Hubble'i kosmoseteleskoop: pildid, faktid ja ajalugu

Hubble

Hubble'i kosmoseteleskoobi ikooniline vaade Kotka udukogu loomise sammastele. (Pildikrediit: J. Hester/P. Scowen/ASU/HST/NASA)



Alates selle käivitamisest 1990. aastal on Hubble'i kosmoseteleskoop (HST) pakkunud pimestavat valikut pilte, mis on avalikkust hämmastanud ja inspireerinud. Kümned terabaidid kogutud andmeid on rohkem kui lihtsalt ilusad pildid, mis on andnud ülevaate universumist, alates Kuule lähedastest objektidest kuni kõige kaugemate galaktikateni ning nende vahel on uskumatud fotod supernoovadest ja ududest.



Siin uurime teleskoobi ajalugu ja selle avastusi, esitame Hubble'i fakte ja linke mõnele tiirleva observatooriumi parimale pildile.

Seotud: Kõigi aegade parimad Hubble'i kosmoseteleskoobi pildid!

Hubble'i maapinnalt tõstmine



Kui Galilei 1610. aastal esmakordselt taevasse pööras, oli tal raskusi Saturni rõngaste väljatoomisega, mis on tänapäeval nähtavad odavates teleskoopides. Optika edusammud parandasid lõpuks teadlaste vaateid planeetidele, tähtedele ja kaugetele galaktikatele, kuid Maa atmosfäär blokeeris endiselt suure osa maapinnal asuvate vaatlejate valgust. Suuremad teleskoobid olid ja on siiani mägede kohal, kus õhem õhkkond kõrgematel kõrgustel võimaldab selgemaid pilte.

1946. aastal, vahetult pärast Teist maailmasõda, tegi astronoom Lyman Spitzer ettepaneku käivitada kosmoseteleskoop, mis suudaks ületada maapealsete vaatluskeskuste piirangud. Kulus veel paar aastakümmet, enne kui idee kogus Riiklikule Teaduste Akadeemiale piisavalt tuge, et korraldada teadlaste komitee, et hinnata suure kosmoseteleskoobi potentsiaali. Spitzeri juhtimisel avaldas komitee 1969. aastal dokumendi, milles kirjeldati suure kosmoseteleskoobi teaduslikke kasutusvõimalusi ja pooldati selle ehitamist. Gabriel Olkoski NASA jaoks kirjutatud teleskoobi ajalugu .

Riiklik teaduste akadeemia viis nende sammud NASA -le - ainsale agentuurile, mis suudab suure kosmoseteleskoobi reaalsuseks muuta. NASA kaalus juba mõnda tüüpi kosmoseteleskoopi, kuid nad ei olnud otsustanud, kui suur see teha ja kust alustada. 1971. aastal andis agentuuri tollane administraatori kohusetäitja George Low rohelise valguse Suure kosmoseteleskoobi teaduse juhtrühmale ja NASA hakkas peagi lobitööd tegema Kongressile, et rahastada seda ettevõtmist.



Hubble

Hubble'i kosmoseteleskoop arendas aastaid. Siin harjutavad astronaudid teleskoobi teenindamist Marshalli kosmoselennukeskuse neutraalse ujuvuse simulaatori kaaluta keskkonnas.(Pildikrediit: NASA/MFSC)

Kallis projekt oli raske müük ja maja assigneeringute allkomitee eitas rahastamist algselt 1975. aastal. NASA suurendas seejärel lobitööd ja sai sisseostud Euroopa Kosmoseagentuurilt, kes jagas kulud. Kongress eraldas lõpuks rahastuse NASA suure kosmoseteleskoobi osa jaoks 1977. aastal.



Arendamine algas peaaegu kohe ja NASA plaanis teleskoobi 1983. aastal turule tuua, kuid erinevad tootmisega seotud viivitused lükkasid stardikuupäeva tagasi 1986. aastasse.

Vahepeal nimetati suur kosmoseteleskoop selle auks ümber Hubbleks (HST) Edwin hambus , Ameerika astronoom, kes muuhulgas tegi kindlaks, et universum ulatub Linnutee piiridest kaugemale.

