Друге народження телескопа Hubble: світлини галактики M100

Наука Тех

24 квітня 1990 р. мало ознаменувати початок нової епохи в історії астрономії. Саме цього дня шатл Discovery доставив на орбіту космічний телескоп Hubble. Проте, коли астрономи глянули на перші знімки обсерваторії, на них чекав неприємний сюрприз.
Якість переданих зображень хоч і була кращою, ніж у найпотужніших наземних телескопів того часу, але все одно сильно поступалася проєктним значенням. Подальші перевірки підтвердили найгірші побоювання фахівців. Джерело проблеми полягало не в неправильних налаштуваннях інструменту, а у відхиленні форми його головного дзеркала від розрахункового.

Телескоп Hubble. Джерело: NASA

Вивчивши всі можливі варіанти, керівництво NASA прийняло рішення встановити на телескоп спеціальний пристрій, що коригує та виправляє дефект його дзеркала. Для цього до нього було відправлено спеціальну ремонтну місію (STS-61). 4 грудня 1993 р. шатл Endeavour зблизився з обсерваторією, «підхопив» її рукою-маніпулятором та помістив у свій вантажний відсік.

Розмите зображення галактик M100, отримане до ремонту телескопа Hubble, Джерело: NASA, ESA, STScI

Подальші події увійшли до історії як одна з найскладніших ремонтних операцій, виконаних на навколоземній орбіті. У ході п’яти послідовних виходів у відкритий космос (що досі залишається рекордом для космічних місій) астронавти встановили блок апаратури, що коригує, а також замінили основну камеру Hubble, його гіроскопи, сонячні батареї, бортовий комп’ютер та інші ключові компоненти.

Місія увінчалася успіхом. Завдяки зусиллям астронавтів Hubble фактично пережив друге народження. Відремонтований телескоп зробив ряд разючих відкриттів, причинивши багато таємниць Всесвіту. У наступні роки NASA відправило до Hubble ще чотири сервісні місії. У них астронавти поступово замінили наукові інструменти телескопа на більш досконалі аналоги. Це суттєво розширило його функціональні можливості у порівнянні з «первісною» комплектацією.

На честь 25-річчя з дня запуску місії STC-61 NASA опублікувала знімки, що показують, як сильно зросла якість фотографій Hubble за час його експлуатації. На них зображено спіральну галактику M100. Вона знаходиться на відстані 55 млн світлових років від Чумацького шляху. Фахівці вибрали її як найбільш відповідний об’єкт для демонстрації різниці між старою та новою апаратурою телескопа.

Порівняння зображення галактики M100, зроблених камерами WFPC1, WFPC2 та WFPC3 у 2018 р. Джерело: NASA, ESA, STScI and Judy Schmidt

Перший знімок галактики було зроблено камерою WFPC1 27 листопада 1993 р. за кілька днів до ремонту телескопа. Як не важко помітити, M100 знаходиться не у фокусі, через що різні структури галактики зливаються в єдине ціле.

Друга фотографія була зроблена 31 грудня 1993 р. новою ширококутною камерою WFPC2 із встановленим коригувальним елементом. Зображення чудово демонструє, наскільки сильно ремонт покращив якість знімків Hubble.

Зображення галактики M100, зроблені камерою WFPC1 у 1993 р. та камерою WFPC3 у 2018 р. Джерело: NASA, ESA, STScI and Judy Schmidt

Третій знімок галактики було отримано у травні 2009 р. камерою WFPC3. Її встановили як заміну WFPC2 під час останньої місії обслуговування телескопа, що відбулася того ж місяця. Камера WFPC3 стала найбільш досконалим інструментом, який коли-небудь розміщувався на Hubble.

Під час останньої ремонтної місії астронавти також замінили спектрограф космічного випромінювання, усі гіроскопи, акумулятори та бортовий комп’ютер Hubble. Також вони встановили на телескоп спеціальний захват. Передбачається, що коли Hubble повністю вийде з ладу, до нього буде запущено спеціальний апарат. Він «зачепить» телескоп, а потім зведе його з орбіти.