. A feladatok ilyen felosztása számos konfliktushoz vezet a két űrközpont között. A fő érintett gyártók : az optikai alkatrészt előállító Perkin-Elmer és a teleszkóp egészének gyártásáért és az optika integrálásáért felelős Lockheed . A két vállalat nagy tapasztalattal rendelkezik a területen, amelyet a KH-9 optikai felderítő műholdak fejlesztésével szereztek .
De az űrtávcső optikai részének megvalósítása komoly nehézségekkel küzd. A specifikációk előírják, hogy az elsődleges tükör felülmúlhatatlan 10 nanométeres pontossággal csiszolható . Polírozása 1979-ben kezdődött, a Corning által készített nyers üveglencsével . 1981-ben további költségek és késések halmozódtak fel, és a NASA úgy döntött, hogy a költségek korlátozása érdekében leállítja a Kodak és az Itek ( fr ) vállalatokra bízott elsődleges tükör fejlesztését . A polírozás 1981 végén fejeződött be, de a Perkin-Elmer továbbra is késleltette az egyéb optikai alkatrészek gyártását. A Lockheedre bízott fejlesztések, valamint a műszerek gyártása ugyanazokkal a túllépési problémákkal áll szemben a terhelés és a határidő tekintetében. 1983-ban, a projekt kezdeti alulértékelését feltáró mélyreható auditok után a NASA vezetése élesen megnövelte az űrtávcsőhöz rendelt személyzet számát a Marshall Központban. A kongresszus a maga részéről vállalja, hogy a projektre szánt összes támogatást 1,175 milliárd dollárra növelik, szemben az 1977-es 475 millió dollárral. Az alapok befecskendezését elsősorban a kockázatok csökkentésére használják: az alkotóelemek számát a pályán lecserélt ( Orbital helyettesítő egység vagy ORU), amely 120-ról 20-ra csökkent, hogy megbirkózzon a további költségekkel, 49-re nyúlik vissza; az alkatrészeket szisztematikusan gyártják, és a vizsgálati fázisokat meghosszabbítják. Ban ben1983. október, az űrtávcső neve " Edwin P. Hubble Űrtávcső ", Amerika egyik leghíresebb csillagászának tiszteletére. A távcső fejlesztése még mindig jelentős kihívásokkal néz szembe az összes alkatrész végső integrálása során a Lockheed részéről. A megsemmisítés a shuttle Challenger in 1986. január, amely a földre szegezi a transzfert, üdvözítő haladékot ad a távcsövön dolgozó csapatoknak, amelyet ugyanezen év júniusában kellett elindítani. Számos finomhangolást és kisebb javítást hajtottak végre a Lockheed telephelyén , a kaliforniai Sunnyvale- ben , egészen az 1990-es elindításig. Időközben a projekt költsége elérte a 2 milliárd dollárt, ami a Hubble teleszkópot tette a legdrágábbá. minden idők tudományos eszköze.
A Hubble teleszkóp eredetileg tizenöt éves élettartamú volt, és az Űrsikló két és fél évente karbantartási feladatot hajtott végre, ha a nagyobb munkához szükség esetén a távcsövet visszahozta a Földre. Az űrsikló missziókkal kapcsolatos növekvő költségek és kockázatok megzavarják ezeket a terveket. Öt karbantartási műveletet hajtottak végre: 1993-ban, 1997-ben, 1999-ben, 2002-ben és 2009-ben. Az űrsikló visszavonása óta, amely 2011-ben lépett hatályba, több karbantartási művelet nem lehetséges, mivel egyetlen meglévő vagy fejlődő űrhajó sem rendelkezik a szükséges kapacitásokkal ( alkatrészek szállítási képessége, autonómia, távirányítású kar) ennek a munkának az elvégzésére az űrtávcső keringésének viszonylag nagy magasságában. Az egyes karbantartási műveletek során többféle munkát végeznek a hosszú űrséták részeként:
Ezenkívül a légköri fékezés miatt a távcső lassan elveszíti a magasságot (és sebességet kap). Ezért ezeket a karbantartási látogatásokat kihasználva a transzfer segítségével a teleszkópot magasabb pályára állíthatjuk.
A távcsövet elindítják 1990. április 24Az STS-31 küldetés az űrsikló Discovery . Miután az űrtávcső jövő pályájára került, aÁprilis 25, űrhajós és csillagász, Steven Hawley a távirányító karjával emeli ki a Hubble teleszkópot a raktérből. Parancsokat küldenek az antennák és a napelemek telepítésének kiváltására . Ezután a távcsövet elengedik a karból, és a napérzékelői segítségével tájékozódik, majd ha az optikai tengely elmozdul a Nap irányától, kinyitják a teleszkópot védő ajtót, és az első fotonok az elsődleges tükörre csapódnak. A földi irányító központ ezután egy hosszú kalibrációs fázist kezd el, amelynek célja a teleszkóp működése. Az űrsikló egy olyan legénységgel tér vissza a földre, amely bízik a küldetés sikerében.
Az indulás utáni első napoktól kezdve az elsőre kisebbnek tűnő problémák csillapítják a projekt résztvevőinek örömét. Az űrtávcső rendszerint biztonsági módba vált, amikor egyes mellékletei mozgásba kerülnek, miközben a finom érzékelők, amelyek felelősek azért, hogy a távcsövet az ég vizsgált része felé mutassák, nem záródnak be a megcélzott területre. Ezeket a problémákat fokozatosan sikerült kordában tartani, de nem oldódtak meg, amikor június közepén elkészültek az első részletes képek a csillagmezőkről. A tudósok és mérnökök csodálkozására a fotók elmosódtak: gyorsan nyilvánvalóvá válik, hogy a probléma eredete gömbös aberráció , akár az elsődleges tükör , akár a másodlagos tükör, akár mindkettő között, amelyet a üveg helytelen specifikációk szerint. Senki sem érti, hogy az űrtávcső különösen hosszú és drága fejlesztése során miként nem fedeztek fel ilyen durva hibát. A NASA számára ez egy különösen szembeszökő kudarc a Challenger transzfer balesete után, amely ismét megkérdőjelezi annak irányítási módszereit. Ezzel a rendellenességgel a Hubble nem tud jobb képeket adni, mint a nagy földi teleszkópok. Megalakult a vizsgálóbizottság, a Hubble Űrtávcső optikai rendszerek vizsgálati tanácsa 1990. július 2és gyorsan megállapítja, hogy az elsődleges tükör túl lapos a perifériáján, 2 mikronnyival. Ennek eredményeként a tükör közepétől és peremétől visszaverődő sugarak nem egy pontban konvergálnak. Ennek a hibás tükörgeometriának a gyökere a Perkin-Elmer gyártó által a polírozás ellenőrzésére használt görbületellenőrző eszköz rossz kalibrálása . A görbület anomáliát más ellenőrző eszközökkel végzett utolsó tesztek során észlelték, de Perkin-Elmer tisztviselői szándékosan figyelmen kívül hagyták ezeket az eredményeket, úgy vélve, hogy azok az alkalmazott mérőeszközöknek köszönhetők.
