Телескоп ХабблКосмический телескоп «Хаббл» — легендарная автоматическая обсерватория на орбите Земли, названная в честь Эдвина Хаббла. Телескоп «Хаббл» — совместный проект НАСА и ЕКА.
Размещение телескопа в космосе даёт возможность регистрировать электромагнитное излучение в диапазонах, в которых земная атмосфера непрозрачна; в первую очередь — в инфракрасном диапазоне. Благодаря отсутствию влияния атмосферы, разрешающая способность телескопа в 7—10 раз больше аналогичного телескопа, расположенного на Земле.
 Старт шаттла «Дискавери» с телескопом «Хаббл» на борту.
Технические данные
Параметры орбиты
Наклонение: 28,471°.
Апогей: 566 км.
Перигей: 561 км.
Период обращения: 96,2 мин.
Космический аппарат
Длина космического аппарата — 13,3 м, диаметр — 4,3 м, две солнечные батареи имеют размеры 2,6×7,1 м, масса 11 000 кг (с установленными приборами около 12 500 кг).
Телескоп представляет собой рефлектор системы Ричи — Кретьена с диаметром главного зеркала 2,4 м, позволяющий получать изображение с оптическим разрешением порядка 0,1 угловой секунды.
Приборы
Телескоп имеет модульную структуру и содержит пять отсеков для оптических приборов. Один из отсеков в течение долгого времени (1993—2009 годы) занимала корректирующая оптическая система (COSTAR), установленная во время первой экспедиции обслуживания в 1993 году для компенсации неточности изготовления главного зеркала. Поскольку все приборы, установленные после запуска телескопа, имеют встроенные системы коррекции дефекта, во время последней экспедиции стало возможно демонтировать систему COSTAR и использовать отсек для установки ультрафиолетового спектрографа.
История телескопа «Хаббл»:
Предыстория, концепции, ранние проекты
Борьба за финансирование проекта
Организация проектирования и строительства
Изготовление оптической системы
Космический аппарат
Координация исследований и управление полётом
Запуск и начало работы
На момент запуска телескопа «Хаббл», на нем были установлены следующие приборы:
• Широкоугольная и планетарная камера. Камера была сконструирована в Лаборатории реактивного движения НАСА. Она была оснащена набором из 48 светофильтров для выделения участков спектра, представляющих особый интерес для астрофизических наблюдений. Прибор имел 8 ПЗС-матриц, разделённых между двумя камерами, каждая из которых использовала по 4 матрицы. Широкоугольная камера обладала большим углом обзора, в то время как планетарная камера имела большее фокусное расстояние и, следовательно, давала большее увеличение.
• Спектрограф высокого разрешения Годдарда (англ.). Спектрограф предназначался для работы в ультрафиолетовом диапазоне. Прибор был создан в Центре космических полётов Годдарда и мог работать со спектральными разрешениями величиной около 2000, 20 000 и 100 000.
• Камера съёмки тусклых объектов. Прибор разработан ЕКА. Камера предназначалась для съёмки объектов в ультрафиолетовом диапазоне с высоким разрешением до 0,05 с.
• Спектрограф тусклых объектов. Предназначался для исследования особо тусклых объектов в ультрафиолетовом диапазоне.
• Высокоскоростной фотометр. Создан в Университете Висконсина, разработка финансировалась НАСА. Предназначался для наблюдений за переменными звёздами и другими объектами с изменяющейся яркостью. Мог делать до 10 000 замеров в секунду с погрешностью около 2 %.
• Датчики точного наведения, также могут использоваться в научных целях, обеспечивая астрометрию с миллисекундной точностью. Это позволяет находить параллакс и собственное движение объектов с точностью до 0,2 угловой миллисекунды и наблюдать орбиты двойных звёзд с угловым диаметром до 12 миллисекунд.
Дефект главного зеркала
Обслуживание «Хаббла» производится во время выходов в открытый космос с космических кораблей многоразового использования типа «Спейс шаттл».
Всего были осуществлены четыре экспедиции по обслуживанию телескопа «Хаббл», одна из которых была разбита на два вылета:
Первая экспедиция
Вторая экспедиция
Третья экспедиция (A)
Третья экспедиция (B)
Четвёртая экспедиция
Любой человек или организация может подать заявку на работу с телескопом — не существует ограничений по национальной или академической принадлежности. Конкуренция за время наблюдений очень высока, обычно суммарно запрошенное время в 6—9 раз превышает реально доступное.
Конкурс заявок на наблюдение объявляется примерно раз в год. Заявки делятся на несколько категорий:
Общие наблюдения. В эту категорию попадает большинство заявок, требующих обычной процедуры и длительности наблюдений.
Блиц-наблюдения, наблюдения, требующие не более 45 минут, включая время наведения телескопа, позволяют заполнить паузы между общими наблюдениями.
Срочные наблюдения, для изучения явлений, которые можно наблюдать в течение ограниченного, заранее известного промежутка времени.
