25 años con el "Hubble"

El más famoso telescopio espacial durante un cuarto de siglo en órbita



24 de abril 1990 en la órbita de la Tierra fue lanzado telescopio espacial, llamado así por el astrónomo estadounidense Edwin Hubble . Desde el inicio de los trabajos ha crecido toda una generación de personas que toman "Hubble" por sentado, por lo que es fácil olvidar lo revolucionario era este dispositivo. Por el momento aún se está ejecutando, puede tener más de cinco años. En la semana telescopio pasa cerca de 120 gigabytes de datos científicos durante la operación de las imágenes acumuladas en más de 10.000 artículos científicos.

Follower "Hubble" Telescopio Espacial será el James Webb. El proyecto recientemente experimentó sobrecostos y retrasos significativos en los costos durante más de 5 años. De "Hubble" todo sucedió exactamente lo mismo lo que es peor - problemas financieros impuestos y катастрофа "Challenger» , y más tarde - «Колумбии». En 1972 considera , que el programa tendrá un costo de $ 300 millones (ajustado a la inflación es aproximadamente 590 millones). Por el momento en que el telescopio está finalmente llegó a la plataforma de lanzamiento, el precio ha aumentado varias veces a aproximadamente 2, 5 millones de dólares. Para el año 2006, se estimó , que "Hubble" costó al 9000000000 (10 , 75 mil millones con la inflación), más cinco vuelos espaciales del transbordador espacial para el mantenimiento y reparaciones, cada carrera que cuesta alrededor de 500 millones.

La parte principal del telescopio - un diámetro de espejo de 2, 4 metros. Generalmente, planeado un telescopio con un diámetro de espejo de 3 metros, y ejecutarlo como en 1979. Pero en 1974, el programa elimina del presupuesto, y sólo gracias a los astrónomos fueron capaces de cabildeo para obtener la cantidad de la mitad de la solicitada inicialmente. Por lo tanto, era necesario para contener el ardor y reducir el alcance de un proyecto de futuro.

Ópticamente "Hubble" - es la realización de común entre telescopio Ritchey científica - Chrétien con dos espejos. Se le permite obtener un buen ángulo de visión y una excelente calidad de imagen, pero los espejos son difíciles de fabricar y probar el formulario. Sistema óptico y el espejo se deben hacer con tolerancias mínimas. Pulido espejo a la tolerancia telescopios convencionales en alrededor de una décima parte de la longitud de la luz visible, pero "Hubble" era hacer observaciones incluyendo la luz ultravioleta con longitudes de onda más cortas. Por lo tanto, espejo pulido con una tolerancia de 10 nanómetros, 1 sup> / 65 sub> de longitud de onda de la luz roja. Por cierto, los espejos se calientan a una temperatura de 15 grados, lo que limita el rendimiento de la infrarrojos -. El otro límite del espectro visible

Una empresa espejo producido "Kodak", el otro - la corporación Itek. El primero se encuentra en el Museo Nacional del Aire y del Espacio, y la segunda se utiliza en el Observatorio de Magdalena Ridge. Estos eran espejo de reemplazo, y lo que es en el "Hubble" fue producido por "Perkin Elmer" uso de máquinas sofisticadas CNC, lo que llevó a la otra y retrasos. Los trabajos en la pieza pulida de Corning (el mismo que hace Gorilla Glass) no comenzó hasta 1979. Simular la microgravedad mediante la colocación de espejos en las varillas 130, la fuerza de la que iban apoyo. El proceso continuó hasta mayo de 1981. Glass lavó con 9.100 litros de agua desmineralizada caliente y causó dos capas de capa reflectante 65 nanómetros de aluminio y fluoruro de magnesio protectora 25 nanómetros.

A fecha de lanzamiento continuó a alejarse: primero, hasta octubre de 1984, después hasta abril 1985 a marzo 1986 a septiembre. Cada trimestre, la obra "Perkin Elmer" conduce a un cambio en el calendario del mes, en algunos momentos cada día se echó hacia atrás la fecha de lanzamiento. Horarios de la empresa no cumplía con su rasplyvachatostyu NASA y la incertidumbre. El coste del proyecto ha crecido hasta 1175 millones de dólares.