HST hilines veel kord pärast seda, kui 1986. aasta kosmosesüstik Challenger plahvatas minut pärast õhkutõusmist sama aasta 28. jaanuaril, tappes kõik seitse pardal olnud astronauti. Kulus kaks aastat, enne kui süstiklennud said jätkuda ja NASA sai hakata uuesti planeerima Hubble'i käivitamist.

Maailma esimene kosmoseteleskoop käivitas lõpuks kosmosesüstiku Discovery pardal 24. aprillil 1990. Pingutus läks maksma 1,5 miljardit dollarit, kuid sellega kaasneksid pidevad kulud - nii oodatud kui ka ootamatud.

Hubble

Hubble'i kosmoseteleskoop on paigutatud NASA kosmosesüstikust Discovery 25. aprillil 1990.(Pildikrediit: NASA)

Hubble'i esialgsed instrumendid hõlmasid laiaulatuslikku planeedikaamerat, Goddardi kõrgresolutsiooniga spektrograafi (GHRS), nõrga objektiga kaamerat (FOC), nõrga objekti spektrograafi (FOS) ja kiirfotomeetrit.

Hubble koges varustusprobleeme kohe. Teleskoobi pildid tulid tagasi nii udused, et olid peaaegu kasutud. Hubble'i peeglil oli defekt - sfääriline aberratsioon, mille põhjustas tootmisviga. Viga oli minutiline, vaid 1/50 paberilehe paksusest, kuid see oli piisavalt suur, et tekitada suuri pildiprobleeme.

Läks kolm aastat, enne kui NASA suutis remonditööd teha. 2. detsembril 1993 saatis kosmosesüstik Endeavour seitsmeliikmelise meeskonna Hubble'i viieks päevaks kosmoses käimiseks. Parandamise käigus paigaldati kaks uut kaamerat, sealhulgas Wide-Field Planetary Camera 2 (WFPC-2), mis tegi hiljem palju Hubble'i kuulsamaid fotosid. 1993. aasta detsembris jõudsid Maale esimesed uued pildid Hubblest ja need olid hingematvad.

Sellest ajast alates on Hubble jätkuvalt andnud enneolematut teavet meie universumi kohta ja inspireerinud uudishimulikke meeli kogu maailmas.

Sellel Hubble

Sellel Hubble'i kosmoseteleskoobi tehtud pildil on kujutatud Cepheidi muutuv täht RS Puppis, mis helendab ja tuhmub kuuenädalase tsükli jooksul.(Pildikrediit: NASA/ESA/Hubble'i pärand (STScI/AURA) -Hubble/Europe Collab)

Hubble'i faktid

Hubble on NASA ja Euroopa Kosmoseagentuuri ühisprojekt. Siin on mõned põhilised faktid teleskoobi ja missiooni kohta, NASA Hubble'i opereeriva kosmoseteleskoobi teadusinstituudi (STScI) viisakalt:

Teleskoobi suurus:

  • Pikkus: 43,2 jalga (13,2 meetrit)
  • Kaal: 24 500 naela. (11 110 kilogrammi)
  • Maksimaalne läbimõõt: 4,2 m (14 jalga)

Missiooni faktid:

  • Avamine: 24. aprill 1990 kosmosesüstikust Discovery (STS-31)
  • Kasutamine: 25. aprill 1990
  • Teenindusmissioon 1: detsember 1993
  • Teenindusmissioon 2: veebruar 1997
  • Teenindusmissioon 3A: detsember 1999
  • Teenindusmissioon 3B: veebruar 2002
  • Teenindusmissioon 4: mai 2009

Kosmoselendude statistika:

  • Orbiit: keskmine kõrgus 307 meremiili (569 km või 353 miili), kaldunud ekvaatorile 28,5 kraadi.
  • Aeg ühe orbiidi läbimiseks: 97 minutit
  • Kiirus: 17 500 mph (28 000 km/h)

Andmed:

Hubble edastab igal nädalal umbes 120 gigabaiti teadusandmeid. See oleks umbes 3600 jalga (1097 meetrit) raamatuid riiulil. Piltide ja andmete kogu salvestatakse magnetoptilistele ketastele.