Vannak, akik eleinte attól tartanak, hogy a NASA és a Kongresszus felhagy minden próbálkozással annak kijavítására. De a NASA úgy döntött, hogy megpróbálja helyreállítani az űrtávcső képességeit, az űrsikló által végzett első karbantartási misszió részeként, 1993-ban. A görbülethiba homogén, ami lehetővé teszi annak kijavítását ugyanazon anomáliát mutató optikai eszközön keresztül. de megfordítva. A csillagászok úgy döntenek, hogy feláldozzák az öt műszer egyikét, a HSP-t ( nagysebességű fotométer ) a COSTAR (korrektív optikai űrteleszkóp tengelycsere) nevű korrekciós eszköz felállítására . Ez két tükröt tartalmaz, amelyek elfogják és korrigálják a FOC, FOS és GHRS műszerek felé irányított fényáramot. Az ötödik műszert az 1993-as misszió részeként a WF / PC 2 váltja fel, és közvetlenül magában foglalja a korrekciós optikát. Úgy döntöttek, hogy a jövőbeni eszközök, amelyeknek fokozatosan ki kell váltaniuk az eredeti műszereket, tartalmaznak egy korrekciós eszközt is, amely kiküszöböli a COSTAR hosszú távú igénybevételének szükségességét (ezt 2009-ben hatékonyan szétszerelik és visszahozzák a Földre, és azóta kiállították a Nemzeti Légi- és Űrmúzeum ). Úgy döntöttünk, hogy kicseréljük azokat a napelemeket is, amelyek a Föld árnyékának a Naphoz való áthaladása során az egyes pályákon ingadozásokat indukálnak. 1990 és 1993 között a hibák megsokszorozódtak, és nőtt az űrsikló személyzetének elvégzendő javítások listája: kettő, majd három az irányának irányításáért felelős giroszkóp , a GHRS műszerek és az FOC áramellátásának problémái aminek következtében elveszítik kapacitásuk felét, a fedélzeti számítógép két tömeges memóriája megszűnik. 1993 közepén, a NASA tapasztalt több szúró hibák, hogy a megnövekedett nyomást a következő javítási küldetése: a hiba nem sokkal elindítása után a NOAA-13 meteorológiai műhold , a Jupiter űrszonda Galileo képtelen telepíteni a nagy antenna erősítés , a teljes veszteség az űrhajó a Mars Observer szeptemberben és amiatt, hogy a tetőpont motor a Landsat-6 (a) októberben.
Az első karbantartási küldetés ( STS-61 ) űrhajósai alaposan kiképezték az űrtávcső beavatkozását. Nem minden javítás lehetséges, és prioritási célokat tűztek ki: annak érdekében, hogy az ESA új napelemeket telepítsen, két giroszkópot cseréljenek, a kamerát WF / PC-II széles mezőre és a COSTAR (en) ) . ADecember 2, egy nappal az ütemterv mögött, az Endeavour űrsikló felszáll, és két nappal később Claude Nicollier-nek sikerül megragadnia a távcsövet az űrsikló távirányítós karjával, és visszahozni az űrsikló rakterébe. kezdje meg a karbantartási munkákat. Jeffrey A. Hoffman és F. Story Musgrave öt egymást követő napon át hat-nyolc órán át tartó űrsétákon megy . A misszióra kitűzött összes célkitűzés teljesült, és egy hónappal később, az elért eredmények fényében a program tudományos vezetője nyilvánosan kijelentette, hogy az űrtávcső javítása lehetővé tette a kitűzött legambiciózusabb célok teljesítését. a projekt számára. Ban ben1994. májuscsillagászok bejelentik, hogy a műszerrel végzett megfigyelések első alkalommal lehetővé tették szinte bizonyossággal a fekete lyukak létezését a szomszédos M87 galaxis közepén . Július közepén, a távcső használható, hogy megfigyeljék a bukása törmeléket Comet Shoemaker-Levy 9 a Jupiter . Az év végén a csillagok szisztematikus leltározásának következtetései, amelyek az univerzum hiányzó tömegét képezhetik, kudarccal végződnek, megerősítve a sötét anyag elméletét .
Az űrtávcső elfogása után, az STS-61 küldetés során .
A napelemek cseréje Kathryn Thornton részéről .
Jeffrey Hoffman működteti a WF / PC1 műszert, amelyet a Hubble Űrtávcsőből vettek ki.
A második űrtávcső karbantartási misszió, az STS-82 , ben1997. február, a nagyfelbontású spektrográfot és a gyenge objektumok spektrográfját egy új spektrográffal (STIS) helyettesíti, amely extrém finomsággal képes vizsgálni az égi tárgyakat. A távoli galaxisok megfigyeléséhez egy új infravörös kamerát is hozzáadunk egy több objektumot tartalmazó spektrográfhoz ( Near Infrared Camera / Multi-Object Spectrograph , NICMOS). A legénység emellett frissítette a Hubble navigációs rendszerét egy új vezetésérzékelő és lendkerék felszerelésével. Új merevlemezzel is fel van szerelve , amely tízszer több adatot képes tárolni, mint a régi.
