28 Января 2004 19:01 28 Янв 2004 19:01 |

Поделиться

Телескоп Хаббла - жертвоприношение Буша

На данный момент принято окончательное решение отказаться от «физической» поддержки орбитального телескопа Хаббла. Согласно утверждениям НАСА, объема запланированных полетов шаттлов хватит только на достройку американского сегмента МКС.

В то же время, согласно официальным данным НАСА, телескоп Хаббла «съедает» лишь около одного процента бюджета этого ведомства.

Первая жертва амбиций Буша

Принято решение отменить пятую ремонтную экспедицию на телескоп Хаббла — ранее она была запланирована на середину 2005 года, — а также все последующие.

Однако, астронавты может быть еще посетят знаменитый орбитальный телескоп, но только один раз и лишь для подготовки тяжелого спутника к затоплению. Эта экспедиция станет первой, начиная с настоящего времени, и завершающей в истории знаменитого орбитального телескопа.

Напомним, что среди задач экспедиции 2005 года значились, в частности, установка новой широкоугольной планетной камеры и сверхчувствительного ультрафиолетового спектрографа. Но особая ее важность — в том, что на этот раз астронавтам предстояло заменить вышедшие из строя гироскопы системы ориентации.

Телескоп Хаббла с развернутыми солнечными батареями и узконаправленной антенной удерживается манипулятором Шаттла (полет STS-31)

Такое решение означает, что дни уникального телескопа отныне сочтены. Он будет продолжать работать, пока это возможно, однако помощи ему никто уже не окажет.

Физическая гибель уникального инструмента в атмосфере Земли назначена на 2011 год, но выйти из строя он может в любой момент. Телескоп Хаббла на наших глазах становится историей.

Эпоха заатмосферной астрономии

Вывод оптических телескопов за пределы атмосферы Земли издавна был желанной целью астрономов. Во-первых, погодные условия вносили не всегда приятные коррективы в программы наземных наблюдений, к которым астрономы иной раз готовятся годами. Во-вторых, флуктуации плотности воздуха в атмосфере приводят к дрожанию или размыванию изображений астрономических объектов. Это не позволяет наземным телескопам приблизиться к теоретически возможным значениям разрешения. В-третьих, земная атмосфера прозрачна далеко не во всей области электромагнитного излучения, и картина мироздания, построенная только лишь по наблюдениям в видимой области, является принципиально неполной и опасно односторонней. В-четвертых, становится возможным обследование объектов на всей небесной сфере с помощью одного инструмента.

Борясь с вредным влиянием атмосферы, астрономы устремились сначала в высокогорные районы, затем стали поднимать свои инструменты на аэростатах, а еще позднее — проводить наблюдения со специально оборудованных самолетов, либо — с высотных ракет. В частности, во время полетов ракет в 1950-х годах удалось зарегистрировать рентгеновское излучение Солнца. Однако история всеволновой астрономии началась только с наступлением космической эры.

Изображение системы Плутон-Харон, полученное с помощью
наземного телескопа (слева) и телескопа Хаббла (справа)

Первым собственно астрономическим спутником, произведшим революцию в астрономии, по всей видимости, можно считать рентгеновскую обсерваторию «Ухуру». Спутник был выведен на орбиту 12 декабря 1971 г. с итальянского плавучего космодрома «Сан-Марко» (именно «Сан-Марко», а не широко разрекламированный в российских СМИ современный «плавучий старт», стал первым морским космодромом), расположенного вблизи экватора у берегов Кении — отсюда имя спутника, означающее на суахили «свобода». Хотя первый рентгеновский источник за пределами Солнечной системы — Скорпион X-1 — был обнаружен еще в 1962 г., а всего к моменту старта «Ухуру» было известно более сорока рентгеновских источников, установленный именно на этом спутнике рентгеновский телескоп позволил впервые в истории составить обзор неба в рентгеновской области спектра.

Распределение рентгеновских источников на небесной сфере

Источник: Issep.rssi.ru

По мере развития заатмосферной астрономии и роста числа спутников, предназначенных для проведения наблюдений небесных объектов в инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах, появилась необходимость выведения на орбиту мощного оптического телескопа. Этот шаг открывал возможности по работе в недоступном прежде угловом разрешении и позволил бы идентифицировать новые источники с оптическими. Такой телескоп был создан в США и впоследствии выведен на орбиту Земли.

Уникальный инструмент с непростой судьбой

Согласно американским источникам, первым предложил вывести оптический телескоп в космос доктор Лайман Шпитцер (1914-1997 гг.).