Võimsus:

  • Energiaallikas: päikesevalgus
  • Mehhanism: kaks 25-jalast päikesepaneeli
  • Energiatarve: 2800 vatti
  • Patareid: 6 nikkel-vesinik (NiH), mälumahuga 20 autoakut

Optika:

  • Peamise peegli läbimõõt: 94,5 tolli (2,4 m)
  • Peamine peegli kaal: 828 kg
  • Teise peegli läbimõõt: 12 tolli (0,3 m)
  • Teise peegli kaal: 27,3 naela (12,3 kg)

Seotud: Hubble'i viktoriin: kui hästi tunnete kuulsat teleskoopi?

Teenindusmissioonid

Hubble'i on hooldatud viis korda. Siin on iga teenindusülesande tipphetked:

  • Teenindusülesanne 1 - STS -61, detsember 1993: Paigaldati korrigeeriv optikapakett ja laia välja planeedikaamera asendati laia välja ja planeedikaameraga 2 (sealhulgas sisemine optiline parandussüsteem.) Arvuteid täiendati. Astronaudid vahetasid välja ka päikesepaneele, güroskoope, magnetomeetreid, arvuteid ja muid seadmeid.
  • Teenindusmissioon 2-STS-82, veebruar 1997: Muude ülesannete kõrval paigaldasid astronaudid kosmoseteleskoobi pildistamisspektrograafi (STIS) ning infrapunakaamera ja mitme objekti spektromeetri (NICMOS), asendades GHRS-i ja FOS-i. Ootamatu probleem NICMOSiga lühendas selle eeldatavat eluiga vaid 2 aastani, mis on vähem kui pool esialgsetest prognoosidest.
  • Teenindusülesanne 3A - STS -103, detsember 1999: Kolmas hooldusülesanne jagati kaheks osaks pärast seda, kui Hubble'il ebaõnnestus kolm kuuest güroskoobist (osutusseadmest). Vaid mõni nädal enne 3A eemaldamist ebaõnnestus neljas güroskoop ja jättis teleskoobi suutmatuks vaatluste jaoks õiges suunas osutama. 3A asendas muude ülesannete kõrval kõik güroskoobid, peene juhtimisanduri ja arvuti. Missioon pani Hubble'i uuesti kasutusele varsti pärast remondi lõppu.
  • Teenindusülesanne 3B - STS -109, märts 2002: Selle missiooni käigus paigaldati täiustatud kaamera uuringutele (asendades FOC), parandati NICMOS ja asendati päikesepaneelid.
  • Teenindusmissioon 4-STS-125, mai 2009: see missioon oli esialgu kavandatud veebruariks 2005, kuid NASA tühistas selle pärast seda, kui Columbia süstik oli stardi ajal kahjustatud ja lagunes 2003. aastal uuesti sisenedes, tappes seitse astronauti. Hubble asub erineval orbiidil kui rahvusvaheline kosmosejaam. Kui süstik peaks tõusmisel viga saama, ei olnud astronautidel turvalist varjupaika, kuhu hädaolukorras taganeda. Kuid pärast kongressi, teadusringkondade ja avalikkuse pahameelt taastati Hubble'i missioon ja see kavandati 2008. aastaks. Kui üks Hubble'i andmetöötlusüksustest ebaõnnestus, lükati missioon tagasi 2009. aastasse, et lisada ka selle asendusosa. . Missiooni 4 astronaudid parandasid või asendasid mitmeid süsteeme ja paigaldasid kaks uut instrumenti: laiaulatuslik kaamera 3 ja kosmilise päritolu spektrograaf.

Vaade Hubble

Vaade Hubble'i kosmoseteleskoobile süstiku Atlantis aknast, mis tõi astronaudid 2009. aastal remonditööle.(Pildikrediit: NASA)

Hubble'i avastused

Hubble'i kõrgendatud perspektiiv ja täiustatud optika võimaldavad tal kaugemal vaadata, kui eelmine maapealne optika suudab näha. Kuna valgusel kulub pikkade vahemaade läbimiseks aega, muudab HST tööulatus selle sarnaseks a -ga ajamasin ; valgus, mida see kaugete objektide pealt vaatab, näitab ainult seda, kuidas see objekt ilmus, kui valgus sealt lahkus, mitte seda, kuidas see tänapäeval paistab. Seega, kui vaatame Andromeda galaktikat, mis asub Maast 2,5 miljoni valgusaasta kaugusel, näeme seda sellisena, nagu see oli 2,5 miljonit aastat tagasi.