A harmadik távcső-karbantartási missziót a tervek szerint tervezték 2000. június, de a teleszkóp tájolásáért felelős hat giroszkóp közül három egymást követő kudarca miatt a NASA módosította terveit. A tervezett misszió megismétlődik egy első SM3A misszióval, amelyet 2009-re terveztek1999. december. A 1999. november 13, a negyedik giroszkóp meghibásodik, és az űrügynökség kénytelen abbahagyni a megfigyeléseket, mert a távcső nem működik háromnál kevesebb működő giroszkóppal. Az ütemterv szerint végre elindul az STS-103 mentőakció . Három űrsétán kicserélik a hibás giroszkópokat, valamint a fedélzeti számítógépet. Az új mikroprocesszor az a típus 486 húszszor gyorsabb, mint elődje, és van egy memória hatszor nagyobb. Egy új memóriaegység a félvezető helyettesíti a rendszer szalagot . Végül az űrhajósok kicserélik az S-sávú távadót és a hővédő bevonat egyes részeit.
Az SM3B karbantartási misszió ( STS-109 ), in 2002. március, az eredetileg 2005 - ben tervezett SM3 küldetés második részét képezi 2000. június. Fő célja az ACS ( Advanced Camera for Surveys ) harmadik generációs műszer telepítése az FOC ( Faint Object Camera ) helyett , amelynek növelnie kellene a távcső teljesítményét. Az ACS három aleszközből áll, amelyek mindegyike egy-egy beavatkozási területnek szól: a legrégebbi galaxisok megfigyelése, a galaxisok középpontjának részletes képei, valamint egy ultraibolya fényben működő műszer, például meteorológiai jelenségek vagy másokon mágneses megfigyelésére. bolygók. A küldetés egyben lehetőség más alkatrészek cseréjére is:
A kanadai Űrügynökség (CSA / CSA) azt javasolja, hogy robotot küldjenek a Hubble teleszkóp karbantartására, miután az űrsiklókat gyorsan visszavonták a szolgálatból . 2005 elején ezt a lehetőséget törölték, a NASA úgy döntött, hogy végső karbantartási feladatot hajt végre. Ezt az STS-125 névre keresztelt missziót meg kellett indítani 2008. október 10az Atlantis űrsiklóval . A távcső által megszerzett adatok feldolgozását és továbbítását lehetővé tevő rendszer - beleértve a még mindig működő biztonsági rendszert is - súlyos meghibásodása késlelteti a küldetés cseréjét. A transzfer ezért felszállt 2009. május 11. Ezt az utolsó küldetést ( STS-125 ) az űrsikló hajtja végre, a NASA adminisztrátorának, Michael Griffin jóváhagyását követően . A frissítés két új tudományos eszköz telepítéséből állt: a Cosmic Origins Spectrograph (COS) és a Third Wide Field Camera (WFC-3). A misszió végül tizenhárom napig tartott.
Michael T. Good és Michael J. Massimino az STS-125 (2009) küldetés során javítja az STIS műszert .
A COS eszköz telepítése az STS-125 küldetés során .
Az utolsó karbantartási munka az STS-125 küldetés során .
A Hubble teleszkóp hátulnézete, amelyet az űrhajósok most engedtek szabadon az STS-125 misszióból .
Keringő | SM 1 | SM 2 | SM 3A | SM 3B | SM 4 | |
---|---|---|---|---|---|---|
Keltezett | 1990 április | 1993. december | 1997. február | 1999. december | 2002. március | 2009. május |
Transzfer küldetés |
STS-31 Discovery |
STS-61 törekvés |
STS-82 Discovery |
STS-103 Discovery |
STS-109 Columbia |
STS-125 Atlantis |
magasságban Enhancement |
618 km | 590 km +8 km |
596 km +15 km |
603 km | 577 km +6 km |
567 km |
1. eszköz | WF / PC | WFPC2 | WFC3 | |||
2. eszköz | GHRS | STIS | STIS (R) | |||
3. eszköz (axiális helyzet) | HSP | COSTAR | KÖTÖZŐSALÁTA | |||
4. eszköz | ORRVITORLA | ACS | ACS (R) | |||
5. eszköz | FOS | NICMOS | NICMOS (hűtőközeg-rendszer) | |||
Giroszkóp | 6. | 4 (R) | 2 (R) | 6 (R) | 2 (R) | 6 (R) |
Napelemek | SA1 | SA2 | SA3 |
Az utolsó karbantartási küldetés, 2009-ben lehetővé tette a Hubble távcső felújítását . 2013 közepétől a távcső képességei, amelyek sok alkatrésze 25-30 éves, gyakorlatilag érintetlenek, és a NASA programmenedzsere szerint a távcső valószínűleg az év végéig képes működni. , lehetővé téve a megfigyeléseket a JWST-vel párhuzamosan , amelyet 2021-ben kellene elindítani. Az egyre erősebb földi teleszkópok ( például a VLT ) megjelenése ellenére a Hubble továbbra is népszerű a csillagászati közösség körében.: 180-200 megfigyelés a kérelmek minden évben teljesíthetők, összesen 1100 kérésből (ami a 20 000 éves pályáról 3000-3500 pályát jelent). Három hosszú távú megfigyelési projektet terveznek az elkövetkező évekre:
2013 elején az egyik giroszkóp a sodródás jeleit mutatta , de az anomália kijavítható a társított szoftver módosításával . A múltban a távcső számos problémával szembesült az ilyen típusú berendezésekkel kapcsolatban, és a támogatást nyújtó csapatok stratégiákat dolgoztak ki a teleszkóp hat giroszkóp közül csak az egyikével történő üzemeltetésére. A három finomirányú érzékelő egyike szabálytalanul működik, de a távcsövet irányító kezelőknek sikerül megkerülniük az anomáliát azzal, hogy ritkábban használják ezt a berendezést (a három érzékelőből csak kettőt használnak egyidejűleg normál üzemben). A NICMOS infravörös kamerát leállították hűtőrendszerének meghibásodása miatt. A felhasználói közösség úgy döntött, hogy feladja ezt a műszert, mert a WFC3 széles terepi kamera ugyanolyan típusú megfigyelést képes végrehajtani. A Hubble teleszkóp élettartama ennek ellenére korlátozott. Ban ben2013 április, a küldetést 2016-ig meghosszabbították. A teleszkóp pályájának tengerszint feletti magassága rendszeresen csökken a maradék légkör által okozott ellenállás hatására. Az amerikai űrsikló visszavonása óta a NASA-nak már nincs olyan űrhajója, amely képes lenne a pálya emelésére; a teleszkópot meg kell semmisíteni a légkör újracsatlakozásával egy olyan napon, amely a napenergiától függ, de 2030 és 2040 között lesz. Az utolsó STS-125 karbantartási misszió személyzete a távcső hátuljára dokkoló rendszert telepített , amelynek lehetővé kell tennie egy űrhajó, amely kiköt, hogy módosítsa a távcső pályáját a légköri visszatérés előtt, hogy a lakott területeket ne érje semmilyen törmelék. Az űrtávcső desorbitását 2020 körül jelentették be2016. június, A NASA bejelentette, hogy az űrtávcső legalább 2021-ig üzemben marad, a költségvetés meghosszabbítása majdnem 200 millió dollárt ér el.
