Свемирски телескоп Хуббле: Слике, чињенице и историја

Хаблов свемирски телескоп

Чувени поглед свемирског телескопа Хабл на стубове стварања у маглини Орао. (Кредит за слику: Ј. Хестер/П. Сцовен/АСУ/ХСТ/НАСА)



Од свог лансирања 1990. године, свемирски телескоп Хуббле (ХСТ) пружио је блистав низ слика које су задивиле и надахнуле јавност. Више од само лепих слика, десетине терабајта прикупљених података пружило је увид у свемир, од објеката који су близу Месеца до најудаљенијих галаксија, са невероватним фотографијама супернова и маглина између њих.



Овде истражујемо историју телескопа и његова открића, пружамо Хаблове чињенице и везе до неких од најбољих слика опсерваторије у орбити.

Повезан: Најбоље слике свемирског телескопа Хуббле свих времена!



Скидање Хубблеа са земље

Када је Галилео 1610. први пут окренуо шпијунку према небу, имао је проблема са разазнавањем Сатурнових прстенова који су данас видљиви у јефтиним телескопима. Напредак оптике на крају је побољшао поглед научника на планете, звезде и удаљене галаксије, али је Земљина атмосфера и даље блокирала велики део светлости за посматраче на земљи. Већи телескопи били су и још увек се налазе на врху планина, где тања атмосфера на већим надморским висинама омогућава јасније слике.

Године 1946., убрзо након Другог светског рата, астроном Лиман Спитзер предложио је лансирање свемирског телескопа, који би могао превазићи ограничења земаљских опсерваторија. Било је потребно још неколико деценија пре него што је идеја прикупила довољну подршку Националној академији наука да организује одбор научника за процену потенцијала Великог свемирског телескопа. Са Спитзер -ом на челу, комитет је 1969. објавио документ у коме је изнета научна употреба Великог свемирског телескопа и залагало се за његову изградњу, према историју телескопа коју је написао Габриел Олкоски за НАСА -у .

Национална академија наука представила се НАСА -и - јединој агенцији способној да Велики свемирски телескоп претвори у стварност. НАСА је већ разматрала неку врсту свемирског телескопа, али нису били одлучни колико ће бити велики и одакле почети. Године 1971., Георге Лов, тадашњи вршилац дужности администратора агенције, дао је зелено светло Великој свемирској телескопској управљачкој групи, а НАСА је ускоро почела лобирати у Конгресу за финансирање подухвата.



Свемирски телескоп Хуббле прошао је кроз много година развоја. Овде астронаути вежбају опслуживање телескопа у бестежинском окружењу симулатора неутралне пловности у Центру за свемирске летове Марсхалл.

Свемирски телескоп Хуббле прошао је кроз много година развоја. Овде астронаути вежбају опслуживање телескопа у бестежинском окружењу симулатора неутралне пловности у Центру за свемирске летове Марсхалл.(Кредит за слику: НАСА/МФСЦ)

Скупи пројекат тешко се продавао, а Пододбор за кућне апропријације је првобитно одбио финансирање 1975. НАСА је затим повећала своје напоре у лобирању и добила откуп од Европске свемирске агенције, која је поделила трошкове. Конгрес је на крају одобрио финансирање НАСА -иног дела Великог свемирског телескопа 1977.



Развој је почео готово одмах, а НАСА је планирала да лансира телескоп 1983. године, али су различита одлагања производње померила датум лансирања до 1986. године.

У међувремену је Велики свемирски телескоп преименован у Хуббле (ХСТ) у част Едвин Хуббле , амерички астроном који је, између осталог, утврдио да се свемир простире изван граница Млијечног пута.

ХСТ је још једном одгођен након што је 1986. године експлодирала свемирска летјелица Цхалленгер минуту након полијетања 28. јануара те године, убивши свих седам астронаута на броду. Прошле су две године пре него што су летови могли да се наставе и НАСА би могла поново да почне планирање лансирања Хабла.

Први свемирски свемирски телескоп коначно је лансирао свемирски брод Дисцовери 24. априла 1990. Напор је коштао 1,5 милијарди долара, али би постојали стални трошкови - и очекивани и неочекивани.

Свемирски телескоп Хуббле распоређен је из НАСА -е

Свемирски телескоп Хуббле распоређен је из НАСА -иног свемирског шатла Дисцовери 25. априла 1990. године.(Кредит за слику: НАСА)

Почетни инструменти на Хубблеу укључивали су планетарну камеру широког поља, Годдардов спектрограф високе резолуције (ГХРС), камеру са слабим објектима (ФОЦ), спектрограф са слабим објектима (ФОС) и фотометар велике брзине.