Оптическая схема телескопа

В 1977 г. Конгресс одобрил выделение значительных сумм на программу; генеральным подрядчиком стала компания Lockheed Martin Aerospace. К 1985 г. создание телескопа было завершено. Инструмент, только на строительство которого ушло восемь лет, состоял из 400 тыс. деталей и почти 50 тыс. км электропроводов.

Судьба телескопа Хаббла не заладилась с самого начала. Он был готов к работе, но ему было суждено простоять в ожидании запуска еще пять лет — авария «Челленджера» внесла свои коррективы.

25 апреля 1990 г. шаттл «Дискавери» вывел телескоп Хаббла на околоземную орбиту.

Изначально на уникальном телескопе было установлено пять инструментов — планетная и высокочувствительная камеры, спектрографы высокого разрешения и высокой чувствительности, а также фотометр (впоследствии состав аппаратуры изменялся).

Предполагалось, что телескоп будет в пятьдесят раз превосходить наземные телескопы по количеству собираемого света и на порядок — по пространственному разрешению. Уникальный аппарат приступил к работе. Астрономическое сообщество ликовало.

Сеть обмена данными телескопа Хаббла

Корректор сферической аберрации COSTAR

Решение проблемы удалось найти сравнительно быстро. В оптическую схему телескопа в ходе ремонтных работ, осуществленных астронавтами прямо на орбите уже в 1993 году, был введен (вместо одного из инструментов) корректор аберрации COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement).

Это аппарат позволил кардинально улучшить качество изображений. В настоящее время надобность в COSTAR отпала — все инструменты на борту телескопа имеют встроенные системы коррекции дефекта главного зеркала.

Изображение галактики М100 до (слева) и после (справа) компенсации аберраций

Конструкция телескопа

Предполетное обследование объектива телескопа

Приемопередающая антенна S-диапазона высокого усиления позволяет принимать данные на скорости 1 кБ/с и передавать на скорости 256/512 кБ/с. Основной инструмент — телескоп системы Ричи-Кретьена f/24 с основным зеркалом диаметром 2,4 м и вспомогательным — диаметром 0,3 м. Эффективное фокусное расстояние системы — 57,6 м. Детекторы, установленные на телескопе, позволяют регистрировать излучение в диапазонах от 1050 до 8000 ангстрем.

Схема телескопа Хаббла

Несмотря на почтенный для спутника возраст, телескоп Хаббла — современный инструмент, регулярно (вплоть до последнего времени) обновлявшийся. Эту сложнейшую задачу удалось решить благодаря модульной конструкции и обслуживанию телескопа непосредственно на орбите. В ходе ремонтных экспедиций астронавтам удалось не только вернуть телескопу, казалось бы, навсегда утраченное «зрение», но и постепенно модернизировать научное оборудование.

Телескоп Хаббла в цифрах

Источник: Astronautix.com

Дискуссия в метавселенной: ИИ, обмен данными и иммерсивные сценарии

ИТ в банках

Более десятка лет телескоп Хаббла ежедневно передает на Землю от 10 до 15 Гб научной информации. За это время телескоп пролетел более 1489 млрд. миль — это сравнимо с расстоянием от Земли до Урана. Общее время ремонтных работ на орбите составило более 93 часов.

Научные результаты

Галактика «Эскимо» (NGC2392)

1. Исследование строения, физических характеристик и динамики небесных тел.
2. Исследование процессов формирования, эволюции звезд и галактик и их строения.
3. Исследование истории и эволюции Вселенной.
4. Работа в качестве долговременной орбитальной базы оптической астрономии.

По данным на март 2000 года, с помощью телескопа удалось:

• провести более 330 тыс. наблюдений;
• исследовать более 25 тыс. астрономических объектов;
• образовать архив данных емкостью более 7,3 терабайт;
• обеспечить уникальной информацией авторов более чем 2663 научных работ.

Список открытий, совершенных с помощью телескопа Хаббла, слишком обширен для обзорной статьи. Можно сказать, что практически каждый объект на снимках космического телескопа представал перед учеными в новом свете. Для обработки поступающих с телескопа Хаббла данных создан специальный институт — Space Telescope Science Institute в г. Балтимор, штат Мэриленд.

8 задач, чтобы перезапустить инженерную школу в России

импортонезависимость

Вот только некоторые из этих открытий:

• зафиксированы сезонные изменения на Нептуне
• удалось разглядеть поверхность спутника Сатурна
• удалось определить массу планеты в удаленной звездной системе
• определен возраст нашей Галактики…
• … и размер планеты Кваоар  — самого крупного небесного тела Солнечной системы, открытого после Плутона.

Последнее по времени открытие, совершенное с помощью телескопа Хаббла, обнародовано на прошлой неделе. Высококачественные снимки Урана и Нептуна, полученные с помощью космического телескопа, позволили американским ученым впервые установить, что цвета атмосфер этих планет существенно отличаются друг от друга — несмотря на то, что при наблюдении в обычный телескоп они предстают одинаково окрашенными.

