24 квітня 1990 року відбулася одна з найважливіших подій в історії астрономії. З космодрому на мисі Канаверал відбувся запуск шаттла Atlantis, який вивів на орбіту космічний телескоп Hubble. На честь 35-річного ювілею цього унікального проєкту, редакція Universe Space Tech розповідає історію його створення, основні відкриття та значення для науки.
Коротка історія телескопа Hubble
Наприкінці 1960-х років NASA розпочала вивчення концепції великого оптичного телескопа, який можна було б розмістити на навколоземній орбіті. Його винесення за межі атмосфери мало набагато підвищити точність спостережень, а також надати можливість збирати дані не тільки у видимому, а й в ультрафіолетовому та інфрачервоному діапазонах.
Спочатку космічну обсерваторію планувалося оснастити 3-метровим дзеркалом, але через бюджетні обмеження його діаметр пізніше довелося зменшити до 2,4 метра. Телескоп назвали Hubble — на честь астронома Едвіна Габбла, який довів, що Всесвіт розширюється і простягається далеко за межі Чумацького Шляху.
Проєкт був офіційно схвалений NASA наприкінці 1970-х. Спочатку, запуск Hubble був запланований на 1983 рік. Однак через різні технічні проблеми його створення затягнулося. У підсумку запуск призначили на літо 1986 року. Але після катастрофи Challenger у січні 1986 року польоти шаттлів припинилися майже на три роки. У результаті Hubble був поміщений на довгострокове зберігання в ангар з азотною атмосферою. Цей простій призвів до значного подорожчання проєкту.
Після всіх перенесень, Hubble вирушив у космос 24 квітня 1990 року. Телескоп був виведений на 610-кілометрову орбіту навколо Землі.
Ремонт Hubble
Після того як астрономи отримали перші знімки Hubble, на них чекав великий удар. Виявилося, що його дзеркало мало дефект, через який зображення були набагато менш чіткими, ніж очікувалося. Це поставило під сумнів можливість виконання наукової програми телескопа. У результаті NASA ухвалила рішення відремонтувати Hubble.
Першим варіантом було повернути Hubble на Землю і замінити дзеркало на запасне. Але від нього відмовилися через його надмірну дорожнечу. Замість цього NASA вирішила скористатися тим, що Hubble спочатку будувався з розрахунком на можливість його ремонту в космосі. Було вирішено поставити на телескоп блок коригувальної оптики, який би зіграв роль «окулярів».
Це завдання було покладено на місію STS-61, яку запустили в грудні 1993 року. Вона досі вважається однією з найскладніших в історії космонавтики. Під час п’яти виходів у відкритий космос астронавти успішно встановили коригувальний блок, а також замінили деякі з інструментів телескопа. Ремонт виявився успішним. Після встановлення блоку чіткість знімків Hubble досягла очікуваної.
Надалі Hubble відвідали ще чотири пілотовані місії на шаттлах. Остання з них відбулася 2009 року. Їхні екіпажі ремонтували телескоп і замінювали його інструменти на більш сучасні. Завдяки цьому Hubble все ще перебуває в строю, а його наукові можливості значно зросли порівняно з початком 1990-х.
Технічне влаштування Hubble
Вважається, що зовні Hubble нагадує супутники оптичної розвідки KH-11, які теж оснащені 2,4-метровим дзеркалом. Довжина телескопа становить 13,2 метра, діаметр 4,2 метра, маса (на момент запуску) — 11,1 тонни.
Hubble отримує енергію від двох сонячних батарей. Наукова начинка неодноразово змінювалася, тож на його борту не залишилося жодного з «оригінальних» інструментів. Зараз він оснащений чотирма робочими приладами: камерами WFC3 та ACS, а також спектрографами COS і STIS.
У телескопа Hubble немає власних двигунів. Для підняття висота його орбіти раніше використовувалися шаттли. Після припинення їхніх польотів, орбіта Hubble поступово знижується під дією гальмівного ефекту, створюваного верхніми шарами земної атмосфери.
Головні відкриття Hubble
Телескоп Hubble по праву заслужив славу інструменту, який зробив справжню революцію в астрономії. З моменту запуску він провів понад 1,6 мільйона наукових спостережень, на основі яких вчені написали 21 тисячу рецензованих наукових робіт. Ось уже багато років Hubble посідає першу сходинку в списку найбільш цитованих телескопів у світі.
Hubble зміг зазирнути на край Всесвіту і зазнімкувати галактики, що існували лише за кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху, а також уточнити значення сталої Габбла. Однією з найбільш сенсаційних знахідок телескопа стало те, що наш Всесвіт розширюється не з уповільненням, а з прискоренням. Його автори були відзначені Нобелівською премією з фізики.
У 1995 році Hubble зробив один із найважливіших знімків у своїй історії. Він отримав назву Hubble Deep Field. Протягом десяти днів телескоп знімкував невелику і, як до цього вважалося, практично пустельну ділянку неба. Результати вразили астрономів. Виявилося, що насправді там знаходяться тисячі далеких галактик. Експеримент наочно довів, що Всесвіт містить на порядки більше галактик, ніж вважалося раніше.
Крім цього, Hubble активно використовувався для вивчення галактик, наднових, регіонів активного зореутворення та чорних дір. Астрономи також залучили його для спостережень екзопланет.
Знайшлася для Hubble робота й у Сонячній системі. Так у 1994 році він зафіксував наслідки падіння уламків комети Шумейкерів — Леві 9 на Юпітер. Hubble вивчав атмосфери планет-гігантів, знаходив їхні раніше невідомі супутники та об’єкти пояса Койпера, зазнімкував наслідки зіткнення зонда DART з астероїдом Діморф.
І це лише верхівка айсберга. Вкрай складно знайти якусь категорію небесних тіл, які б уникли уваги Hubble. За 35 років своєї роботи він став справжнісіньким «патріархом» сучасної астрономії.
І, звичайно ж, не можна не згадати про безліч зроблених телескопом неймовірних знімків далекого космосу — від Стовпів Творіння до галактики Сомбреро. Вони зробили гігантський внесок у популяризацію астрономії, надихнувши нове покоління дослідників.
Майбутнє телескопа Hubble
Як і будь-який інший космічний апарат, Hubble не вічний. З моменту останньої ремонтної експедиції минуло вже 16 років. За цей час багато компонентів телескопа суттєво зносилися, а то й зламалися. Так торік інженерам довелося перевести Hubble у режим роботи з одним гіроскопом. Через це продуктивність апарата зменшилася майже на чверть.
Іншою, вельми серйозною проблемою є поступове зниження висоти орбіти Hubble. Зараз вона становить 491 км. За розрахунками інженерів, уже до кінця поточного десятиліття Hubble увійде в атмосферу і згорить.
Кілька років тому мільярдер Джаред Айзекман пропонував організувати власним коштом місію з підняття орбіти Hubble. Тепер Айзекман близький до того, щоб очолити NASA — однак, ініційоване чинною американською адміністрацією загальне скорочення видатків на науку, цілком може поставити хрест на будь-яких спробах врятувати телескоп.
Але навіть якщо роботу Hubble і не вийде продовжити, він уже давно вписав себе в історію науки. Телескоп дозволив нам зазирнути в куточки космосу, про існування яких до цього ніхто не підозрював, і наочно продемонстрував усі переваги позаатмосферної астрономії. А отриманий під час його експлуатації досвід, активно використовувався і продовжує використовуватися при створенні нових космічних обсерваторій. Так що, навіть після припинення роботи Hubble, його «ДНК» ще довго буде продовжувати жити в наступному поколінні дослідників космосу.