A Hubble teleszkóp tömege körülbelül 11 tonna, hosszúsága 13,2 méter, maximális átmérője 2,4 méter, egymilliárd dollárba (vagy évente körülbelül 50 millió dollárba) került, ebből 76 milliót a legutóbbi misszió meghosszabbítására ( 2013–2016). Ez egy reflektor teleszkóp két tükör ; önmagában az elsődleges tükör átmérője körülbelül 2,4 méter, és több mint 350 millió dollárba kerül. Különféle spektrométerekkel és három kamerával van összekapcsolva : az egyik széles mezővel rendelkezik a gyengén világító tárgyak számára, a másik keskeny mezővel rendelkezik a bolygóképek számára, az utolsó pedig az infravörös tartomány számára van fenntartva .
A Hubble teleszkóp optikai része , vagy az OTA (az optikai teleszkóp szereléséhez ) Cassegrain típusú architektúrát használ . Ez, a legnagyobb földi teleszkópoknál a leggyakoribb, lehetővé teszi a nagy gyújtótávolság (57,6 méter) megszerzését egy viszonylag rövid csővel (6,4 méter). A Hubble rendelkezik egy 2,4 méteres tükörrel, amely sokkal kisebb, mint az újabb földi teleszkópok (akár 10 méteres is), de a légkör fölé helyezve a sugárzást nem szűri és nem zavarja ez, ami lehetővé teszi, hogy sokkal nagyobb szögfelbontást érjen el, az infravörös és ultraibolya megfigyelések elvégzése mellett. A Cassegrain teleszkópnak van egy elsődleges tükre, amely a beeső fényt a tengelyben elhelyezkedő másodlagos tükör felé visszaveri, amely viszont a kép vagy a fénysugár spektrumának rögzítéséért felelős műszerek felé tükrözi. A Hubble teleszkóp a Cassegrain egyik változatát használja, Ritchey-Chrétien néven , amelyet hiperbolikus primer és szekunder tükrök jellemeznek , ami lehetővé teszi a kóma és a gömbös aberráció elnyomását . A beeső fény bejut az optikai csőbe, majd a 2,4 méter átmérőjű elsődleges tükör visszatükrözi a tengelyben elhelyezkedő 30 cm átmérőjű másodlagos tükörig , majd az elsődleges tükör közepén 60 cm átmérőjű központi nyíláson halad át . érje el a mögötte 1,5 méterre található gyújtótávolságot. A fényáramot ezután tükrök rendszere irányítja a különféle tudományos eszközök felé. Az elsődleges tükör nagyon alacsony tágulási sebességű üvegből készül. Tömege 818 kg- ra csökkent ( földi társaival szemben körülbelül 3600 kg- ra) a belső méhsejt-szerkezetnek köszönhetően . Az elsődleges tükör hőmérsékletét a radiátorok sorozatának köszönhetően állandóan tartják, és alakját a hátsó felületére szerelt 24 hengerrel lehet korrigálni . A másodlagos tükör Zerodur üvegből készül , amelyet fényvisszaverő magnézium- és alumínium- fluorid- réteg borít . A földről vezérelt emelők lehetővé teszik az elsődleges tükörrel való beállításának módosítását.
A Hubble űrtávcsőnek öt helye van a műszerek felszerelésére az optikai rész által összegyűjtött fény felhasználásával. Mind az öt műszer egyszerre működhet. A Hubble indulása óta minden eredeti hangszert kicseréltek, néhányukat kétszer is . Összesen tizenkét hangszert telepítettek a Hubble-re . A műszereket megkülönböztetik a lefedett optikai tér nagysága, az elektromágneses spektrum megfigyelt része ( infravörös , ultraibolya , látható fény ), valamint az a tény, hogy képeket vagy spektrumokat adnak elő .
WFC3 széles terepi kameraAz STS-125 küldetés részeként 2009-ben telepített WFC3 ( Wide Field Camera 3 ) széles terepi kamera a Hubble-re szerelt eszköz harmadik generációja . Nagyon széles spektrumot ölel fel, ideértve az ultraibolya, a látható fényt és az infravörös sugárzást is. A WFC3-at nagyon távoli galaxisok, a csillagközi közeg és a Naprendszer bolygóinak megfigyelésére használják. A műszer két csatornát tartalmaz: UVIS, ultraibolya és látható fényben történő megfigyeléshez (200-1000 nm ), és NIR, közeli infravörös (800-1700 nm ). Tükörrel irányítják a fénysugarat az egyik vagy másik csatorna felé. A műszer nem tudja egyszerre működtetni mindkét csatornát. Az UVIS esetében a felbontás pixelenként 0,04 ív másodperc, az optikai tér pedig 162 × 162 ív másodperc. A NIR esetében a felbontás eléri a pixelenként 0,13 ív másodpercet, 136 × 123 ív másodperces optikai mező esetén.