Хуббле је одмах искусио проблеме са опремом. Слике телескопа вратиле су се тако мутне да су биле готово бескорисне. Хубблеово главно огледало имало је квар - сферну аберацију узроковану грешком у производњи. Грешка је била мала, на само 1/50 дебљине листа папира, али то је било довољно велико да изазове велике проблеме са снимањем.

Било је потребно три године пре него што је НАСА могла да изврши поправну мисију. 2. децембра 1993. свемирски шатл Ендеавор превезао је седмочлану посаду да поправи Хуббле током пет дана свемирских шетњи. Две нове камере, укључујући Виде-Фиелд Планетари Цамера 2 (ВФПЦ-2)-које су касније снимиле многе од најпознатијих Хаблових фотографија-инсталиране су током поправке. У децембру 1993. године прве нове слике са Хабла стигле су на Земљу и одузимале су им дах.

Од тада, Хуббле наставља да пружа невиђене информације о нашем универзуму и инспирише знатижељне умове широм света.

Ова слика, снимљена свемирским телескопом Хуббле, приказује променљиву звезду Цефеиде РС Пуппис, која ритмички светли и замрачује током шестонедељног циклуса.

Ова слика, снимљена свемирским телескопом Хуббле, приказује променљиву звезду Цефеиде РС Пуппис, која ритмички светли и замрачује током шестонедељног циклуса.(Кредит за слику: НАСА/ЕСА/Хуббле Херитаге (СТСцИ/АУРА) -Хуббле/Еуропе Цоллаб)

Хуббле чињенице

Хуббле је заједнички пројекат НАСА -е и Европске свемирске агенције. Ево неколико основних чињеница о телескопу и мисији, љубазношћу Научног института за свемирски телескоп (СТСцИ), који управља Хуббле -ом за НАСА -у:

Величина телескопа:

  • Дужина: 43,2 стопе (13,2 метара)
  • Тежина: 24,500 лбс. (11,110 килограма)
  • Максимални пречник: 14 стопа (4,2 м)

Чињенице мисије:

  • Лансирање: 24. априла 1990. са свемирске шатле Дисцовери (СТС-31)
  • Распоређивање: 25. априла 1990
  • Сервисна мисија 1: децембар 1993
  • Сервисна мисија 2: фебруар 1997
  • Сервисна мисија 3А: децембар 1999
  • Сервисна мисија 3Б: фебруар 2002
  • Сервисна мисија 4: мај 2009

Статистика свемирских летова:

  • Орбита: Просечна надморска висина од 307 наутичких миља (569 км или 353 миља), нагнута 28,5 степени према екватору.
  • Време за једну орбиту: 97 минута
  • Брзина: 17.500 км/х (28.000 км/х)

Подаци:

Хабл сваке недеље преноси око 120 гигабајта научних података. То би било отприлике 1.097 метара књига на полици. Збирка слика и података чува се на магнетно-оптичким дисковима.

Снага:

  • Извор енергије: Сунчева светлост
  • Механизам: Два соларна панела од 25 стопа
  • Потрошња енергије: 2.800 вати
  • Батерије: 6 никл-водоник (НиХ), са складишним капацитетом једнаким 20 аутомобилских батерија

Оптика:

  • Пречник примарног огледала: 2,4 м
  • Тежина примарног огледала: 828 кг
  • Пречник секундарног огледала: 12 ин (0,3 м)
  • Тежина секундарног огледала: 27,3 лб (12,3 кг)

Повезан: Хаблов квиз: Колико добро познајете чувени телескоп?

Опслуживање мисија

Хабл је сервисиран пет пута. Ево најважнијих детаља сваке сервисне мисије:

  • Сервисна мисија 1 - СТС -61, децембар 1993: Инсталиран је пакет корективне оптике, а планетарна камера широког поља замењена је широком и планетарном камером 2 (укључујући унутрашњи систем оптичке корекције.) Рачунари су надограђени. Астронаути су такође заменили соларне низове, жироскопе, магнетометре, рачунаре и другу опрему.
  • Сервисна мисија 2-СТС-82, фебруар 1997: Између осталих задатака, астронаути су инсталирали спектрограф за снимање свемирског телескопа (СТИС) и блиско инфрацрвену камеру и вишепредметни спектрометар (НИЦМОС), замењујући ГХРС и ФОС. Неочекивани проблем са НИЦМОС ​​-ом скратио је очекивани животни век на само 2 године, мање од половине почетних пројекција.
  • Сервисна мисија 3А - СТС -103, децембар 1999: Трећа сервисна мисија подељена је на два дела након што су три од шест жироскопа (показивачких уређаја) отказала на Хубблеу. Само неколико недеља пре него што се 3А подигла, четврти жироскоп није успео и телескоп није могао да покаже у правом смеру за посматрања. 3А је, између осталих задатака, заменио све жироскопе, сензор за фино навођење и рачунар. Мисија је вратила Хуббле у службу убрзо након што су поправке завршене.
  • Сервисна мисија 3Б - СТС -109, март 2002: Ова мисија је инсталирала напредну камеру за снимање (замењујући ФОЦ), поправила НИЦМОС ​​и заменила соларне низове.
  • Сервисна мисија 4-СТС-125, мај 2009: Ова мисија је прво била заказана за фебруар 2005, али НАСА ју је отказала након што је шатл Цолумбиа оштећен током лансирања и распао се приликом поновног уласка 2003. године, при чему је погинуло седам астронаута. Хабл је у орбити која се разликује од Међународне свемирске станице. Ако би шатл био оштећен при изласку, астронаути нису имали сигурно уточиште у случају нужде. Међутим, након негодовања Конгреса, научне заједнице и јавности, Хаблова мисија је поново успостављена и заказана за 2008. годину. Када је једна од Хаблових јединица за руковање подацима заказала, мисија је померена на 2009. годину како би и она укључила заменски део. . Астронаути на Мисији 4 су поправили или заменили неколико система и инсталирали два нова инструмента: широкопојасну камеру 3 и спектрограф космичког порекла.

Поглед на свемирски телескоп Хуббле кроз прозор шатла Атлантис, који је довео астронауте на мисију поправке 2009. године.

Поглед на свемирски телескоп Хуббле кроз прозор шатла Атлантис, који је довео астронауте на мисију поправке 2009. године.(Кредит за слику: НАСА)

Хаблово откриће

Хуббле-ова повишена перспектива и напредна оптика омогућавају му да завири даље него што то види претходна земаљска оптика. Пошто светлу треба времена да пређе велике удаљености, опсег ХСТ -а чини да функционише слично као а Времеплов ; светлост коју посматра са удаљених објеката открива само како се тај објекат појавио када га је светлост напустила, а не како се данас појављује. Дакле, када погледамо галаксију Андромеда, 2,5 милиона светлосних година од Земље, видимо је онакву каква је била пре 2,5 милиона година.

Ова слика приказује примордијалне кандидате галактичке галаксије заокружене зеленом бојом. Три увећања десно приказују неколико патуљастих објеката који се налазе на границама Хабла

Ова слика приказује примордијалне кандидате галактичке галаксије заокружене зеленом бојом. Три увећања десно приказују неколико патуљастих објеката који су на границама Хуббле -ових садашњих могућности инструмента. Хуббле УДФ је мали регион неба у правцу јужног сазвежђа Форнак. Најслабији објекти имају мање од једне четири милијарде светлине звезда које се могу видети голим оком.(Кредит за слику: НАСА, ЕСА, Р. Виндхорст (Државни универзитет у Аризони) и Х. Иан (Научни центар Спитзер, Цалтецх))

А са Хубблеом се откривају удаљени објекти који се иначе уопште не виде.

Када су астрономи 1995. указали ХСТ на наизглед празан део неба у Урса Мајор -и, на пример, снимили су слику преко 3.000 галаксија које су сувише удаљене да би их други телескопи могли детектовати. (Ово је касније названо Хуббле Дееп Фиелд). Неке од галаксија су биле тако младе, да још нису започеле озбиљно формирање звезда. Извршена су и друга посматрања на дубоком пољу у истој области, сваки пут завирујући дубље у свемир. Они су се звали Хуббле Ултра-Дееп Фиелд (објављено 2004.) и Хуббле еКстреме Дееп Фиелд (објављено 2012.).

Осим што је посматрао рани универзум, Хабл је такође помогао астрономима да процене колико је времена прошло од Великог праска. Мерењем посебне врсте пулсирајуће звезде познате као а Променљива цефеида , успели су да сузе старост универзума са његовог пре-ХСТ распона од 10 до 20 милијарди година на прецизнијих 13,7 милијарди година.

Хуббле такође испитује поједине звезде у различитим фазама њихове еволуције - од облака прашине који формирају мале звезде до лешева оних који су одавно експлодирали, и оних између. Чак је могао да завири ван наше галаксије, Млечног пута, и у своје суседе, Магеланове облаке и галаксију Андромеда.

