Hay tres objetos en la órbita de la Tierra que conocen incluso personas alejadas de la astronomía y la astronáutica: la Luna, la Estación Espacial Internacional y el Telescopio Espacial Hubble. Este último es ocho años mayor que la ISS y encontró la Estación Orbital Mir. Muchos lo consideran solo una gran cámara en el espacio. La realidad es un poco más complicada, no en vano porque las personas que trabajan con este dispositivo único lo llaman respetuosamente un observatorio celestial.


¡Muchas fotos!

La historia de la construcción del Hubble es una superación constante de las dificultades, la lucha por el financiamiento y la búsqueda de soluciones en situaciones imprevistas. El papel del Hubble en la ciencia no tiene precio. Es imposible compilar una lista completa de descubrimientos en astronomía y campos relacionados realizados gracias a imágenes de telescopio, por lo que muchos trabajos se refieren a la información que recibió. Sin embargo, las estadísticas oficiales hablan de casi 15 mil publicaciones.

La historia

La idea de colocar un telescopio en órbita surgió hace casi cien años. La justificación científica de la importancia de construir un telescopio de este tipo en forma de artículo fue publicada por el astrofísico Lyman Spitzer en 1946. En el 65 fue nombrado jefe del comité de la Academia de Ciencias, que determinó los objetivos de dicho proyecto.

En los años sesenta, se realizaron varios lanzamientos exitosos y se pusieron en órbita dispositivos más simples, y en la 68a NASA dio luz verde al precursor del Hubble: el LST, el Gran Telescopio Espacial, con un diámetro de espejo más grande de 3 metros frente al 2.4 Hubble y ambicioso la tarea de lanzarlo ya en el año 72, con la ayuda del transbordador espacial en desarrollo en ese momento. Pero el cálculo estimado del diseño resultó ser demasiado costoso, surgieron dificultades con el dinero y en el 74 se canceló por completo el financiamiento. El cabildeo activo del proyecto por parte de los astrónomos, la participación de la Agencia Espacial Europea y la simplificación de las características hasta aproximadamente el Hubble permitió en el 78 recibir fondos del Congreso por la cantidad de ridículos 36 millones de dólares en costos totales, que hoy son aproximadamente 137 millones.

Luego, el futuro telescopio recibió el nombre de Edwin Hubble , un astrónomo y cosmólogo que confirmó la existencia de otras galaxias, que creó la teoría de la expansión del Universo y le dio su nombre no solo al telescopio, sino también a la ley científica y la magnitud.

El telescopio fue desarrollado por varias compañías responsables de varios elementos, de los cuales el más complejo: el sistema óptico en el que se involucró Perkin-Elmer y la nave espacial que Lockheed creó. El presupuesto ha crecido a 400 millones de dólares.

Lockheed retrasó la creación del aparato durante tres meses y superó su presupuesto en un 30%. Si observa el historial de construcción de dispositivos de complejidad similar, esta es una situación normal. En Perkin-Elmer, todo fue mucho peor. La compañía pulió el espejo usando tecnología innovadora hasta el final del año 81, excediendo en gran medida el presupuesto y arruinando las relaciones con la NASA. Es interesante que fueron fabricados por la compañía Corning , que hoy produce Gorilla Glass, que se utilizan activamente en los teléfonos. Por cierto, Kodak recibió un contrato para la fabricación de un espejo de repuesto utilizando métodos de pulido tradicionales, si hay problemas con el pulido del espejo principal. Los retrasos en la creación del resto de los componentes ralentizaron el proceso tanto que se conoció la cita de las características de la NASA con respecto a los horarios de trabajo que eran "inciertos y cambiaban a diario".



El lanzamiento se hizo posible solo a los 86 años, pero debido al desastre del Challenger, los lanzamientos de transbordadores se suspendieron por el momento.

Hubble fue colocado en partes en cámaras especiales de purga de nitrógeno, que cuestan seis millones de dólares al mes.

Como resultado, el 24 de abril de 1990, el transbordador Discovery se lanzó con un telescopio en órbita. En este momento, se habían gastado $ 2.5 mil millones en Hubble. Los costos totales de hoy se acercan a los diez mil millones.