Sellel pildil on ürgsed kääbusgalaktikakandidaadid roheliselt ümbritsetud. Kolm suurendust paremal näitavad mitmeid kääbusobjekte, mis asuvad Hubble

Sellel pildil on ürgsed kääbusgalaktikakandidaadid roheliselt ümbritsetud. Kolm suurendust paremal näitavad mitmeid kääbusobjekte, mis on Hubble'i praeguste instrumentide võimaluste piirides. Hubble'i UDF on väike taevapiirkond Fornaxi lõunaosa tähtkuju suunas. Kõige nõrgemad objektid on vähem kui üks miljard miljardit tähe heledust, mida on palja silmaga näha.(Pildikrediit: NASA, ESA, R. Windhorst (Arizona osariigi ülikool) ja H. Yan (Spitzeri teaduskeskus, Caltech))

Ja Hubble'i abil ilmnevad kauged objektid, mida muidu pole üldse näha.

Näiteks kui astronoomid osutasid HST -le 1995. aastal Ursa Majori näiliselt tühjale taevalaigule, jäädvustasid nad pildi enam kui 3000 galaktikast, mis olid teiste teleskoopide tuvastamiseks liiga kaugel. (Hiljem nimetati seda Hubble'i sügavväljaks). Mõned galaktikad olid nii noored, et nad polnud veel tõsist tähtede moodustumist alustanud. Tehti ka teisi süvavälja vaatlusi samas piirkonnas, vaadates iga kord sügavamale kosmosesse. Neid nimetati Hubble Ultra-Deep Field (välja antud 2004. aastal) ja Hubble eXtreme Deep Field (ilmus 2012. aastal).

Lisaks varase universumi vaatamisele aitas Hubble ka astronoomidel hinnata, kui palju aega on Suurest Paugust möödas. Mõõtes spetsiaalset pulseerivat tähte, mida tuntakse a Tsefeidi muutuja , suutsid nad kitsendada universumi vanust selle HST-eelsest vahemikust 10-20 miljardit aastat täpsemale 13,7 miljardile aastale.

Hubble uurib ka üksikuid tähti nende evolutsiooni erinevates etappides - alates imikutähti moodustavatest tolmupilvedest kuni ammu plahvatanud ja nende vahel olevate surnukehadeni. See on isegi suutnud piiluda meie galaktikast, Linnuteest, ja naabritele, Magellani pilvedele ja Andromeeda galaktikale.

Seotud: Hubble'i kosmoseteleskoobi kõige hämmastavamad avastused

Tähtedest keerulisem on näha planeete, mis tiirlevad ümber teiste päikeste. Kuid 2008. aastal jäädvustas Hubble pilte planeedist Fomalhaut b, esimest korda pildistati otseselt nähtavas valguses Päikesevälist planeeti. Kuid enamiku planeetide pildistamine on keerulisem. Suur osa HST -i tööst teiste planeetidega toimub nende atmosfääri tuvastamise kaudu, kui nad päikese eest mööduvad; atmosfäär filtreerib tähtedelt tuleva valguse ja Hubble salvestab muudatused.

Hubble võib veeta suure osa ajast Maast valgusaastate kaugusel, kuid mõnikord kulub aega meie päikese ümber tiirlevate planeetide pildistamiseks. Jupiterist, Saturnist ja isegi Pluutost tehtud kõrge eraldusvõimega pildid võivad anda ülevaate, mida suudavad täita ainult planeete tiirlevad planeedisondid. HST -st saadud pildid võimaldavad Maa teadlastel jälgida planeedi atmosfääri ja pinna muutusi. Kui komeet Shoemaker-Levy 1994. aastal Jupiterisse kukkus, pildistas Hubble saatuslikku kokkupõrget. Tagajärjed paljastasid palju gaasigigandi atmosfääri kohta.