La cubierta era otro dolor de cabeza, tenía que ser capaz de soportar la luz solar directa y la oscuridad de la sombra de la Tierra. Y estos cambios en la temperatura amenazados sistema preciso de telescopio científica. Wall "Hubble" se compone de varias capas de aislamiento, que están rodeadas de carcasa de aluminio ligero. Dentro del equipo se coloca en el marco grafitoepoksidnom. Para evitar la absorción de agua compuestos higroscópicos de grafito e instrumentos de hielo que caen dentro de correr nitrógeno bombeado. Aunque la producción de la nave espacial fue mucho más estable que los sistemas de telescopios ópticos, problemas de organización estaban aquí. En el verano de 1985 la corporación "Lockheed" trabajó en la máquina, llegó a 30% por encima del presupuesto y tres meses de retraso.

El "Hubble" en el inicio tuvo cinco instrumentos científicos, y más tarde fueron reemplazados durante el mantenimiento en órbita. Campo ancho y la cámara planetaria realizan observaciones ópticas. En la unidad de filtro 48 era las líneas espectrales para el aislamiento de elementos específicos. Ocho CCDs fueron divididos entre las dos cámaras, cuatro cada uno. Cada matriz tiene una resolución de 0, 64 megapíxeles. Cámara de gran angular posee un ángulo de visión grande, mientras que el planetario tenía una longitud focal más larga y, por lo tanto, dio un mayor aumento.





AndrewBuck, Imagen distorsionada, Erden Karsybekov, Vort, Dodonov; Wikimedia Commons em>

Un espectrógrafo de alta resolución creado Centro de Vuelo Espacial Goddard trabajó en el rango ultravioleta. También se observa en la cámara UV disparar objetos débiles desarrollados por la Agencia Espacial Europea y el Espectrógrafo objeto débil en la Universidad de California y la corporación "Martin Marietta." Universidad de Wisconsin-Madison ha creado una alta velocidad observaciones fotómetro de la luz visible y la radiación ultravioleta de las estrellas y otros objetos astronómicos con brillo variable. Se podría producir hasta 100.000 mediciones por segundo con una precisión fotométrica de 2% o mejor. Por último, como una herramienta científica puede utilizarse datichiki puntería del telescopio, que se les permita aplicar astrometría precisa.

En la Tierra, el estudio "Hubble" controla especialmente creado en el año 1981 el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial. Su formación no fue sin lucha: NASA quería controlar personalmente el dispositivo, pero la comunidad científica no estaba de acuerdo
.
Orbit "Hubble" ha sido elegido de manera que el telescopio podía volar y realizar tareas de mantenimiento. Observaciones Género órbita impide tierra en el camino no debe estar en el sol, la luna, y el proceso científico impide anomalía magnética de Brasil, con el lapso durante el cual aumenta considerablemente el nivel de radiación. Hubble está a una altitud de 569 kilómetros, de la inclinación de su órbita - 28-5 °. Debido a la presencia de la atmósfera superior de la posición del telescopio puede variar de manera impredecible, por lo predecir con precisión la posición durante períodos prolongados de tiempo no es posible. El trabajo diario es generalmente aprobada sólo unos días antes de la salida, ya que no está claro si será por el tiempo necesario para observar el objeto deseado.

A principios de 1986, comenzó a surgir lanzamiento en octubre, pero un desastre "Challenger" empujó todo el tiempo. El transbordador espacial - como el que se suponía iba a entregar un telescopio único digno de mil millones en órbita - explotó en un cielo sin nubes a los 73 segundos de vuelo, matando a siete personas. Hasta 1988, la totalidad de la flota de transbordadores fue guardada hasta que el incidente estaba siendo investigado. Por cierto, esperar demasiado costoso eran: "Hubble" mantuvo en un cuarto limpio bañado en condiciones de nitrógeno. Cada mes, costará alrededor de $ 6 millones. El tiempo no se pierde en vano, la máquina cambia la batería no es fiable e hizo algunas otras mejoras. En 1986, no había llenado programa de sistemas de control en tierra, y el lanzamiento en 1990, el software estaba casi listo.

24 de abril 1990, hace 25 años, más de presupuesto varias veces telescopio fue lanzado finalmente en órbita. Pero las dificultades que empezar.