Desde el lanzamiento, ha habido varios eventos dramáticos relacionados con el Hubble, pero lo principal sucedió desde el principio.

Cuando, después de ponerse en órbita, el telescopio comenzó su trabajo, resultó que su nitidez era un orden de magnitud menor que el calculado. En lugar de una décima de segundo de arco, se obtuvo un segundo entero. Después de varias comprobaciones, resultó que el espejo del telescopio es demasiado plano en los bordes: para dos micrómetros completos no coincide con el calculado. La aberración como resultado de esto, en el sentido literal de un defecto microscópico, hizo imposible la mayoría de los estudios planificados.



Se formó una comisión, cuyos miembros encontraron la razón: un espejo increíblemente calculado con precisión fue pulido incorrectamente. Además, incluso antes del lanzamiento, un par de correctores cero utilizados en las pruebas mostraron las mismas desviaciones, dispositivos que fueron responsables de la curvatura de la superficie deseada aquí. Pero luego no confiaron en estos testimonios, confiando en el testimonio del corrector nulo principal, que mostró los resultados correctos y que fue pulido. Y una de las lentes, que resultó que estaba instalada incorrectamente.



El factor humano.

Era técnicamente imposible instalar un nuevo espejo directamente en órbita, y bajar el telescopio y luego retirarlo nuevamente era demasiado costoso. La solución fue elegante.

Sí, el espejo se equivocó. Pero se hizo mal con una precisión muy alta. La distorsión era conocida, y solo quedaba para compensar, para lo cual desarrollaron un sistema de ajuste especial COSTAR . Decidieron instalarlo como parte de la primera expedición para dar servicio al telescopio. Tal expedición es una operación compleja de diez días con caminatas espaciales por astronautas. No puedes imaginar un trabajo más futurista, pero esto es solo mantenimiento. Hubo cuatro expediciones durante la operación del telescopio, con dos misiones como parte de la tercera.

El 2 de diciembre de 1993, el transbordador Endeavour, para el cual era el quinto vuelo, entregó a los astronautas al telescopio. Instalaron Costa y reemplazaron la cámara.

Kostar corrigió la aberración esférica del espejo, desempeñando el papel de las gafas más caras de la historia. El sistema de corrección óptica realizó su tarea hasta 2009, cuando la necesidad desapareció debido al uso de su propia óptica correctiva en todos los dispositivos nuevos. Ella perdió su precioso lugar en el telescopio con el espectrógrafo y ocupó un lugar de honor en el Museo Nacional de Aeronáutica y Astronáutica, después de desmantelarlo como parte de la cuarta expedición de servicio del Hubble en 2009.

Gestión

Un telescopio en tiempo real 24/7 está controlado y monitoreado desde un centro de control en Greenbelt, Maryland. Las tareas del centro se dividen en dos tipos: técnicas (mantenimiento, gestión y monitoreo de condiciones) y científicas (selección de objetos, preparación de tareas y recolección directa de datos). Cada semana, el Hubble recibe más de 100,000 comandos diferentes de la Tierra: estas son instrucciones y tareas de corrección de órbita para disparar objetos espaciales.

En el CCM, el día se divide en tres turnos para cada uno de los cuales se asigna un equipo separado de tres a cinco personas. Durante las expediciones al telescopio, el personal aumenta a varias decenas.

Por cierto, hay un sitio separado desarrollado por Chris Pete, donde puedes rastrear la posición del observatorio celestial. También hay datos sobre otros objetos orbitales artificiales:
www.heavens-above.com

El Hubble es un telescopio ocupado, pero incluso su apretado horario permite que absolutamente cualquier persona, incluso astrónomos no profesionales, lo ayuden. Cada año, el Instituto de Investigación Espacial, con la ayuda del Telescopio Espacial, recibe miles de solicitudes de reserva de astrónomos de diferentes países. Alrededor del 20% de las solicitudes son aprobadas por una comisión de expertos y, según la NASA, más o menos 20 mil observaciones se llevan a cabo anualmente gracias a solicitudes internacionales. Todas estas aplicaciones se unen, se programan y se envían a Hubble desde el mismo centro en Maryland.