Lisaks on Hubble näinud Jupiteri kuult Euroopalt purskavaid veepulki. Teleskoop tegi esialgse vaatluse 2014. aasta märtsis ja seejärel nägi 2016. aasta veebruaris samas kohas järelkandidaati.

Üle kahe aastakümne orbiidil olnud Hubble on teadlastele andnud parema arusaama planeetidest, galaktikast ja kogu universumist. Hubble'i hämmastavate avastuste ja uurimisprojektide hulgas:

  • Salapärase tumeaine kolmemõõtmelise kaardi loomine.
  • Avastage Pluuto kaks kuud Nix ja Hydra.
  • Aitab määrata universumi laienemise kiirust.
  • Avastades, et peaaegu iga suurem galaktika on ankurdatud musta augu külge.
  • Aitab täpsustada universumi vanust.

Hiljutised Hubble'i avastused

Siin on mõned Hubble'i viimaste aastate avastuste täiendavad esiletõstmised:

Suurepärased Hubble'i pildid

Allpool on mõned Hubble'i tehtud parimad pildid.

Siit leiate rohkem teavet suurepäraste Hubble'i piltide galerii .

Spiraal -udukogu, Veevalaja tähtkuju planeetiline udukogu, tuntud ka kui

Heelixi udukogu, Veevalaja tähtkuju planeetiline udukogu, mida tuntakse ka kui 'Jumala silma'.(Pildikrediit: NASA, ESA ja CR O'Dell (Vanderbilti ülikool))

See massiivne, noor tähtede rühmitus, nimega R136, on vaid paar miljonit aastat vana ja asub 30 Doraduse udus, mis on Linnutee satelliitgalaktika suures Magellani pilves.

See massiivne, noor tähtede rühmitus, nimega R136, on vaid paar miljonit aastat vana ja asub 30 Doraduse udus, mis on Linnutee satelliitgalaktika suures Magellani pilves.(Pildikrediit: NASA, ESA ja F. Paresce (INAF-IASF, Bologna, Itaalia), R. O'Connell (Virginia ülikool, Charlottesville) ja Wide Field Camera 3 teadusjärelevalve komitee)

Hubble

Hubble'i kosmoseteleskoop on püüdnud kõige üksikasjalikuma pildi Krabu udust ühel suurimal pildil, mille kosmosepõhine vaatluskeskus on kunagi kokku pannud.(Pildikrediit: NASA/ESA ja Jeff Hester (Arizona osariigi ülikool).)

Hubble tabab Jupiteri triipe vahetades. Kõrge ja madala kõrgusega pilved vahetavad kohti, muutes nende kuju ja värvi.

Hubble tabab Jupiteri triipe vahetades. Kõrge ja madala kõrgusega pilved vahetavad kohti, muutes nende kuju ja värvi.(Pildikrediit: NASA, ESA, A. Simon-Miller (NASA Goddardi kosmoselennukeskus), A. Sèchex-nchez-Lavega, R. Hueso ja S. Prez-Hoyos (Baskimaa ülikool), E. Garc & shy ; a-Melendo (Esteve Durani vaatluskeskus, Hispaania) ja G. Orton (reaktiivmootorite laboratoorium))

Hubble näeb silmapilkselt sadu tuhandeid tähti, mis liiguvad kerakeses M13.

Hubble näeb silmapilkselt sadu tuhandeid tähti, mis liiguvad kerakeses M13.(Pildikrediit: NASA, ESA ja Hubble'i pärandimeeskond (STScI/AURA))

Saturni rõngad ultraviolettkiirguses -Uus pilk päikesesüsteemi kõige tuntumatele rõngastele. Krediit: NASA ja E. Karkoschka (Arizona ülikool)

Hubble Ultra Deep Field - Pimedat taevalaiku vaadates näitas HST üle 10 000 varase galaktika, mida Maa pinnalt ei näinud. Krediit: NASA, ESA, R. Windhorst (Arizona osariigi ülikool) ja H. Yan (Spitzeri teaduskeskus, Caltech)

