Teleskop Hubble'a krąży po orbicie już ponad ćwierć wieku. Dostarczył nam dotychczas obrazy, o jakich jeszcze te 40 lat temu mogliśmy tylko pomarzyć. Pozwala on zaglądnąć w najdalsze zakątki naszego Wszechświata. Nazwany został on na cześć amerykańskiego fizyka i astronoma Edwina Hubble'a, któremu przypisuje się odkrycie rozszerzania się Wszechświata, oraz odkrył że "spiralne mgławice" to odległe galaktyki.
Jednak Teleskop Hubble'a zaliczył pewną "wpadkę" - która omal nie doprowadziła do tego, że ów instrument mógł być największą klapą w dziejach astronomii.
1. Historia teleskopu Hubble'a.
Wszystko zaczęło się od mniej więcej lat 40 ubiegłego wieku, głównie od amerykańskiego fizyka Lymana Spitzera, który zajmował się głównie naturą powstawania gwiazd, którą zrozumiał dzięki badaniom nad plazmą. Wymyślił on urządzenie do wytwarzania plazmy, tzw. Stellarator, gdzie naukowcy mogą kontrolować reakcje termojądrowe i stworzyć takie warunki, jakie panują w gwiazdach.
W 1946 roku Lyman Spitzer wpadł na pomysł wyniesienia wielkiego teleskopu na orbitę okołoziemską.
 |
| Lyman Spitzer - źródło: wikipedia.org |
Celem takiego teleskopu miało być osiągnięcie kilkadziesiąt, a nawet kilkaset razy bardziej szczegółowych obrazów niż dotychczas. Atmosfera naszej planety bardzo ogranicza zdolność rozdzielczą ziemskich teleskopów. W przestrzeni kosmicznej nie ma atmosfery, która ograniczałaby możliwości teleskopu. Ale za to pojawiają się trudności techniczne takie jak utrzymanie stabilności itp.
Stabilność teleskopu to rzecz niesamowicie ważna. Jak jej nie będzie to nasze zdjęcie będzie poruszone. Przerazicie się jak wam powiem jaka dokładność musi być. Uwaga! Nawet do 7/1000 sekundy kątowej!!
Jest to tyle ile ma jedna litera na monecie 1-grosza z odległości ponad 300 km. To tak jak ustawić np. wskaźnik laserowy na czubku najwyższej wieży Kościoła Mariackiego w Krakowie i trafić nim w monetę 1-groszową, stojącą na szczycie Pałacu Kultury w Warszawie. Nawet mikro-poruszenie spowoduje, że laser poleci daleko od tej monety, a nawet od owego Pałacu Kultury.
1.1 Powstanie teleskopu Hubble'a.
Głównym kierownikiem projektu był niejaki Charles Pellerin, który poświęcił projektowi całą dekadę.
 |
| Charlie Pellerin - źrodło: twitter |
1.2 Serce teleskopu - lustro.
W sercu teleskopu drzemie lustro o średnicy 2,4 m. Pracę nad lustrem zlecono firmie PerkinElmer. Stworzenie takiego lustra było niesamowicie trudną, czasochłonną i wymagającą czynnością.
Tak olbrzymie zwierciadło musiało być wyszlifowanie z niespotykaną dokładnością. Nawet do milionowych części centymetra.
Zwierciadło zostało wycięte ze szklanego bloku o masie ok. 1 tony, a następnie zostało szlifowane specjalnym robotem sterowanym komputerowo. Po pierwszym szlifowaniu lustra, które trwało ok. 70 godzin, zrobiono kontrolę jakości. Okazało się, że dokładniejsze szlifowanie zajmie znacznie więcej czasu.
Kierownictwo NASA chciało, by lustro zostało zrobione jak najszybciej. Pracownicy firmy PerkinElmer pracowali nawet po 12-15 godzin dziennie. NASA chcąc zaoszczędzić czas i fundusze podjęła tragiczną w skutkach decyzję. Zrezygnowali oni bowiem z ostatecznej kontroli jakości.
 |
| źródło: NASA |
Firma PerkinElmer przedwcześnie zaprzestała prac nad zwierciadłem. Główny zarządca projektu - Charles Pellerin nie został powiadomiony o zaniechaniu końcowego testu. Słaba komunikacja z firmą przyczyniła się do tego, że nie wykryto poważnego defektu w geometrii zwierciadła. W 1985 roku PerkinElmer oddała zwierciadło agencji NASA.
1.3 Wystrzelenie teleskopu na orbitę.
Był to okres emocji. Wszyscy mieli ogromną nadzieję, że to będzie ewolucja i ogromny skok technologiczny. Niestety na wystrzelenie teleskopu w przestrzeń kosmiczną trzeba było jeszcze poczekać...
28 stycznia 1986 roku doszło do tragedii. Prom Challenger gdy był ok. 14,6 km nad ziemią uległ zniszczeniu. Siedmiu członków załogi poniosła śmierć. Przyczyną katastrofy było uszkodzenie pierścienia uszczelniającego w prawym silniku wspomagającym, które spowodowało zapłon. Po 73 sekundach od wystrzelenia prom eksplodował.