STS-31, el telescopio deja la bodega de carga del transbordador "Descubrimiento» em>

Dentro de unas semanas se hizo evidente que el sistema óptico tiene un defecto grave. Sí, las primeras imágenes eran más agudo que los telescopios terrestres, pero el "Hubble" no lograron alcanzar su haraktestik indicado. Las fuentes puntuales se ven como un círculo del tamaño de un segundo círculo de 1 arco en lugar de un 0, 1 segundo de arco. Pues resulta que, la NASA no molesta la competencia "Perkin Elmer" - la desviación del espejo estaba en los bordes para unos 2.200 nanómetros. Defecto fue desastroso, porque conduce a una fuerte aberración esférica, es decir, la luz reflejada desde los bordes de la espejo, se centró en un punto diferente de aquel en el que la luz enfocada reflejada desde el centro. Debido a esto, no golpear la espectroscopia duro, pero al ver objetos débiles fueron difíciles, que pone fin a la mayor parte de los programas cosmológicas.

A pesar del hecho de que él hizo algunas observaciones posibles gracias a sofisticadas técnicas de procesamiento de imágenes en el mundo, "Hubble" se considera fallido proyecto, y la reputación de la NASA fue severamente deteriorada. El telescopio comenzó a bromear, por ejemplo, en la película "The Naked Gun 2½: El aroma del miedo" nave espacial en comparación con el "Titanic", el coche no marca Edsel y más famosa caída de la aeronave - «accidente Гинденбурга».





telescopio blanco Negro y está presente en una de las imágenes em>

Se cree que la causa del defecto fue el error durante la instalación de la principal corrector null, un dispositivo que ayuda a lograr el parámetro deseado de curvatura de la superficie. Una de la unidad de lente ha sido desplazado por 1, 3 milímetros. Durante el funcionamiento, los especialistas Perkin-Elmer "analizó superficie con dos correctores nulos, y luego a la etapa final usando un corrector nulo especial diseñado para tolerancias muy estrechas. Como resultado, el espejo resultó muy precisa, pero era la forma equivocada. Más tarde, se descubrió el error - dos corrector nulo normal indica la presencia de la aberración esférica, pero la compañía decidió ignorar su medición. "Perkin Elmer" y la NASA comenzaron a arreglar las cosas. La agencia espacial estadounidense considera que la empresa no sigue el proceso de fabricación correcta y no se utiliza en el proceso de fabricación y control de calidad de sus mejores empleados. Sin embargo, estaba claro que parte de la culpa laicos y la NASA.

La buena noticia es que el diseño del telescopio le obliga a mantener - la primera ya en 1993, por lo que se han buscado soluciones. En la Tierra, con el respaldo de un espejo "Kodak", pero el cambio a órbita era imposible, y el módulo de aterrizaje en la lanzadera sería demasiado caro y lleva mucho tiempo. Espejo fabricado bien, pero era la forma equivocada, por lo que se sugiere añadir un nuevo componentes ópticos para compensar el error. Por el análisis de fuentes de luz, se determinó que el espejo es una constante cónica -1, 0 01.390 ± 0.002 en lugar necesario -1 00230. La misma figura se obtuvo mediante el procesamiento del error-corrector cero Test "Perkin-Elmer" y el análisis de interferogramas .

En el CCD de la segunda versión de la Wide Field Planetary Camera y añadir la corrección de errores, pero para hacer las otras herramientas como esta era imposible. Para ellos requieren otra corrección óptica dispositivo externo, que fue llamado correctiva Óptica Telescopio Espacial Axial Replacement (COSTAR). En términos generales, el telescopio hizo gafas. Designado COSTAR no era suficiente, así que tuve que abandonar el fotómetro de alta velocidad.

En diciembre de 1993, se celebró el primer mantenimiento vuelo. La primera misión fue la más importante. Se han llevado a cabo cinco, mientras que cada transbordador espacial se acercó al telescopio, a continuación, con la ayuda de las herramientas manipulador fueron sustituidos y los dispositivos falló. Para una o dos semanas para llevar a cabo varias caminatas espaciales, y después de telescopio órbita corregidos - constantemente se cayó debido al impacto de la atmósfera superior. Así, fue posible actualizar el envejecimiento equipo "Hubble" a los más modernos.

La primera operación del mantenimiento se llevó a cabo con "Inedevora" y duró 10 días. En lugar del fotómetro de alta velocidad poner un COSTAR óptica correctiva, la primera versión del campo ancho y la cámara planetaria ha sido sustituido por el segundo. Fueron sustituidos por paneles solares y electrónica, cuatro sistemas de orientación giroscopio del telescopio, dos magnetómetros a bordo de los ordenadores y los sistemas eléctricos. Vuelo fue considerado un éxito.