A NICMOS infravörös kamera és spektrométerA NICMOS ( Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer ) kamera és spektrométer , működő Near Infrared volt telepítve 1997-ben a személyzet a STS-82 küldetés . Nagyon távoli tárgyak megfigyelésére és elektromágneses spektrumának meghatározására szolgál. Ez a műszer már nem működik (2013), és a távoli javítási kísérleteket felhagyott a felhasználói közösséggel folytatott konzultációt követően, mivel a funkcionalitást a WFC3 széles terepi kamera támogathatja.
Az ACS kameraAz ACS (in) ( Advanced Camera for Surveys ) kamera valójában három kamerából áll: egy nagy mezőből, egy nagy felbontású és ultraibolya fényben működő kamerából. 2002-ben telepítették, de 2007-ben részben elromlott, majd az STS-125 misszió személyzete megjavította . A műszer lehetővé teszi a galaxisok és klaszterek eloszlásának meghatározását, és nagyon nagy felbontású képek készítését azokról a régiókról, ahol a csillagok és bolygóik kialakulnak.
Az STIS kamera és spektrométerA STIS ( Space Telescope Imaging Spectrograph ) kamerát és spektrométert 1997-ben telepítette az STS-82 misszió személyzete . Az STS-125 személyzete 2009-ben javította . A műszer lehetővé teszi a megfigyelést ultraibolya, látható fényben és infravörös közelségben. A galaxisok spektrumának megszerzésére szolgál.
COS ultraibolya spektrométerA COS (en) ( kozmikus eredetű spektrográf ) ultraibolya spektrométer a tárgyak elektromágneses spektrumát szolgáltatja. Ezt a műszert 2009-ben állította fel az STS-125 misszió személyzete . Az Univerzum nagy szerkezeteinek, valamint a gázfelhők és a bolygók légköreinek összetételének tanulmányozására használják.
Az ACS műszer CCD érzékelője (2002).
A WFC3 széles látószögű kamera, mielőtt betöltené az STS-125 misszió transzferjébe (2009).
A COS eszköz.
Megjegyzés: A különböző eszközök kattintható linkjei a Wikipédiára irányítják át angol nyelven.
A következő műszereket szerelték fel az űrtávcső fedélzetére, majd az egyik űrsikló karbantartási misszió során kicserélték:
A Hubble teleszkóp két napelemkészletet használ villamos energia előállítására, főként tudományos műszerek és a távcső tájolásához és stabilizálásához használt reakció kerekek . Az infravörös kamera és a több objektumot tartalmazó spektrométer , amelyeket -180 ° C hőmérsékletre kell hűteni , a nagy energiafogyasztók közé tartoznak. A napelemek egy tengely körül forogva optimalizálják a Nap sugarainak bejutását a pályán. Az Európai Űrügynökség által szállított eredeti napelemeket, amelyek vibrációs jelenségeket hoztak létre a hőváltozások miatt, először 1993-ban (SM1), majd 2002-ben cserélték le. A 2002-ben telepített napelemeket (SM3B küldetés) és az Iridium számára fejlesztették ki. a műholdak lehetővé teszik méretük csökkentését (7,1 × 2,6 m szemben 12,1 × 3,3 m ) az átadott energia növelésével (5270 watt 4600 watt ellen ). Hat nikkel-hidrogén elemet használnak az áram tárolására és felszabadítására a pálya fázisaiban, amikor a napelemek a Föld árnyékában vannak. Az akkumulátorok teljes kapacitása 510 Ah , ami lehetővé teszi a távcső és tudományos műszerei 7,5 órán keresztül, vagyis 5 pályán történő működését. Elemek, összsúlyú 428 kg (csomagolással) tárolja az öblök berendezések n csontok a 2. és 3. Az energia által forgalmazott vezérlő és elosztó rendszer található az öböl n o 4. Az eredeti elemek, amelyek teljesítményét is logikusan romlott , az SM3A küldetés (1999), valamint az energiaelosztó rendszer részeként az SM3B küldetés (2002) váltotta fel.
A távcsőnek a csillagokhoz viszonyítva rendkívül precíz irányban rögzítettnek kell maradnia, hogy a csillagászok által várt hosszú időtartamú megfigyeléseket elvégezhesse. A távcső többféle érzékelőt használ, részben felesleges, hogy meghatározza tájolását és mérje saját forgási mozgásait. Három finom irányító szenzort (FGS ) használnak arra, hogy a távcsövet csillagok felé tartsák a megfigyelés során. Négy érzékelő határozza meg a Nap irányát, és különösen annak meghatározására használják, hogy a távcső végén lévő védő redőnyt le kell-e zárni a tudományos műszerek érzékelőinek védelme érdekében. Két magnetométerrel határozzuk meg a távcső orientációját a föld mágneses mezőjéhez viszonyítva. Három RSU-rendszer ( Rate Sensor Units ), amelyek mindegyike két giroszkópot tartalmaz , érzékeli a teleszkóp forgási mozgásait a három tengely mentén. Végül három csillagkeresővel is meghatározzuk a Hubble csillagokhoz viszonyított orientációját .
A távcső pontosan a megfigyelt csillagokra mutat, kétféle működtetőt használnak:
Két semiconductor- alapú tömeges memóriákat képes tárolni 12 gigabit adat. Ezek lehetnek telemetriai adatok vagy tudományos adatok. Ezen túlmenően, az eredeti komponens 1,2 gigabites tárolási kapacitású mágnesszalagot használó tömeges memória használható biztonsági másolatként. A távközlési rendszer két irányítható, nagy nyereségű antennát használ , két fokú szabadsággal és 100 ° -os mozgással mindkét irányban. Tudományos adatok továbbítására szolgálnak a NASA TDRS geostacionárius távközlési műholdjaira , amelyeknek az az előnye, hogy a Hubble pályájának bármely pontjáról láthatóak . Ezek aztán továbbítják ezeket az adatokat az új-mexikói White Sands állomásra . A teleszkóp mindkét végére két, 180 ° -os látómezővel rendelkező, kisirányú, kisirányú antennát telepítenek, amelyek telemetriai adatok továbbítására és a földi állomásról továbbított parancsok fogadására szolgálnak. A távközlés az S sávot használja .
