космический телескоп Хаббл

История

Идея космического телескопа высказывалась ещё в 1940-х, но запущен «Хаббл» был в 1990 году на шаттле «Дискавери». Назван в честь Эдвина Хаббла, доказавшего расширение Вселенной. Сразу после запуска выяснилось, что главное зеркало имеет дефект, и первая ремонтная экспедиция в 1993 году установила корректирующую оптику, «надев очки» на телескоп.

Как работает

«Хаббл» работает как гигантское ведро, собирающее дождевые капли: его вогнутое зеркало диаметром 2,4 метра улавливает слабый свет далёких звёзд и направляет на электронные датчики. Камеры накапливают фотоны часами, подобно тому как вода по каплям наполняет ведро.

История

Идея космического телескопа высказывалась ещё в 1940-х, но запущен «Хаббл» был в 1990 году на шаттле «Дискавери». Назван в честь Эдвина Хаббла, доказавшего расширение Вселенной. Сразу после запуска выяснилось, что главное зеркало имеет дефект, и первая ремонтная экспедиция в 1993 году установила корректирующую оптику, «надев очки» на телескоп.

Как работает

«Хаббл» работает как гигантское ведро, собирающее дождевые капли: его вогнутое зеркало диаметром 2,4 метра улавливает слабый свет далёких звёзд и направляет на электронные датчики. Камеры накапливают фотоны часами, подобно тому как вода по каплям наполняет ведро.

История

Проект «Большой космический телескоп» разрабатывался с 1960-х. Запуск неоднократно откладывался, в том числе из-за катастрофы шаттла «Челленджер» в 1986 году. 24 апреля 1990 года «Дискавери» вывел телескоп на орбиту, но выяснилось, что главное зеркало страдает сферической аберрацией — ошибкой формы. Первая ремонтная миссия (STS-61, 1993) установила блок COSTAR с крошечными корректирующими зеркалами и заменила камеру, вернув проекту жизнь. Следующие экспедиции добавляли всё более совершенные инструменты: камеру ACS (2002), спектрограф COS и камеру WFC3 (2009). С самого начала научным вдохновителем проекта был Лайман Спитцер, а имя Эдвина Хаббла напоминает о его эпохальном открытии расширения Вселенной. Именно с помощью «Хаббла» Адам Рисс и его коллеги обнаружили, что это расширение ускоряется.

Как работает

HST использует ритчи-кретьеновскую оптическую систему с эффективным фокусным расстоянием 57,6 м (f/24). Свет собирается главным зеркалом, отражается на вторичное гиперболическое зеркало и далее через центральное отверстие в главном проецируется на плоскость фокуса, где расположены инструменты. Камеры используют ПЗС-матрицы, спектрографы — дифракционные решётки. Остронаправленность достигается системой точного гидирования (Fine Guidance Sensors), использующей звёзды 14-й величины. Бортовой компьютер выполняет скрипт-программы наблюдений, передача данных идёт по радиоканалу через спутники TDRS.

Открытые проблемы и интересные факты

Постепенная деградация гироскопов ограничивает манёвренность — сейчас HST работает в режиме одного гироскопа; Завершение миссий обслуживания из-за прекращения полётов шаттлов означает невозможность ремонта и модернизации; HST не охватывает средний инфракрасный диапазон, поэтому не видит очень далёкие (красное смещение > 10) галактики, что ограничивает изучение ранней Вселенной

💡 Изначальное «мыльное пятно» на снимках «Хаббла» подтолкнуло разработку методов слепой деконволюции. Эти алгоритмы восстанавливают истинное изображение без точного знания формы искажений и сегодня используются в микроскопии для получения чётких снимков клеток.