Повезан: Најневероватнија открића свемирског телескопа Хуббле

Изазовније за видети од звезда су планете које круже око других сунца. Ипак, 2008. Хуббле је снимио слике планете Фомалхаут б, први пут када је екстрасоларна планета директно снимљена у видљивом светлу. Али већина планета је изазовнија за фотографисање. Велики део рада ХСТ -а са другим планетама долази кроз детекцију њихове атмосфере док пролазе испред свог сунца; атмосфера филтрира светлост звезда, а Хабл бележи промене.

Хуббле може провести већи део свог времена гледајући светлосне године са Земље, али повремено му је потребно време да фотографише планете које путују око нашег Сунца. Слике високе резолуције снимљене са Јупитера, Сатурна, па чак и Плутона могу пружити увиде које могу допунити само планетарне сонде које круже око планета. Слике са ХСТ -а омогућавају научницима на Земљи да прате промене у атмосфери и површини планете. Када се 1994. комета Схоемакер-Леви срушила у Јупитер, Хуббле је фотографисао фатални судар. Последице су откриле много о атмосфери гасног гиганта.

Даље, Хуббле је видео оно што изгледа као водени прасак који избија са месеца Европе, месеца Јупитера. Телескоп је извршио почетно посматрање у марту 2014. године, а затим је у фебруару 2016. године на истој локацији угледао прамен кандидата.

У орбити више од две деценије, Хабл је научницима пружио боље разумевање планета, галаксије и читавог универзума. Међу највећим Хуббле -овим открићима и истраживачким пројектима:

  • Стварање 3-Д карте мистериозне тамне материје.
  • Откривање Никса и Хидре, два Плутонова месеца
  • Помаже у одређивању брзине ширења универзума.
  • Откривши да је скоро свака велика галаксија усидрена црном рупом.
  • Помажући да се побољша старост универзума.

Недавна Хаблова открића

Ево неких додатних нагласака Хаблових открића у последњих неколико година:

Спектакуларне Хаблове слике

Испод су неке од најбољих слика које је снимио Хуббле.

Пронађите више у овоме галерија сјајних Хаблових слика .

Маглина Хелик, планетарна маглина у сазвежђу Водолија позната и као

Маглина Хелик, планетарна маглина у сазвежђу Водолија позната и као „Божје око“.(Кредит за слику: НАСА, ЕСА и Ц.Р. О'Делл (Универзитет Вандербилт))

Ова масивна, млада звездана група, названа Р136, стара је само неколико милиона година и настањена је у маглини 30 Дорадус, турбулентној зони рађања звезда у Великом Магелановом облаку, сателитској галаксији Млечног пута.

Ова масивна, млада звездана група, названа Р136, стара је само неколико милиона година и настањена је у маглини 30 Дорадус, турбулентној зони рађања звезда у Великом Магелановом облаку, сателитској галаксији Млечног пута.(Заслуге за слику: НАСА, ЕСА и Ф. Паресце (ИНАФ-ИАСФ, Болоња, Италија), Р. О'Цоннелл (Универзитет у Вирџинији, Цхарлоттесвилле) и Одбор за надзор науке широке камере 3)

Свемирски телескоп Хуббле снимио је најдетаљнији поглед на Ракову маглину на једној од највећих слика које је икада направила свемирска опсерваторија.

Свемирски телескоп Хуббле снимио је најдетаљнији поглед на Ракову маглину на једној од највећих слика које је икада направила свемирска опсерваторија.(Кредит за слику: НАСА/ЕСА и Јефф Хестер (Државни универзитет у Аризони).)

Хуббле ухвати Јупитера како мења своје пруге. Облаци на високим и ниским надморским висинама мењају места мењајући свој облик и боју.

Хуббле ухвати Јупитера како мења своје пруге. Облаци на високим и ниским надморским висинама мењају места мењајући свој облик и боју.(Заслуге за слику: НАСА, ЕСА, А. Симон-Миллер (НАСА-ин центар за свемирске летове Годдард), А. СА? Иекцл; нцхез-Лавега, Р. Хуесо и С. ПАрез-Хоиос (Универзитет у Баскији), Е. ГарцА & схи ; а-Мелендо (Фондација опсерваторије Естеве Дуран, Шпанија), и Г. Ортон (Лабораторија за млазни погон))

Хуббле тренутно угледа много стотина хиљада звезда које се крећу у глобуларном јату М13.