Az űrtávcső különféle külső részei vagy napsugárzásnak vannak kitéve, amelyet egyetlen légkör sem csillapít, vagy árnyékba merülnek, amikor a Föld a Nap és a Hubble közé kerül. Ezenkívül a berendezés elektronikája leadja a hőt, amelyet ki kell üríteni. Helyes működéséhez elengedhetetlen, hogy a teleszkóp különféle részeit korlátozott hőmérsékleti tartományban tartsa, különös tekintettel az optikai részre (szerkezet és tükrök), amelyek jelentős hőmérséklet-ingadozások esetén deformálódhatnak. A hőszabályozó rendszer nagy részét passzívan szigetelőrétegek támasztják alá , amelyek a teleszkóp külső felületének 80% -át lefedik. Különböző anyagokat használnak. Az eredetileg telepített MLI ( többrétegű szigetelés ) 15 réteg aluminizált kaptonból áll , amelyet egy alumíniumozott teflon FOSR ( rugalmas optikai napfényvisszaverő ) fényvisszaverő réteg borít . Részei ennek a bevonat, amely degradálódott idővel, váltották során űrsikló karbantartási küldetések egy bevonat nevezett NOBL ( New Outer takaró réteg ) alapuló ón- szabad acélból bevont szilícium-dioxiddal. . A távcső azon részeit, amelyeket nem fednek le hőszigetelők, fényvisszaverő vagy nedvszívó festékkel (állandóan az árnyékban található terület) vagy aluminizált vagy ezüst védelemmel látják el. A hideg leküzdésére használt elektromos ellenállások . A hővezérlő rendszer közel 200 hőmérséklet- érzékelő és termisztor segítségével figyeli és korrigálja az űrtávcső alkatrészeinek hőmérsékletét .
Az űrtávcső működését az AC fedélzeti számítógép ( Advanced Computer ) vezérli . Ezt :
Az eredeti fedélzeti számítógépet az 1999-es SM3A küldetés során egy Intel 80486 mikroprocesszort használó központi egység váltotta fel . Valójában három központi egység működik, amelyek felváltva képesek megszakadni egyikük meghibásodása esetén. Mindegyik két megabájt gyors hozzáférésű, illékony memóriával és egy megabájt nem felejtő memóriával rendelkezik . A három központi egység közül csak egy vezérli a távcsövet egy adott pillanatban. A számítógép a teleszkóp különféle rendszereivel kommunikál a DMU-n ( Data Management Unit ) keresztül, amely felelős a különféle üzenetek és adatcsomagok kódolásáért és dekódolásáért.
A tudomány komponense Hubble teleszkóp műveletek által támogatott Space Telescope Science Institute (STScI), amelynek irodái találhatók belül az alapon, Johns Hopkins University , Baltimore . Ezt a struktúrát, amely 500 embert foglalkoztat, köztük száz csillagászt , nem sokkal a távcső indítása előtt hozták létre. A NASA megbízásából az AURA ( Csillagászati Kutatási Egyetemek Egyesülete ) irányítja . Fő feladatai a teleszkóp használatára vonatkozó kérelmek kiválasztása, a megfigyelések előkészítése és végrehajtása, a távcső és műszereinek tudományos szempontú kezelése, valamint a Hubble által gyűjtött adatok archiválása és terjesztése . Az STScI körülbelül tizenöt európai csillagászt foglalkoztat Európa érdekeinek képviseletében a projektben. 1984-től 2010-ig, az Európai Űrügynökség és az Európai Déli Obszervatórium rendelkezett egy olyan szerkezet, a Space Telescope-európai Koordinációs Facility (en) (ST-ECF) közelében található , München , a Németországban , feladata, hogy segítse az európai csillagászok és tartsa összegyűjtött tudományos adatok.
Az Űrtávcső Műveleti Irányítóközpontja (STOCC) a NASA Goddard Űrrepülési Központjának az osztálya, amely az űrtávcső irányításáért felelős. A szolgáltatás biztosítja a távcső működési állapotának fenntartását, összesíti az STScI által készített megfigyelési kérelmeket a távcső karbantartási műveleteivel, hogy elkészítse az elvégzendő műveletek részletes ütemtervét. Az operátorok a végrehajtandó műveletsorozatot a teleszkóp fedélzeti számítógépével továbbítják végrehajtás céljából. A Hubble által gyűjtött adatokat a STOCC-n ellenőrizzük, mielőtt továbbadnánk az STScI-hez.
A távcsővel végzett megfigyelések többségét több mint egy évvel előre elkészítik. Az STScI feladata, hogy évente egyszer összegyűjtse a következő évre vonatkozó Hubble teleszkóp használatára vonatkozó kérelmeket, technikai szempontból értékelje azokat, majd megszervezze kiválasztásukat a szakterület szakembereinek hívásával a világ intézményeiből. Ezek meghatározzák a kérelmek relevanciáját és prioritását. A különféle kiválasztási bizottságok vezetőiből álló bizottság ezen értékelések alapján állapítja meg a különböző észrevételekre szánt időt a következő évre. Több mint húsz évvel az indítása után a Hubble még mindig népszerű eszköz, és 2009-ben a megfigyelési időre vonatkozó kérelmek hatszorosa volt a rendelkezésre álló időnek. Abban az évben a kozmológia (26%), a megoldott csillagpopulációk (13%), a forró vagy hideg csillagok (13%), a megoldatlan csillagpopulációk és a galaxisszerkezetek (12%), a kvazárok abszorpciós vonalai és a csillagközi közeg (12%), a Naprendszer és az exobolygók (8%), valamint egyéb kutatási témák (16%). A 2009-re tervezett megfigyelések kétharmada a WFC3 és COS eszközökre vonatkozik, amelyeket abban az évben telepített az STS-125 misszió . A megfigyelési ütemezés valós időben módosítható, hogy figyelembe vegye a kivételes eseményeket, például a Shoemaker-Levy 9 üstökös Jupiter bolygóra gyakorolt hatását (1994. július), vagy elemezzük az LCROSS űrszonda holdtalajra gyakorolt hatásának hatására keletkezett törmeléket (2009).
