Hubblov vesmírny teleskop

 

     Od prvých dní astronómie, od čias Galilea, astronómovia majú spoločný jeden cieľ - vidieť viac a pozrieť ďalej. Vypustenie Hubblovho teleskopu v roku 1990 bola veľká pomoc na tejto ceste za objavovaním vesmíru.

     Hubblov teleskop obieha okolo Zeme, čo mu umožňuje predčiť všetky ďalekohľady umiestnené vo vnútri zemskej atmosféry. Vďaka jeho polohe môže získavať ostrejšie obrázky veľmi slabých a matných objektov bez rušenia zemskou atmosférou, ktorá narúša a blokuje svetlo. Hubble je jedným z najúspešnejších a najdlhšie-trvajúcich vedeckých misií NASA. Jeho pohľad pomohol určiť vek vesmíru, totožnosti kvazarov, a existenciu tmavej energie.

 

 

 

 

 

Obrázok: Krabia hmlovina       

Zdroj: nasa.gov                     

Zmeny v astronómií

    Hubblove objavy zmenili spôsob, akým sa vedci pozerali na vesmír. Jeho schopnosť vidieť vesmír v doteraz nevídaných detailoch pomohla potvrdiť alebo vyvrátiť mnoho astronomických dohadov.
 
    Medzi jeho najväčšie objavy patrí, presnejšie určenie veku vesmíru na 13,7 miliárd rokov, je to oveľa presnejšie ako pred jeho spustením kedy toto rozpätie bolo 10 až 20 miliárd rokov. Hubble hral kľúčovú úlohu aj pri objave temnej energie, tajomné sily, ktorá spôsobuje, že expanzia vesmíru sa zrýchľuje. Objavil, protoplanetárne disky, zhluky plynu a prachu okolo mladých hviezd, ktoré pravdepodobne fungujú ako pôrodné nových planét. Objavil, že gama záblesky - neuveriteľne silné výbuchy energie - sa vyskytujú v ďaleko-vzdialených galaxiách, keď masívne hviezdy kolabujú. A to je len niekoľko z mnohých príspevkov k astronómii.

                   

Prečo práve vesmírny teleskop ?

    Hubblov vesmírny teleskop je riešením problému, ktorému ďalekohľady čelili už od čias ich vynájdenia. Presun vzduchu v atmosfére skresľuje obraz ďalekohľadov na zemi, bez ohľadu na to aké sú veľké alebo vedecky pokročilé. Tento presun vzduchu spôsobuje akoby "blikanie" hviezd na oblohe.
Atmosféra taktiež čiastočne blokuje niektoré vlnové dĺžky žiarenia, ako napríklad: ultrafialové, gama alebo röntgenové žiarenie. Vedci preto nemôžu dopodrobna skúmať všetky vlnové dĺžky hviezdy, ktoré vyžaruje. Najučínnejší spôsob ako sa vyhnúť týmto problémom atmosféry, je umiestniť teleskop mimo nej. V Hubblovom prípade je to 569km nad povrchom zeme.

Ako Hubble funguje?

    Každých 97 minút, Hubble obehne okolo Zeme, pohybujúc sa rýchlosťou 8 km za sekundu (28 800 km/h). Ako cestuje, Hubblovo zrkadlo zachytáva svetlo, ktoré posiela do svojich vedeckých prístrojov.
    
    Hubble je typ ďalekohľadu známy ako Cassegrainov reflektor. Svetlo udrie do primárneho zrkadla z tade na sekundárne zrkadlo. Sekundárne zrkadlo sústreďuje svetlo cez dieru v primárnom zrkadle, ktorá vedie až k vedeckým prístrojom ďalekohľadu.
  • Wide Field Camera 3 (WFC3) zachytáva tri rôzne druhy svetla: blízke-ultrafialové, viditeľné a blízke-infračervené.
  • Cosmic Origins Spectrograph (COS),je Hubblov ďalší nový prístroj, je to spektrograf, ktorý zachytáva len v ultrafialové žiarenie. Spektrograf funguje nieako ako hranoly, rozdeľuje svetlo z kozmu na jednotlivé farby.
  • Advanced Camera for Surveys (ACS) zachytáva viditeľné svetlo, a je navrhnutá tak, aby skúmala niektoré z prvých udalostí vo vesmíre.