Орбитальные телескопы ближайшего будущего

В настоящее время космические агентства США и Европы работают над созданием нового космического телескопа, который заступит на космическую вахту вместо в любом случае не вечного телескопа Хаббла. В создании нового телескопа будут использованы новейшие технологии и разработки. Во многом изменится и круг стоящих перед телескопом задач — одной из них станет, например, проверка и уточнение шкалы астрономических расстояний. Новый телескоп уже получил имя Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope, JWST). Предполагается, что он сможет приступить к работе уже в 2011 году.

Новый телескоп будет оснащен главным зеркалом диаметром 6,5 метра; тем самым он будет собирать в семь раз больше света, чем телескоп «Хаббл». Монолитное зеркало такого диаметра и веса вывести на орбиту пока что не представляется возможным, поэтому решено произвести его окончательную сборку уже в космосе. Составное зеркало будет выглядеть подобно цветку — центральный сегмент размером 2 на 6,5 метра, а также два двухметровых раскладывающихся «крыла».

Телескоп будет расположен в космическом пространстве в так называемой «точке Лагранжа», или в точке либрации системы Земля — Солнце, на расстоянии 1,5 млн. км от Земли. Закрывать телескоп от солнечного излучения будет огромный экран размером с теннисный корт. Он позволит снизить температуру телескопа до -223 градусов Цельсия, при которой можно обеспечить наиболее эффективную работу датчиков инфракрасного излучения. Правда, о техническом обслуживании телескопа на таком удалении от Земли даже мечтать пока что не приходится.

Но, несмотря на поразительные открытия, которые, без сомнения, будут совершены с помощью космических телескопов будущего, им вряд ли удастся затмить славу уникального по эффективности космического телескопа Хаббла, как и самых первых телескопов Галилея. Хаббл продолжает работать на орбите. Поток удивительных данных не иссякает.

Кампания за спасение телескопа Хаббла набирает обороты

Когда статья готовилась к публикации, появились сообщения о стихийно начавшейся в США кампании за спасение уникального научного инструмента. И сейчас волна интереса к судьбе телескопа, поднятая решением руководства НАСА об отказе от очередной ремонтной экспедиции к телескопу, набирает обороты.

Техническое обслуживание телескопа Хаббла астронавтами на орбите

Не остается в стороне и американское астрономическое общество — оно поддержит сенаторов, которые захотят разобраться в вызвавшем неожиданный резонанс вопросе поподробнее. По словам сотрудников STScI, авторы писем «взволнованы, возмущены и разгневаны». Потрясенные налогоплательщики интересуются, какую долю бюджета НАСА «съедает» телескоп Хаббла — и узнают, что около одного процента. Движение ширится.

Четвертая часть писем содержит призывы к России о помощи, хотя это вряд ли ей по силам, да и времени осталось слишком мало. Предлагается также «пришвартовать» телескоп Хаббла к МКС, чтобы упростить его техобслуживание. Против, правда, выступают конструкторы — снижение высоты орбиты телескопа может привести к нестабильной его работе.

Интересное предложение высказал немецкий астроном Роберт Фосбури (Robert Fosbury) — он предложил изменить плоскость орбиты телескопа Хаббла так, чтобы она совпадала с плоскостью орбиты МКС.

Телескоп Хаббла, пока орбите

Неподдельный интерес мыслящей общественности к судьбе научного инструмента, да еще в наши годы, да еще в Америке — явление уникальное. Чтобы его заслужить, нужны не просто фундаментальные открытия — нужен вклад, который научный прибор внес в формирование мировоззрения многих тысяч, а может, миллионов и миллиардов людей нашей эпохи. Уже давно и Америка, и весь мир не сталкивались ни с чем подобным.

Широко разрекламированная космическая доктрина Буша, первой жертвой которой пал выдающийся телескоп, может сыграть злую шутку со своим автором. Как знать — возможно, в год президентских выборов движение во спасение телескопа Хаббла внесет свой вклад в подведение черты под сложным и неоднозначным, полным ярких достижений и странных просчетов, периодом пребывания в Белом Доме президента Буша.

Стандартная интрига года выборов приобретает новое измерение. Кто кого победит: Буш Хаббла или Хаббл Буша? Власть науку или наука власть? Конец истории явно еще не наступил, что бы там ни писал Фукуяма. Кульминация и неожиданный интерес к судьбе космического телескопа — одно из ее первых предзнаменований.

Максим Рахманов / CNews.ru

Поделиться

Подписаться на новости Короткая ссылка