Loty kosmiczne zostały zawieszone na czas nieokreślony. Trzeba było poczekać aż do roku 1990.
24 kwietnia startuje wahadłowiec Discovery wraz z teleskopem Hubble'a. Zostanie on wyniesiony na orbitę na odległość ponad 600 km nad Ziemią. Teleskop przed odłączeniem musiał rozwinąć swoje żagle słoneczne, by czerpać zasilanie.
Ten teleskop miał otworzyć nam okno na Wszechświat, załoga była pełna nadziei na zdjęcia zrobione przez niego. Ale niestety....
1.4 - Defekt w zwierciadle.
Okazało się, że zwierciadło główne teleskopu ma poważną wadę. Zrobiono pierwsze zdjęcie. Jednak było ono całkowicie zamazane. Załoga widząc je pomyślała - no cóż, nie tego się spodziewaliśmy...
 |
| Rozmyte zdjęcie galaktyki M100 |
Światło odbite od krawędzi zwierciadła ogniskowały się w różnych miejscach niż światło odbite od bliższych środka. Teleskop miał tzw. aberrację sferyczną, co powodowało rozmazany obraz.
Jak wada nie została wykryta tu na Ziemi przed wystrzeleniem? Właśnie przez pominięcie tej ostatniej kontroli jakości.
Ekipa Hubble'a była załamana. Stracili jakąkolwiek nadzieję. Pracę trwały 10 lat i pochłonęła ona 2,8 mld dolarów, a na koniec okazało się, że Hubble jest uszkodzony.
Jednak okazało się, że jest jeszcze ratunek dla teleskopu. Astronom Chris Burrows odkrył i zrozumiał na czym polega problem, który występuje. Prowadzono wytężone prace analizując dane. Wykazały one to, że wklęsłość na krawędziach zwierciadła głównego jest o 2/1000000 cm mniejsza niż zakładano. Część światła ogniskowała się w innym punkcie niż powinna.
Teleskop Hubble'a korzystał z 5 instrumentów badawczych. Jeden z nich to kamera szerokokątna i planetarna. Została zaprojektowana jako wymienne urządzenie modułowe.
Trzeba było wymienić ten moduł na nowy, który uwzględni wadę optyczną Hubble'a. System optyczny kamery szerokokątnej składa się z 4 małych zwierciadeł. Jeżeli odpowiednio ustawimy ich krzywiznę, będzie można zrekompensować aberrację sferyczną.
Zapadła decyzja o przeprowadzeniu misji serwisowej i naprawczej teleskopu Hubble'a. Zastępcza kamera została zbudowana tak, by uwzględniła wadę optyczną i ją zrekompensował.
2 grudnia 1993 roku wystartował wahadłowiec Endeavour wraz z nową kamerą do teleskopu Hubble'a. Ta misja była najważniejsza dla losu całej agencji NASA. Misja była bardzo ryzykowna, gdyż jeden, nawet najmniejszy błąd - np. dotknięcie jakiegoś małego zwierciadła, mogłaby spowodować uszkodzenie małych silniczków, które je korygują. Wtedy instrument stałby się bezużyteczny.
Misja zakończyła się powodzeniem! Moduł został wymieniony.
Potwierdzającym to był dzień 18 grudnia 1993 roku. Otrzymano pierwsze zdjęcia z teleskopu po naprawie. Udało się!! Obraz jest ostry.
Z teleskopu Hubble'a otrzymano wiele bardzo szczegółowych zdjęć mgławic, galaktyk, gwiazd i obłoków międzygwiazdowych. Największą rewolucję w astronomii obserwacyjnej spowodowało skierowanie teleskopu i zrobienie zdjęcia pozornie pustego obszaru nieba. Urządzenie było naświetlane przez 10 dni, wykonano je pod koniec 1995 roku - Głębokie Pole Hubble'a. Tysiące galaktyk w wycinku nieba tak małym, że ledwo go widać gołym okiem.
Tak naprawdę teleskop Hubble'a dopiero się rozgrzewał. Został on zaprojektowany z myślą o możliwości wymiany detektorów na coraz lepsze i czulsze. Teleskop zaliczył do tej pory jeszcze 3 misje serwisowe. Za każdym razem zostały wymieniane kamery i interferometry na coraz lepsze. I to było ogromną zaletą Hubble'a.
2. Jak długo będzie działał teleskop Hubble'a
Teleskop dzięki naprawom będzie sprawny nawet do 2020 roku. Teleskop Hubble'a ma bowiem swoich następców. Jeden z nich będzie to teleskop Jamesa Webba, który prawdopodobnie zostanie wystrzelony w październiku 2018 roku. Ale on będzie bardziej pracował w paśmie podczerwonym.
Prawdziwym jego następcą ma być teleskop ATLAST.
źródła:
-film dokumentalny - Kosmiczna podróż z teleskopem Hubble'a - National Geographic.