Хуббле тренутно угледа много стотина хиљада звезда које се крећу у глобуларном јату М13.(Кредит за слику: НАСА, ЕСА и Хуббле Херитаге Теам (СТСцИ/АУРА))

Сатурнови прстенови у ултраљубичастој боји -Нови поглед на неке од најпознатијих прстенова у Сунчевом систему. Заслуге: НАСА и Е. Каркосцхка (Универзитет у Аризони)

Хуббле Ултра Дееп Фиелд - Гледајући у мрљу тамног неба, ХСТ је открио преко 10.000 раних галаксија невиђених са површине Земље. Заслуге: НАСА, ЕСА, Р. Виндхорст (Државни универзитет Аризона) и Х. Иан (Научни центар Спитзер, Цалтецх)

Када се галаксије сударе -Две галаксије које се сударају произвеле су дугорепу галаксију у облику прстена. Заслуге: НАСА, ЕСА, Хуббле Херитаге (СТСцИ/АУРА) -ЕСА/Хуббле Цоллаборатион, и А. Еванс (Университи оф Виргиниа, Цхарлоттесвилле/НРАО/Стони Броок Университи)

Месец Урана - ХСТ снима помрачење док месец, Ариел, пролази испред Сунца. Заслуге: НАСА, ЕСА, Л. Сромовски (Универзитет у Висконсину, Мадисон), Х. Хаммел (Институт за свемирске науке) и К. Рагес (СЕТИ)

Хуббле снима слике олуја прашине на црвеној планети на поларним капама. Заслуге: НАСА, Јамес Белл (Универзитет Цорнелл), Мицхаел Волфф (Институт за свемирску науку) и Тхе Хуббле Херитаге Теам (СТСцИ/АУРА)

Лептир израња из звездане смрти - Умирућа звезда која избацује прашину и гас створила је прелепу планетарну маглину. Заслуге: НАСА, ЕСА и Хуббле СМ4 ЕРО тим

Космички бисери из суперсоничног ударног таласа - Ударни таласи ослобођени од супернове из 1987. сада се сударају са прашином и гасом око звезде, загревајући прстен и изазивајући његов сјај. Заслуге: НАСА, П. Цхаллис, Р. Кирсхнер (Харвард-Смитхсониан Центер фор Астропхисицс) и Б. Сугерман (СТСцИ)

Галактички гасни мехурићи - Мехурић гаса у центру галаксије НГЦ 3079 издиже се изнад спљоштеног диска. Заслуге: НАСА, Гералд Цецил (Универзитет у Северној Каролини), Силваин Веиллеук (Универзитет у Мериленду), Јосс Бланд-Хавтхорн (Англо-аустралијска опсерваторија) и Алек Филиппенко (Калифорнијски универзитет у Беркелеиу).

Ета Царинае - Думбел Екплосион - Прашина и гас који експлодирају са обе стране звезде, Ета Царинае, приказани су изузетно детаљно. Упркос великој удаљености звезда, могу се видети структуре пречника свега 10 милијарди миља. Заслуге: Јон Морсе (Универзитет у Колораду) и НАСА

Маглине Прстен - Умирућа звезда отерала је прашину и гас да би створила најпознатије планетарне маглине. ХСТ је открио тамне грудве материјала уграђене у ивице гасног прстена, док се умирућа звезда крије у центру. Заслуге: Хуббле Херитаге Теам (АУРА/СТСцИ/НАСА)

Припреме за пут у Весту - Слике које је снимио ХСТ помогле су астрономима и инжењерима у планирању НАСА -ине мисије Давн на астероиду Веста и протопланети Церес. Заслуге за Веста: НАСА; ЕСА; Л. МцФадден и Ј.И. Ли (Универзитет у Мериленду, Цоллеге Парк); М. Мутцхлер и З. Леваи (Научни институт за свемирски телескоп, Балтимор); П. Тхомас (Универзитет Цорнелл); Ј. Паркер и Е. Ф. Иоунг (Југозападни истраживачки институт); и Ц.Т. Русселл и Б. Сцхмидт (Калифорнијски универзитет, Лос Анђелес). Заслуге за Церес: НАСА; ЕСА; Ј. Паркер (Југозападни истраживачки институт); П. Тхомас (Универзитет Цорнелл); Л. МцФадден (Универзитет у Мериленду, Цоллеге Парк); и М. Мутцхлер и З. Леваи (Научни институт за свемирски телескоп)

Струја субатомских честица -Електрони и друге субатомске честице теку из црне рупе у центру галаксије М87. Заслуге: НАСА и Хуббле Херитаге Теам (СТСцИ/АУРА)

Обућар-Леви модрице Јупитер -Када је комета Схоемакер-Леви бомбардовала Јупитер 1994. године, оставила је свој траг на планети. Заслуге: Хуббле Цомет Теам и НАСА.

Додатна средства:

Овај чланак је 20. априла 2020. ажурирала референтна уредница Спаце.цом Кимберли Хицкок.