Óptica

La óptica principal del Hubble está hecha de acuerdo con el sistema Ritchie-Chretien . Consiste en un espejo redondo, curvado hiperbólicamente, con un diámetro de 2,4 m con un agujero en el centro. Este espejo refleja también una forma hiperbólica en el espejo secundario, que refleja un haz adecuado para la digitalización en el orificio central del primario. Se utilizan todo tipo de filtros para filtrar el exceso de partes del espectro y resaltar los rangos deseados.



Tales telescopios usan un sistema de espejos, no lentes, como en las cámaras. Hay muchas razones para esto: diferencias de temperatura, tolerancias de pulido, dimensiones generales y la ausencia de pérdida de haz dentro de la lente.

La óptica principal en Hubble no cambió desde el principio. Un conjunto de varias herramientas que lo utilizan ha sido reemplazado por completo en algunas expediciones de servicio. Hubble actualizó las herramientas, y durante su existencia, trece herramientas diferentes trabajaron allí. Hoy lleva seis, uno de los cuales está en hibernación.

Las cámaras gran angular y planetaria de la primera y segunda generación, y la cámara gran angular de la tercera ahora son responsables de las fotos en el rango óptico.

El potencial del primer WFPC nunca se reveló debido a problemas de espejo. Y la expedición del '93, después de haber establecido Kostar, al mismo tiempo lo reemplazó con la segunda versión.

La cámara WFPC2 tenía cuatro matrices cuadradas, de las cuales las imágenes formaban un cuadrado grande. Casi. Una matriz, la planetaria, recibió una imagen con un aumento mayor, y cuando restaura la escala, esta parte de la imagen captura menos del décimo sexto del cuadrado total en lugar de un cuarto, pero en una resolución más alta. Las tres matrices restantes fueron responsables de "gran angular". Es por eso que las tomas de la cámara completa se ven como un cuadrado que tiene 3 bloques comidos desde una esquina, y no por problemas con la descarga de archivos u otros problemas.



WFPC2 fue reemplazado por WFC3 en 2009. La diferencia entre ellos queda bien ilustrada por los Pilares de la Creación revisados, sobre los cuales más adelante.

Además de la cámara gran angular óptica e infrarroja cercana, Hubble ve:

• utilizando el espectrógrafo STIS en el ultravioleta cercano y lejano, así como en el infrarrojo visible al infrarrojo cercano;
• allí, usando uno de los canales ACS , cuyos otros canales cubren un enorme rango de frecuencia de infrarrojo a ultravioleta;
• fuentes de puntos débiles en el rango ultravioleta con un espectrógrafo COS .

Instantáneas

Las imágenes del Hubble no son realmente imágenes en el sentido habitual. No hay mucha información disponible en el rango óptico. Muchos objetos espaciales emiten activamente en otros rangos. El Hubble está equipado con muchos dispositivos con una variedad de filtros, lo que le permite capturar datos que los astrónomos luego procesan y pueden reducir a una imagen visual. La riqueza de colores es proporcionada por diferentes rangos de emisión de estrellas y partículas ionizadas por ellas, así como su luz reflejada.

Hay muchas fotografías, solo contaré algunas, las más emocionantes. Todas las fotos tienen su propia identificación, que se puede encontrar fácilmente en el sitio web de Hubble spacetelescope.org o directamente en Google. Muchas imágenes están en el sitio en alta resolución, pero aquí les dejo versiones de pantalla.

Pilares de la creación

ID: opo9544a



Hubble hizo su disparo más famoso el primero de abril del año 95, sin distraerse del trabajo inteligente el día del tonto. Estos son los Pilares de la Creación, llamados así porque las estrellas se forman a partir de estas acumulaciones de gas, y porque se asemejan a las formas. La imagen muestra un pequeño pedazo de la parte central de la nebulosa del Águila. Esta nebulosa es interesante porque las grandes estrellas en su centro la dispersaron parcialmente, e incluso solo desde el lado de la Tierra. Tal suerte le permite mirar al centro de la nebulosa y, por ejemplo, tomar la famosa imagen expresiva.