Кроме того, 10 % времени наблюдений остаётся в так называемом «резерве директора института космического телескопа». Астрономы могут подавать заявки на использование резерва в любое время, обычно он используется для наблюдений незапланированных краткосрочных явлений, таких как взрывы сверхновых. Съёмки глубокого космоса по программам Hubble Deep Field и Hubble Ultra Deep Field также были осуществлены за счёт директорского резерва.
В течение первых нескольких лет часть времени из резерва выделялась астрономам-любителям. Их заявки рассматривались комитетом, состоящим также из наиболее видных астрономов-непрофессионалов. Основными требованиями к заявке были оригинальность исследования и несовпадение темы с поданными запросами профессиональных астрономов. В общей сложности, в период между 1990 и 1997 годом было произведено 13 наблюдений по программам, предложенным астрономами-любителями. В дальнейшем, из-за сокращения бюджета института, предоставление времени непрофессионалам было прекращено.
Планирование наблюдений является чрезвычайно сложной задачей, так как необходимо учитывать влияние множества факторов:
Поскольку телескоп находится на низкой орбите, что необходимо для обеспечения обслуживания, значительная часть астрономических объектов затенена Землёй чуть меньше половины времени обращения. Существует так называемая «зона длительной видимости», примерно в направлении 90° к плоскости орбиты, однако из-за прецессии орбиты точное направление изменяется с восьминедельным периодом.
Из-за повышенного уровня радиации наблюдения невозможны, когда телескоп пролетает над Южно-Атлантической аномалией.
Минимальное отклонение от Солнца составляет около 50° для предотвращения попадания прямого солнечного света в оптическую систему, что, в частности, делает невозможными наблюдения Меркурия, а прямые наблюдения Луны и Земли допустимы при отключённых датчиках точного наведения.
Так как орбита телескопа проходит в верхних слоях атмосферы, плотность которых меняется с течением времени, невозможно точно предсказать местоположение телескопа. Ошибка шестинедельного предсказания может составлять до 4 тыс. км. В связи с этим, точные расписания наблюдений составляются всего на несколько дней вперёд, чтобы избежать ситуации, когда выбранный для наблюдения объект будет не виден в назначенное время.
За 15 лет работы на околоземной орбите «Хаббл» получил 700 тыс. изображений 22 тыс. небесных объектов — звёзд, туманностей, галактик, планет. Поток данных, которые он ежедневно генерирует в процессе наблюдений, составляет около 15 ГБ. Общий их объём, накопленный за всё время работы телескопа, превышает 20 терабайт. Более 3900 астрономов получили возможность использовать его для наблюдений, опубликовано около 4000 статей в научных журналах. Установлено, что, в среднем, индекс цитирования астрономических статей, основанных на данных телескопа, в два раза выше, чем статей, основанных на других данных. Ежегодно в списке 200 наиболее цитируемых статей не менее 10 % занимают работы, выполненные на основе материалов Хаббла. Нулевой индекс цитирования имеют около 30 % работ по астрономии в целом и только 2 % работ, выполненных с помощью космического телескопа.
Тем не менее, цена, которую приходится платить за достижения «Хаббла», весьма высока: специальное исследование, посвящённое изучению влияния на развитие астрономии телескопов различных типов, установило, что, хотя работы, выполненные при помощи орбитального телескопа, имеют суммарный индекс цитирования в 15 раз больше, чем у наземногорефлектора с 4-метровым зеркалом, стоимость содержания космического телескопа выше в 100 и более раз.
Передача, хранение и обработка данных телескопа:
Передача на Землю
Архивирование и доступ к данным
Анализ и обработка информации
Для проекта космического телескопа всегда было важно привлечь внимание и воображение широкой публики, и в особенности американских налогоплательщиков, внёсших наиболее значительный вклад в финансирование «Хаббла».
Одним из наиболее важных для связей с общественностью является проект «Наследие Хаббла». Его задачей является публикация наиболее эффектных визуально и эстетически изображений, полученных телескопом. Галереи проекта содержат не только оригинальные снимки, но и созданные на их основе коллажи и рисунки. Проекту выделено небольшое количество времени наблюдений для получения полноценных цветных изображений объектов, фотографирование которых в видимой части спектра не было необходимым для исследований.
Кроме того, Институт космического телескопа поддерживает несколько веб-сайтов с изображениями и исчерпывающей информацией о телескопе.
В 2000 году для координации усилий различных ведомств было создано Бюро по связям с общественностью.
В Европе с 1999 года связями с общественностью занимается Европейский информационный центр, учреждённый при Европейском координационном центре космического телескопа. Центр также отвечает за образовательные программы ЕКА, связанные с телескопом.
В 2010 году на экраны вышел фильм «Хаббл IMAX 3D», в формате IMAX рассказывающий о телескопе и о космических далях. Режиссёр фильма — Тони Майерс.
Предполагается, что после ремонтных работ, выполненных четвёртой экспедицией, «Хаббл» проработает на орбите до 2014 года, после чего его сменит космический телескоп «Джеймс Вебб».
Фотографии с телескопа "Хаббл":
Перейти в фотоальбом>>> |
|