Kui galaktikad põrkuvad -Kaks põrkuvat galaktikat tekitasid pika sabaga rõngakujulise galaktika. Krediit: NASA, ESA, Hubble'i pärand (STScI/AURA) -ESA/Hubble Collaboration ja A. Evans (Virginia ülikool, Charlottesville/NRAO/Stony Brooki ülikool)

Uraani kuu - HST jäädvustab päikesevarjutuse, kui kuu Ariel möödub päikese eest. Krediit: NASA, ESA, L. Sromovsky (Wisconsini ülikool, Madison), H. Hammel (kosmoseteaduse instituut) ja K. Rages (SETI)

Hubble jäädvustab pilte tolmutormidest punasel planeedil polaarkorkide juures. Krediit: NASA, James Bell (Cornelli ülikool), Michael Wolff (kosmoseteaduse instituut) ja Hubble'i pärandimeeskond (STScI/AURA)

Liblikas tärkab surmast - Tolmu ja gaasi väljutav surev täht on loonud ilusa planeedi udukogu. Krediit: NASA, ESA ja Hubble SM4 ERO meeskond

Kosmilised pärlid Supersonic Shockwave'ist - 1987. aasta supernoovast vallandunud lööklained põrkuvad nüüd tähe ümber oleva tolmu ja gaasiga, soojendades rõngast ja pannes selle helendama. Krediit: NASA, P. Challis, R. Kirshner (Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskus) ja B. Sugerman (STScI)

Galaktilised gaasimullid - Gaasimull galaktika NGC 3079 keskel tõuseb lamestatud ketta kohale. Autorid: NASA, Gerald Cecil (Põhja-Carolina ülikool), Sylvain Veilleux (Marylandi ülikool), Joss Bland-Hawthorn (Anglo-Austraalia observatoorium) ja Alex Filippenko (California ülikool Berkeley ülikoolis).

Eta Carinae - Dumbeli plahvatus - Tähe Eta Carinae mõlemal küljel plahvatav tolm ja gaas on näidatud tähelepanuväärselt üksikasjalikult. Vaatamata tähtede kaugusele võib vaadelda vaid 10 miljardi miili laiuseid struktuure. Krediit: Jon Morse (Colorado ülikool) ja NASA

Rõnga udud - Surev täht eemaldas tolmu ja gaasi, et luua kõige kuulsamad planeetide udud. HST näitas gaasirõnga servadesse tumedaid materjali tükke, samas kui surev täht peidab end keskele. Krediit: Hubble'i pärandimeeskond (AURA/STScI/NASA)

Vesta reisi ettevalmistamine - HST -i tehtud pildid aitasid astronoomidel ja inseneridel planeerida NASA koidumissiooni asteroidi Vesta ja protoplaneedi Ceres juurde. Autorid Vestale: NASA; ESA; L. McFadden ja J.Y. Li (Marylandi ülikool, College Park); M. Mutchler ja Z. Levay (kosmoseteleskoobi teadusinstituut, Baltimore); P. Thomas (Cornelli ülikool); J. Parker ja E. F. Young (Edelauuringute Instituut); ja C.T. Russell ja B. Schmidt (California ülikool, Los Angeles). Autorid Ceresile: NASA; ESA; J. Parker (Edelauuringute Instituut); P. Thomas (Cornelli ülikool); L. McFadden (Marylandi ülikool, College Park); ja M. Mutchler ja Z. Levay (kosmoseteleskoobi teadusinstituut)

Aatomiliste osakeste voog -Elektronid ja muud aatomiaatomilised osakesed voolavad galaktika M87 keskel asuvast mustast august. Krediit: NASA ja Hubble'i pärandimeeskond (STScI/AURA)

Kingsepp-Levy muljutab Jupiteri -Kui komeet Shoemaker-Levy 1994. aastal Jupiteri pommitas, jättis see planeedile oma jälje. Krediit: Hubble Comet Team ja NASA.

Lisaressursid:

Seda artiklit värskendas 20. aprillil 2020 demokratija.eu viitetoimetaja Kimberly Hickok.