Otros telescopios también dispararon esta región en diferentes rangos, pero en los Pilares ópticos salen más expresivamente: ionizados por las mismas estrellas que dispersaron parte de la nebulosa, el gas brilla en azul, verde y rojo, creando hermosos tonos.

En 2014, los Pilares fueron regrabados por el equipo actualizado de Hubble: la primera versión fue filmada por la cámara WFPC2 y la segunda por WFC3.

ID: heic1501a

Rosa hecha de galaxias

ID: heic1107a



Arp 273 es un hermoso ejemplo de comunicación entre galaxias cercanas entre sí. La forma asimétrica de la parte superior es consecuencia de las llamadas interacciones de marea con la parte inferior. Juntos forman una flor grandiosa, regalada a la humanidad en 2011.

Sombrero Mágico Galaxy

ID: opo0328a



Messier 104 es una galaxia magnífica, como inventada y pintada en Hollywood. Pero no, la hermosa cuarta parte se encuentra en el extremo sur de la constelación de Virgo. Y es tan brillante que es visible incluso en telescopios caseros. Hubble, esta belleza planteada en 2004.

Nueva Vista Infrarroja de la Nebulosa Cabeza de Caballo - Imagen del 23 aniversario del Hubble

ID: heic1307a



En 2013, Hubble volvió a disparar a Barnard 33 en el espectro infrarrojo. Y la nebulosa sombría Cabeza de caballo en la constelación de Orión, casi opaca y negra en el rango visible, apareció bajo una nueva luz. Es decir, el rango.

Antes de esto, Hubble ya la había fotografiado en 2001:

ID: heic0105a



Luego ganó la votación en línea para la instalación de jubileo durante once años en órbita. Curiosamente, incluso antes de las fotografías del Hubble, Horsehead era uno de los objetos más filmados.

El Hubble captura la región de formación estelar S106

ID: heic1118a



S106 es una región de formación estelar en la constelación Cygnus. La hermosa estructura se debe a las emisiones de una estrella joven envuelta en polvo en forma de rosquilla en el centro. Esta cortina de polvo tiene espacios arriba y abajo, a través de los cuales la materia estelar explota más activamente, formando una forma que se asemeja a una ilusión óptica bien conocida. La foto fue tomada a finales de 2011.

Casiopea A: consecuencias coloridas de la muerte estelar

ID: heic0609a



Probablemente hayas oído hablar de explosiones de supernovas. Y esta imagen muestra claramente uno de los escenarios del futuro de tales objetos.

La foto de 2006 muestra las consecuencias de la explosión de la estrella Cassiopeia A, lo que sucedió en nuestra galaxia. Se puede ver claramente la ola de materia dispersándose desde el epicentro, con una estructura compleja y detallada.

Imagen de Hubble Arp 142

ID: heic1311a



Y de nuevo, una imagen que muestra los efectos de la interacción de dos galaxias, que estuvieron cerca una de la otra durante su camino universal.

NGC 2936 y 2937 chocaron e influyeron entre sí. Este es un evento interesante en sí mismo, pero en este caso se agregó otro aspecto: la forma actual de las galaxias se parece a un pingüino con un huevo, que funciona como una gran ventaja para la popularidad de estas galaxias.

En la linda foto de 2013, puedes ver los rastros de la colisión: por ejemplo, el ojo del pingüino está formado, en su mayor parte, por cuerpos de un huevo de galaxia.

Conociendo la edad de ambas galaxias, finalmente podemos responder lo que sucedió antes: un huevo o un pingüino.

Mariposa que emerge de los restos de una estrella en la nebulosa planetaria NGC 6302

ID: heic0910h



A veces, las corrientes de gas que brillan hasta 20 mil grados volando a una velocidad de casi un millón de km / h parecen alas de una mariposa frágil, solo necesitas encontrar el ángulo correcto. Hubble no tuvo que buscar, la nebulosa NGC 6302, también llamada la nebulosa Mariposa o Escarabajo, se dirigió a nosotros como un lado adecuado.