A Hubble teleszkóp segítségével végzett megfigyeléseknek figyelembe kell venniük a műszer jellemzőivel és pályájával kapcsolatos különféle korlátozásokat. A Hubble alacsony pályán működik, 560 km-re a Föld felszíne felett, 28,5 ° -os dőlésszöggel . A távcső 96 perc alatt kering, és 26-36 percig a Föld árnyékában van. A távcsőnek látóvonalát normálisan legalább 45 ° -kal kell tartania a Nap irányától, és nem lehetséges megfigyelés, amikor a Föld vagy annak végtagja a célterület és a távcső közé esik. Ezeket az orbitális jellemzőket figyelembe véve az ég zónájának megfigyelési ideje egy pályán 45 perc és a teljes pálya között lehet. Különösen az égnek két olyan területe van, amelyek 18 ° -os szög sugarúak a keringési síkra merőleges tengely körül, és amelyeket az űrtávcső folyamatosan megfigyelhet. Az ég ezen részein nagyon hosszú időtartamú (legfeljebb tizenegy napos) megfigyeléseket végeztek a legtávolabbi galaxisok ( Hubble Deep Field és Hubble Ultra-Deep Field ) feltárására . A megfigyelési idő azonban akár egy másodperc is lehet. Hubble pályája miatt több mint egy-két pályán halad át az atlanti-óceán déli mágneses rendellenességein . Ezekben a fázisokban a teleszkóp elektronikája és érzékelői megtöltött részecskék bombázásán mennek keresztül, ami pályánként legfeljebb 25 percen át korlátozza a megfigyelési módokat. Végül az a szög, amelyet a Nap a napelemekkel megad (ideális esetben közel 90 ° -hoz ), valamint olyan hőszabályok, amelyek megkövetelik, hogy a távcső bizonyos részei soha ne legyenek közvetlenül kitéve a Napnak, megnehezítik a megfigyelések tervezését. Ez utóbbit majdnem egy évvel korábban készíti el az STScI, amelynek feladata a műszer és a pályája korlátainak összehangolása a megfigyelési kérelmek jellemzőivel. Így a Vénusz megfigyelése csak azokban a nagyon ritka pillanatokban lehetséges, amikor a bolygó a Nap tengelyétől 45 ° -nál nagyobb távolságra helyezkedik el (a Nap irányához túl közel lévő Merkúr megfigyelése lehetetlen).
Az űrtávcsőnek nincs meghajtórendszere, és a sugárkerékeket használja az irányának megváltoztatásához. Ide tartoznak a lendkerék is , amelyek sebességét úgy módosítják, hogy megváltozzon a távcső tájolása. Körülbelül 14 percbe telik a távcső látóvonalának 90 ° -os megváltoztatása . Annak érdekében, hogy a távcső a tájolás jelentős megváltozása után pontosan egy új megfigyelési területre mutasson, a távcső helyzetszabályozó rendszere egymás után csillagkeresőket használ , amelyek lehetővé teszik a megközelítőleg 30 másodperces ív pontosságát , majd a háromból kettőt Az FGS ( Fine Guidance Sensors ) finommutató érzékelők , amelyeknek a vezetõcsillagok katalógusára támaszkodva néhány percbe telik a teleszkóp tengelyének rögzítése .
A NASA és a csillagászati közösség az 1980-as évek elején három kulcsfontosságú témát határozott meg, amelyeket a Hubble- távcsővel prioritásként kell kezelni :
A Hubble teleszkóp segített válaszokat adni ezekre a fontos kérdésekre, de új kérdéseket is felvetett.
A Hubble teleszkóp megvalósításának egyik fő célja az Univerzum korának és méretének meghatározása. A cefeidák - olyan csillagok megfigyelése, amelyek fényessége a valós fényességükkel közvetlenül összefüggő periodicitás szerint változik - lehetővé tette a Hubble-állandó bizonytalanságának 50-ről 10% -ra való csökkentését. Ezeket az eredményeket utólag ellenőrizni lehetett más módszerekkel végzett mérésekkel. Lehetővé tették annak megállapítását, hogy az Univerzum tágulási sebessége elérte a 70 km / s / Mpc- t, vagyis hogy a megnövekedés következtében a szerkezetekből való eltávolítás sebessége 70 km / s-val nőtt, valahányszor egy megaparszeknél helyezkedtek el ( 3,26 millió fényév) távolságra a Földtől. Hubble megállapította, hogy a jelenlegi elméletekkel ellentétben a terjeszkedés sebessége növekszik, és ez a gyorsulás csak akkor kezdődött, amikor az Univerzum felette volt a jelenlegi korának.
A Hubble a főbb földi megfigyelőállomásoktól eltérően más galaxisok csillagjait is tanulmányozhatja. Ez az egyedülálló képesség lehetővé tette számára, hogy segítsen teljesebben megérteni a csillagok életciklusát azáltal, hogy megfigyeli őket a galaxisunktól nagyon eltérő környezetben.
Az elméletek közel 200 éve jósolják a fekete lyukak létét, de lehetetlen közvetlenül megfigyelni egy ilyen tárgyat, és a csillagászoknak Hubble érkezéséig nem volt módjuk ellenőrizni létezésüket . Ez lehetővé tette a gravitációs vonzerő megfigyelését a körülvevő tárgyakon. Hubble megerősítette azt is, hogy rendkívül valószínű, hogy szupermasszív fekete lyukak rejlenek a galaxisok középpontjában.