-wikipedia.org
Jeżeli wam się podobało to udostępnijcie, w komentarzach zadawajcie swoje pytania, dajcie propozycje na nowe posty. Pozdrawiam McGoris :)
ZOBACZ TEŻ:
Astrofotografia - jak robione są zdjęcia.
Jak wielki jest Wszechświat?
Jak wada nie została wykryta tu na Ziemi przed wystrzeleniem? Właśnie przez pominięcie tej ostatniej kontroli jakości.
Ekipa Hubble'a była załamana. Stracili jakąkolwiek nadzieję. Pracę trwały 10 lat i pochłonęła ona 2,8 mld dolarów, a na koniec okazało się, że Hubble jest uszkodzony.
 |
| Porażka Hubble'a stała się obiektem kpin ze strony ówczesnych mediów. Patrzcie jakie foto Księżyca :D |
Jednak okazało się, że jest jeszcze ratunek dla teleskopu. Astronom Chris Burrows odkrył i zrozumiał na czym polega problem, który występuje. Prowadzono wytężone prace analizując dane. Wykazały one to, że wklęsłość na krawędziach zwierciadła głównego jest o 2/1000000 cm mniejsza niż zakładano. Część światła ogniskowała się w innym punkcie niż powinna.
Teleskop Hubble'a korzystał z 5 instrumentów badawczych. Jeden z nich to kamera szerokokątna i planetarna. Została zaprojektowana jako wymienne urządzenie modułowe.
Trzeba było wymienić ten moduł na nowy, który uwzględni wadę optyczną Hubble'a. System optyczny kamery szerokokątnej składa się z 4 małych zwierciadeł. Jeżeli odpowiednio ustawimy ich krzywiznę, będzie można zrekompensować aberrację sferyczną.
Zapadła decyzja o przeprowadzeniu misji serwisowej i naprawczej teleskopu Hubble'a. Zastępcza kamera została zbudowana tak, by uwzględniła wadę optyczną i ją zrekompensował.
2 grudnia 1993 roku wystartował wahadłowiec Endeavour wraz z nową kamerą do teleskopu Hubble'a. Ta misja była najważniejsza dla losu całej agencji NASA. Misja była bardzo ryzykowna, gdyż jeden, nawet najmniejszy błąd - np. dotknięcie jakiegoś małego zwierciadła, mogłaby spowodować uszkodzenie małych silniczków, które je korygują. Wtedy instrument stałby się bezużyteczny.
Misja zakończyła się powodzeniem! Moduł został wymieniony.
Potwierdzającym to był dzień 18 grudnia 1993 roku. Otrzymano pierwsze zdjęcia z teleskopu po naprawie. Udało się!! Obraz jest ostry.
Z teleskopu Hubble'a otrzymano wiele bardzo szczegółowych zdjęć mgławic, galaktyk, gwiazd i obłoków międzygwiazdowych. Największą rewolucję w astronomii obserwacyjnej spowodowało skierowanie teleskopu i zrobienie zdjęcia pozornie pustego obszaru nieba. Urządzenie było naświetlane przez 10 dni, wykonano je pod koniec 1995 roku - Głębokie Pole Hubble'a. Tysiące galaktyk w wycinku nieba tak małym, że ledwo go widać gołym okiem.
 |
| Głębokie Pole Hubble'a |
2. Jak długo będzie działał teleskop Hubble'a
Teleskop dzięki naprawom będzie sprawny nawet do 2020 roku. Teleskop Hubble'a ma bowiem swoich następców. Jeden z nich będzie to teleskop Jamesa Webba, który prawdopodobnie zostanie wystrzelony w październiku 2018 roku. Ale on będzie bardziej pracował w paśmie podczerwonym.
Prawdziwym jego następcą ma być teleskop ATLAST.
źródła:
-film dokumentalny - Kosmiczna podróż z teleskopem Hubble'a - National Geographic.
-wikipedia.org
Jeżeli wam się podobało to udostępnijcie, w komentarzach zadawajcie swoje pytania, dajcie propozycje na nowe posty. Pozdrawiam McGoris :)
Zapraszam także do polubienia strony na Facebooku: facebook.com/mcastronomia
Astrofotografia - jak robione są zdjęcia.
Jak wielki jest Wszechświat?
Fajny artykuł, nawet trochę szkoda że tak szybko się kończy. NASA jest niestety znana z ogromnych budżetów które niekoniecznie są wykorzystywane w prawidłowy sposób. Jak można nie sprawdzić lustra po zakończeniu jego szlifowania? I to przez tyle lat, kiedy czekało sobie spokojnie na wystrzelenie. Nie wiem dlaczego ale wydaje mi się, że już więcej uwagi zostało poświęcone na zbudowanie ogromnego 100 calowego lustra do obserwatorium na górze Wilson, gdzie nota bene Hubble dokonał swoich najważniejszych odkryć. Sama historia o powstaniu tego obserwatorium jest również ciekawa. Czekam z miłą chęcią na następny Twój tekst.
OdpowiedzUsuń