Foto galaxia M 100 antes y después de la instalación de corrección em>

La segunda mantenimiento operación se llevó a cabo en febrero de 1997 con el transbordador espacial "Discovery". Con el telescopio eliminó espectrógrafo de alta resolución y Espectrógrafo objeto débil. Fueron reemplazados por el STIS (Space Telescope espectrógrafo registrarse) y NICMOS (cámara y espectrómetro de infrarrojo cercano multiob-). NICMOS enfriado con nitrógeno líquido para reducir el ruido, pero como resultado de una las piezas de extensión imprevistos y la velocidad de calentamiento mayor vida útil se redujo de 4 a 5 años 2. Inicialmente almacenamiento de datos "Hubble" cinta fue, que fue sustituido por un estado sólido. Además, la unidad de recortado aislamiento.

Servicio de vuelo tenía cinco años, pero que se consideran en el orden 1, 2, 3A, 3B y 4, ya pesar de la proximidad de los nombres, 3A y 3B no se llevaron a cabo inmediatamente una después de la otra, como se podría esperar. El tercer vuelo tuvo lugar en diciembre de 1999 en el transbordador "Discovery", fue llamado un desglose de los cuatro del telescopio seis giroscopios. Fueron reemplazados los seis giroscopios, sensores, orientación, ordenador de a bordo - ahora había un Intel 80486 25 MHz. Antes de eso, "Hubble" utilizado DF-224 con el procesador principal en el 1, 25 MHz y dos la misma copia de seguridad, alambre Floppy de los seis bancos con 8K palabras de 24 bits, y al mismo tiempo podría trabajar cuatro bancos.




Esta imagen durante el tercer hizo de Scott Kelly. Hoy es la ISS como parte de un experimento para estudiar los efectos biológicos de los vuelos espaciales de larga duración en el cuerpo humano. Em>

El cuarto vuelo (o 3B) se llevó a cabo en el "Columbia", en marzo de 2002. Última dispositivo original - cámara disparando objetos débiles - ha sido sustituido por una cámara de visión general mejorada. La segunda vez que los paneles solares han sido sustituidos por el nuevo eran 30% más fuerte. NICMOS fue capaz de seguir funcionando con la instalación de un krioohlazhdeniya piloto.

A partir de ese momento todas las herramientas "Hubble" tenían espejo de corrección de errores, y la necesidad de COSTAR desaparecieron. Pero fue eliminado sólo en el servicio de vuelo final, que se produjo después de la catástrofe, "Columbia". Durante el próximo vuelo del transbordador para el Hubble se derrumbó cuando regresaba a la Tierra - esto dio lugar a una violación de la capa de calor blindaje. La muerte de siete personas empujó la fecha original en febrero de 2005 por un período indefinido. El hecho de que ahora todos los vuelos de los transbordadores se iban a celebrar en órbita, permite llegar a la Estación Espacial Internacional en caso de problemas imprevistos. Pero nada de la lanzadera no pudo llegar a una órbita de vuelo como "Hubble" y la ISS - no hay suficiente combustible. Nombre Telescopio James Webb previsto iniciar sólo en 2018, lo que significó un espacio en blanco después de la final del "Hubble". Muchos astrónomos se les ocurrió la idea de que el último mantenimiento vale la pena el riesgo de vidas humanas.

Bajo la presión del Congreso en enero de 2004, la Administración, la NASA declaró que la decisión de cancelar será revisado. En agosto, el Centro de Vuelo Espacial Goddard comenzó a preparar propuestas para el vuelo totalmente controlado a distancia, pero los planes posteriores fueron cancelados - fueron encontrados impracticable. En abril de 2005, un nuevo administrador de la NASA, Michael Griffin, admitió la posibilidad de un vuelo tripulado a la "Hubble". En octubre de 2006, las intenciones fueron finalmente confirmados, y el vuelo de 11 días estaba programada para septiembre de 2008.



Vuelo Pozzhё se pospuso hasta mayo de 2009. Con el "Atlantis" se realizó el STIS reparación y avanzada de la cámara para las encuestas. En los dos nuevos batería "Hubble" establecido de níquel-hidrógeno, reemplazar el sensor de orientación y otros sistemas.






























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