Hubble infravörös megfigyelésének képességét széles körben alkalmazták a csillagfaiskolák tanulmányozására, amelyek gázfelhőkből állnak, amelyekben csillagok keletkeznek. A por gyakorlatilag minden látható fénysugárzást blokkol, az infravörös sugárzást azonban nem. Hubble így vissza tudta állítani az Orion-köd , a Tejútrendszerben található óvoda , de a galaxisunktól nagyon nagy távolságban elhelyezkedő csillagképződési régiók részletes képeit, és ezért olyanokat látunk, amilyenek régen voltak. Mindezen információk a Hubble legszebb képeinek bemutatása mellett rendkívül tudományos jelentőségűek, mivel lehetővé tették számunkra, hogy jobban megértsük a csillagok, például a Nap képződésének módját, valamint a csillagok időbeli alakulását. az Univerzum.
A Hubble lehetővé teszi a gravitációs lencsék hatásait a galaktikus halmazok , a galaxisok vagy egészen a közelmúltban egy csillag tömegének mérésére is .
A tömege fehér törpe Stein 2051 B lehetett becsülni, amikor az utóbbi telt előtt egy csillag nagyságrenddel 18,3 (Rektaszcenzió: 4 óra 31 perc 15 s 004, elhajlás: + 58 ° 58 '13 .70 „). Szögeltérés így 31,53 ± 1,20 mas volt , ami 0,675 ± 0,051 naptömegnek felel meg . Ez az első relatív relativitásból adódó mérés a távcsővel a csillag tömegének mérésére .
A Hubble által készített , a Naprendszer bolygóiról, holdjairól és aszteroidáiról készített nagyfelbontású képek olyan minőséggel rendelkeznek, amelyet csak azok képesek felülmúlni, amelyeket az űrszondák készítettek ezeken az égitesteken. Hubble- nak az az előnye is, hogy hosszú időn át képes időszakos megfigyeléseket végezni. Megfigyelte a Naprendszer összes bolygóját, kivéve a Földet, amelyet in situ és speciális űrhajókkal tanulmányoznak, valamint a Merkúrt , túl közel a Naphoz. Hubble megvan az az előnye, hogy képes követni váratlan események, mint például az ütközés a comet Shoemaker-Levy 9 és a Jupiter a 1994 .
Ban ben 1995. december, Hubble lefényképezte a „ Hubble Mélyteret ”, egy olyan régiót, amely az ég harmincmillió részét borítja és több ezer galaxist tartalmaz. Készült egy másik, de a déli égboltról készült kép is, amely nagyon hasonló, megerősítve azt a tézist, miszerint az Univerzum nagy léptékben egységes, és a Föld valamilyen helyet foglal el benne.
Figyelemre méltó megfigyelések története (válogatás)Keltezett | Terület | Megfigyelés / felfedezés | Hangszer | Szerzői |
---|---|---|---|---|
1992 | Csillagok | A protoplanetáris lemezek jelenléte a Tejútrendszerben megerősíti, hogy a bolygóképződés folyamata közös | ||
1994 | Naprendszer | A Cipész-Levy 9 üstökös látható, ahogy a Jupiter légkörébe zuhan | ||
1999 | Erőszakos csillagjelenségek | A gammasugár tört optikai megfelelőjének első észlelése | ||
2003 | Naprendszer | Az Uránusz Mab és Ámor műholdjainak felfedezése | Mark Showalter és Jack J. Lissauer | |
2005 | Naprendszer | A Pluto Nix és a Hydra műholdainak felfedezése | Hal Weaver és Alan Stern | |
2006 | Exobolygók | 16 lehetséges exobolygó felfedezése a Tejútrendszer központi régiójában | ||
2007 | Naprendszer | Az Eris törpe bolygó tömegének mérése a Kuiper-övben | ||
2014 | Naprendszer | Két objektum felfedezése a Kuiper övben a New Horizons űrszonda hatósugarán belül | ||
2015. március | Naprendszer | A Plútó 2 holdjának felfedezése | ||
2016. március | Kozmológia | A megfigyelhető univerzum legtávolabbi ismert galaxisának felfedezése : GN-z11 . A megfigyeléseket a következő napon tették:2015. február 11 és 2015. április 3részeként ÁRUK -Nord felmérés . | Széles terepi kamera 3 | P. A. Oesch, G. Brammer és P. van Dokkum |
A NASA várhatóan nem fejleszt olyan Hubble űrtávcső osztályt, amely képes lenne megfigyelni a fényspektrum azon részét, amely az ultraibolyától az infravörös közelségig terjed . A tudósok úgy döntöttek, hogy a Hubble utódjának jövőbeni vizsgálatait a távoli infravörösre összpontosítják annak érdekében, hogy a legtávolabbi (legrégebbi) és a hűvösebb tárgyakat is tanulmányozni lehessen. A fényspektrum ezen részét nehéz, ha nem is lehetetlen megfigyelni a földről, ami indokolja a földi megfelelőjéhez képest jóval drágább űrtávcsőbe történő beruházást. A látható spektrumban viszont a közelmúltban épülő vagy épülő nagyon nagy átmérőjű földi teleszkópok adaptív optika alkalmazásával egyenlőek, ha nem is haladják meg a Hubble teljesítményét sokkal alacsonyabb költségekkel, mint az űrtávcsövek. Ezt a kontextust figyelembe véve a Hubble teleszkóp cseréje , a Next Generation Space Telescope nevű projekt a James Webb űrtávcső (JWST a James Webb Űrtávcső ) kifejlesztéséhez vezetett . Ez egyáltalán nem a Hubble kibővített és erőteljesebb változata , hanem egy távcső, amely alapvetően képes megfigyelni az infravörös tartományban, a látható spektrum marginális kapacitásával (piros és narancssárga színben). 2021-ben egy Ariane 5 hordozórakétával kell a pályára állítani a Lagrange L2 pont körül , amelyet stabilabb termikus környezet jellemez. A Hubble-tól eltérően üzemideje alatt nem tervezik karbantartási feladatok megjavítását vagy műszerének módosítását.
Az öt legszebb fotó, amelyet a Hubble Űrtávcső készített, a spacetelescope.org webhely által létrehozott rangsor szerint:
N o 1: teremtés oszlopaihoz , változata 2014-2015 ( M16 ).
N o 2: Arp 273 .
N o 3: NGC 3603 .
N o 5: Ló köd (infravörös nézet).