Estas alas son creadas por la estrella moribunda de nuestra galaxia en la constelación de Scopio. La forma de las alas recibe flujos de gas nuevamente debido al anillo de polvo alrededor de la estrella. El mismo polvo nos cubre la estrella misma. Quizás el anillo fue formado por la pérdida de materia por la estrella a lo largo del ecuador a una velocidad relativamente baja, y las alas por una pérdida más rápida de los polos.

La foto fue tomada en 2009.

Campo profundo

Hay varios disparos del Hubble en nombre de los cuales son Deep Field . Estos son cuadros con un enorme tiempo de exposición de varios días, que muestran un pequeño pedazo del cielo estrellado. Para eliminarlos, tuve que elegir con mucho cuidado un sitio adecuado para dicha exposición. No debería haber sido bloqueado por la Tierra y la Luna, no debería haber objetos brillantes cerca, y así sucesivamente. Como resultado, Deep Field se convirtió en un marco muy útil para que los astrónomos estudien los procesos de formación del universo.

El disparo más reciente de este tipo, el Hubble Extreme Deep Field 2012, bastante aburrido para el aspecto filisteo, es un disparo sin precedentes con una velocidad de obturación de dos millones de segundos (~ 23 días), que mostró 5.5 mil galaxias, las más débiles con un brillo de diez miles de millones menos que la sensibilidad de la visión humana.

ID: heic1214a



Y esta increíble imagen se encuentra libremente en el sitio web del Hubble, mostrando a todos una pequeña parte de 1/30 millones de nuestro cielo, en el que se ven miles de galaxias.

Masscult

El valor del telescopio Hubble es tan grande que dejó de ser un logro puramente científico, se ha convertido en un fenómeno cultural, que a menudo aparece en películas y otras formas de arte en varias formas.

Por supuesto, Hollywood no pudo superar la historia con el espejo, y en la película "Naked Gun 2 and half" del año 91, su imagen se puede ver en la escena de la depresión nocturna del teniente Frank Drebin entre las fotografías de las principales catástrofes del siglo.



Se puede encontrar una referencia más respetuosa en el fantástico manicomio a gran escala "Armageddon" del año 98, donde fue Hubble quien tomó las primeras imágenes de un enorme meteorito volando hacia la Tierra.



Una de las primeras apariciones notables de imágenes tomadas por el telescopio en la cultura popular fue la cuarta temporada de la serie Star Trek Voyager en el '97.



Hubble ha actuado mucho en cine y televisión, y ha sido demasiado tiempo para enumerar todas las películas con su participación. Uno de los usos más bellos de las fotografías de telescopios, además de los documentales, puede llamarse Contacto del año 97 con Jody Foster. Además, la trama de Gravity reciente ocurre durante la misión de reparación en Hubble.



De los usos inesperados del Hubble: leggings espaciales meméticos. Bueno, como estampados para ropa en general.

Hubble (1990 - 203_)

El Hubble debería salir de órbita después del año 2030. Este hecho parece triste, pero de hecho el telescopio por muchos años excedió la duración de su misión original. El telescopio se modernizó varias veces, el equipo se cambió a más y más avanzado, pero estas mejoras no afectaron a la óptica principal. Y en los próximos años, la humanidad recibirá un reemplazo más avanzado para el viejo caza cuando se lance el telescopio James Webb. Pero después de eso, Hubble continuará trabajando hasta que falle. Se ha invertido una increíble cantidad de trabajo en el telescopio de científicos, ingenieros, astronautas, personas de otras profesiones y el dinero de los contribuyentes estadounidenses y europeos.

En respuesta, la humanidad tiene una base de datos sin precedentes de datos científicos y objetos de arte que ayudan a comprender la estructura del universo y crear una moda para la ciencia.

Es difícil entender que el valor de Hubble no es un astrónomo, pero para nosotros es un símbolo maravilloso de los logros de la humanidad. No exento de problemas, con una historia compleja, el telescopio se ha convertido en un proyecto exitoso que, con suerte, funcionará durante más de una década en beneficio de la ciencia.

Clip

En el formato del artículo, preparé la historia de Hubble para Gictimes, pero inicialmente hicimos el video. Tiene un texto fuera de la pantalla con ilustraciones históricas, técnicas y simplemente hermosas.