Obrázok: zdroj: lunaf.com              

  • Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) je spektrograf, ktorý zachytáva ultrafialové, viditeľné a blízke-infračervené svetlo, a je známy pre svoju schopnosť "loviť" čierne diery. Kým COS pracuje najlepšie s malými zdrojmi svetla, ako sú hviezdy a kvazary, STIS vie zmapovať väčšie objekty ako galaxie.
  • Near Infrared Camera a Multi-Object Spectrometer (NICMOS) je Hubblov snímač tepla. Jeho citlivosť na infračervené svetlo - človek vníma ako teplo - umožňuje pozorovať objekty skryté v medzihviezdnom prachu, rovnako ako rodiská hviezd.
  • Na koniec, Fine Guidance Sensors (FGS) sú zariadenia, ktoré sa zamerajú na určitý bod a udržiavajú Hubbla otočeného správnym smerom. Môžu byť použité pre presné meranie vzdialenosti hviezd, a ich relatívnych pohybov.

    Všetky Hubblove funkcie sú poháňané slnečným svetlom. Časť elektriny je uložená v batériách, ktoré držia ďalekohľad v chode, keď sa nachádza v zemskom tieni.


Dáta v pohybe

    Kvarteto antén na ďalekohľade odosiela a prijíma informácie medzi Hubblom a tímom vedcov v 
Goddard Space Flight Center v Greenbelte Hubble pošle dostatok informácií na to, aby zaplnil asi 18 DVD každý týždeň . Astronómovia si môžu stiahnuť archivované údaje cez internet a analyzovať ich z ľubovoľného miesta na svete. 
    Stovky inžinierov a počítačových vedcov v Goddard Space Flight Center a STScI sú zodpovední za udržiavanie Hubbla prevádzke a sledovanie jeho bezpečnosti, zdravia a výkonnosti.
    Astronómovia z celého sveta súťažia o čas na použitie Hubbla. Vedci, ktorý chcú použiť ďalekohľad, predložia svoje návrhy výboru odborníkov, ktorých úlohou je vybrať najlepšie návrhy. Víťazné návrhy sú tie, ktoré čo najlepšie využijú schopnosti ďalekohľadu. Každý rok je predložených okolo 1000 návrhov, sú preskúmané a približne 200 ich je vybraných.
 

Prvé myšlienky

    Myšlienka vesmírneho ďalekohľadu vznikla v roku 1923, kedy nemecký vedec Hermann Oberth, jeden zo zakladateľov raketovej techniky, navrhol umiestenie ďalekohľad do vesmíru na palube rakety. V roku 1946, Lyman Spitzer Jr, americký astrofyzik, napísal prácu navrhujúcu vesmírne observatórium.
 
    Spitzer bol jednou z hlavných síl stojacich za niekoľkými vesmírnymi observatóriami svojho času, vrátane satelitu Copernikus a OSA (Orbiting Astronomical Observatory).V roku 1974, pracuje skupina na projekte návrhu ďalekohľadu s radou vymeniteľných prístrojov. Za vhodný dopravný prostriedok vybrali raketoplán . Raketoplán bol výborný návrh, pretože by mohol priniesť ďalekohľad na zem kvôli opravám alebo ho opraviť priamo vo vesmíre.
V roku 1975, ESA (Európska Vesmírna Agentúra) začala spolupracovať s NASA na pláne, ktorý by sa nakoniec stal Hubblovým Vesmírnym Teleskopom. V roku 1977, kongres schváli financovanie na ďalekohľadu.

Práca a vypustenie

    24. Apríla 1990, bol Hubble konečne vynesený na obežnú dráhu zeme na plaube raketoplánu Discovery. Vypustenie Hubbla bolo odložené. A to v Októbri 1986 po explózií raketoplánu Challenger po ktorej sa misia Space Shuttle pozastavila na 2 roky. Hotové teleskopické časti boli prenesené do skladu ,kde ich pracovníci vylepšovali.
 
    Takmer okamžite po vypustení s Hubblom nebolo niečo v poriadku. Jeho obrázky boli rozmazané. Jeho primárne zrkadlo malo zlý tvar. Táto odchýľka bola velká ako 1/50tina hrúbky listu papiera. Našťastie vedci prišli na riešenie. Ich riešenie spočívalo v nainštalovaní radu malých zrkadiel ktoré by pomohli lepšie zachytiť žiarenie. Školenie astronautou ,ktorý mali túto opravu vykonať trvalo 11 mesiacov.
 
    Dňa 2. Decembra 1993, raketoplán Endeavor vyniesol posádku siedmych "opravárov" na obežnú dráhu kde mala začať misia ,ktorá zahŕňala päť dní výstupov do vesmíru a opráv. Po dokončení opráv 9. Decembra 1993, NASA zverejnila prvé ostré obrázky.
 
    K Hubblovi bolo vyslaných ešte päť misií a to v rokoch, 1997, 1999, 2002, 2006 a 2009.