24 апреля 1990 года произошло одно из самых важных событий в истории астрономии. С космодрома на мысе Канаверал состоялся запуск шаттла Atlantis, который вывел на орбиту космический телескоп Hubble. В честь 35-летнего юбилея этого уникального проекта, редакция Universe Space Tech рассказывает историю его создания, основные открытия и значение для науки.
Краткая история телескопа Hubble
В конце 1960-х годов NASA приступила к изучению концепции большого оптического телескопа, который можно было бы разместить на околоземной орбите. Его вынос за пределы атмосферы должен был намного повысить точность наблюдений, а также предоставить возможность собирать данные не только в видимом, но и ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.
Первоначально космическую обсерваторию планировалось оснастить 3-метровым зеркалом, но из-за бюджетных ограничений его диаметр позднее пришлось уменьшить до 2,4 метров. Телескоп назвали Hubble — в честь астронома Эдвина Хаббла, который доказал, что Вселенная расширяется и простирается далеко за пределы Млечного Пути.
Проект был официально одобрен NASA в конце 1970-х. Первоначально, запуск Hubble был запланирован на 1983 год. Однако из-за различных технических проблем его создание затянулось. В итоге запуск назначили на лето 1986 года. Но после катастрофы Challenger в январе 1986 года полеты шаттлов прекратились почти на три года. В результате Hubble был помещен на долгосрочное хранение в ангар с азотной атмосферой. Этот простой привел к значительному удорожанию проекта.
После всех переносов, Hubble отправился в космос 24 апреля 1990 года. Телескоп был выведен на 610-километровую орбиту вокруг Земли.
Ремонт Hubble
После того как астрономы получили первые снимки Hubble, их ждал большой удар. Оказалось, что его зеркало имело дефект, из-за которого изображения были намного менее четкими, чем ожидалось. Это поставило под сомнение возможность выполнения научной программы телескопа. В результате NASA приняла решение отремонтировать Hubble.
Первым вариантом было вернуть Hubble на Землю и заменить зеркало на запасное. Но от него отказались по причине его чрезмерной дороговизны. Вместо этого NASA решила воспользоваться тем, что Hubble изначально строился с расчетом на возможность его ремонта в космосе. Было решено поставить на телескоп блок корректирующей оптики, который бы сыграл роль «очков».
Эта задача была возложена на миссию STS-61, которую запустили в декабре 1993 года. Она до сих пор считается одной из самых сложных в истории космонавтики. В ходе пяти выходов в открытый космос астронавты успешно установили корректирующий блок, а также заменили некоторые из инструментов телескопа. Ремонт оказался успешным. После установки блока четкость снимков Hubble достигла ожидаемой.
В дальнейшем Hubble посетили еще четыре пилотируемые миссии на шаттлах. Последняя из них состоялась в 2009 году. Их экипажи ремонтировали телескоп и заменяли его инструменты на более современные. Благодаря этому Hubble все еще находится в строю, а его научные возможности значительно выросли по сравнению с началом 1990-х.
Техническое устройство Hubble
Считается, что внешне Hubble напоминает спутники оптической разведки KH-11, которые тоже оснащены 2,4-метровым зеркалом. Длина телескопа составляет 13,2 метра, диаметр 4,2 метра, масса (на момент запуска) — 11,1 тонны.
Hubble получает энергию от двух солнечных батарей. Научная начинка неоднократно менялась, так что на его борту не осталось ни одного из «оригинальных» инструментов. Сейчас он оснащен четырьмя действующими приборами: камерами WFC3 и ACS, а также спектрографами COS и STIS.
У телескопа Hubble нет собственных двигателей. Для поднятия высота его орбиты раньше использовались шаттлы. После прекращения их полетов, орбита Hubble постепенно снижается под действием тормозного эффекта, создаваемого верхними слоями земной атмосферы.
Главные открытия Hubble
Телескоп Hubble по праву заслужил славу инструмента, который произвел настоящую революцию в астрономии. С момента запуска он провел свыше 1,6 миллиона научных наблюдений, на основе которых ученые написали 21 тысячу рецензируемых научных работ. Вот уже много лет Hubble занимает первую строчку в списке самых цитируемых телескопов в мире.
Hubble смог заглянуть на край Вселенной и сфотографировать галактики, существовавшие всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, а также уточнить значение постоянной Хаббла. Одной из наиболее сенсационных находок телескопа стало то, что наша Вселенная расширяется не с замедлением, а с ускорением. Его авторы были отмечены Нобелевской премией по физике.
В 1995 году Hubble сделал один из самых важных снимков в своей истории. Он получил название Hubble Deep Field. В течение десяти дней телескоп фотографировал небольшой и, как до этого считалось, практически пустынный участок неба. Результаты поразили астрономов. Оказалось, что на самом деле там находятся тысячи далеких галактик. Эксперимент наглядно доказал, что Вселенная содержит на порядки больше галактик, чем считалось ранее.
Помимо этого, Hubble активно использовался для изучения галактик, сверхновых, регионов активного звездообразования и черных дыр. Астрономы также задействовали его для наблюдений экзопланет.
Нашлась для Hubble работа и в Солнечной системе. Так в 1994 году он запечатлел последствия падения обломков кометы Шумейкеров — Леви 9 на Юпитер. Hubble изучал атмосферы планет-гигантов, находил их ранее неизвестные спутники и объекты пояса Койпера, сфотографировал последствия столкновения зонда DART с астероидом Диморф.
И это лишь верхушка айсберга. Крайне сложно найти какую-то категорию небесных тел, которые бы избежали внимания Hubble. За 35 лет своей работы он стал самым настоящим «патриархом» современной астрономии.
И, конечно же, нельзя не упомянуть про множество сделанных телескопом поразительных снимков дальнего космоса — от Столпов Творения до галактики Сомбреро. Они внесли гигантский вклад в популяризацию астрономии, вдохновив новое поколение исследователей.
Будущее телескопа Hubble
Как и любой другой космический аппарат, Hubble не вечен. С момента последней ремонтной экспедиции прошло уже 16 лет. За это время многие компоненты телескопа основательно износились, а то и сломались. Так в прошлом году инженерам пришлось перевести Hubble в режим работы с одним гироскопом. Из-за этого продуктивность аппарата уменьшилась почти на четверть.
Другой, весьма серьезной проблемой является постепенное снижение высоты орбиты Hubble. Сейчас она составляет 491 км. По расчетам инженеров, уже к концу текущего десятилетия Hubble войдет в атмосферу и сгорит.
Несколько лет назад миллиардер Джаред Айзекман предлагал организовать за свой счет миссию по поднятию орбиты Hubble. Теперь Айзекман близок к тому, чтобы возглавить NASA — однако, инициированное действующей американской администрацией общее сокращение расходов на науку, вполне может поставить крест на любых попытках спасти телескоп.
Но даже если работу Hubble и не получится продлить, он уже давно вписал себя в историю науки. Телескоп позволил нам заглянуть в уголки космоса, о существовании которых до этого никто не подозревал, и наглядно продемонстрировал все преимущества внеатмосферной астрономии. А полученный при его эксплуатации опыт, активно использовался и продолжает использоваться при создании новых космических обсерваторий. Так что, даже после прекращения работы Hubble, его «ДНК» еще долго будет продолжать жить в следующем поколении исследователей космоса.
