Existem três objetos na órbita da Terra que até pessoas distantes da astronomia e da astronáutica conhecem: a Lua, a Estação Espacial Internacional e o Telescópio Espacial Hubble. Este último é oito anos mais antigo que o ISS e encontrou a Estação Orbital Mir. Muitos consideram que é apenas uma grande câmera no espaço. A realidade é um pouco mais complicada, não em vão, porque as pessoas que trabalham com esse dispositivo único chamam respeitosamente de observatório celestial.


Muitas fotos!

A história da construção do Hubble é uma constante superação de dificuldades, a luta por financiar e encontrar soluções em situações imprevistas. O papel do Hubble na ciência não tem preço. É impossível compilar uma lista completa de descobertas em astronomia e campos relacionados, feitas graças às imagens do telescópio; muitos trabalhos se referem às informações que ele recebeu. No entanto, as estatísticas oficiais falam de quase 15 mil publicações.

A história

A idéia de colocar um telescópio em órbita surgiu há quase cem anos. A justificativa científica da importância de construir tal telescópio na forma de um artigo foi publicada pelo astrofísico Lyman Spitzer em 1946. No 65º, ele foi nomeado chefe do comitê da Academia de Ciências, que determinou os objetivos desse projeto.

Nos anos sessenta, vários lançamentos bem-sucedidos foram feitos e dispositivos mais simples foram colocados em órbita, e na 68ª NASA deu luz verde ao precursor do Hubble - o LST, o Grande Telescópio Espacial, com um diâmetro de espelho maior de 3 metros contra o Hubble 2.4 e ambicioso a tarefa de lançá-lo já no 72º ano, com a ajuda do ônibus espacial em desenvolvimento na época. Mas a estimativa estimada do projeto acabou por ser muito cara, surgiram dificuldades com dinheiro e no 74º financiamento foi completamente cancelado. O lobby ativo do projeto pelos astrônomos, o envolvimento da Agência Espacial Européia e a simplificação de características para aproximadamente o Hubble permitiram no 78º receber financiamento do Congresso no valor ridículo de 36 milhões de dólares em custos totais, que hoje é de aproximadamente 137 milhões.

Em seguida, o futuro telescópio recebeu o nome de Edwin Hubble , astrônomo e cosmólogo que confirmou a existência de outras galáxias, que criou a teoria da expansão do Universo e deu seu nome não apenas ao telescópio, mas também ao direito e magnitude científicos.

O telescópio foi desenvolvido por várias empresas responsáveis ​​por vários elementos, dos quais os mais complexos: o sistema óptico em que a Perkin-Elmer estava envolvido e a espaçonave criada pela Lockheed . O orçamento aumentou para 400 milhões de dólares.

A Lockheed atrasou a criação do aparelho por três meses e excedeu seu orçamento em 30%. Se você observar o histórico de construção de dispositivos de complexidade semelhante, essa é uma situação normal. Na Perkin-Elmer, tudo estava muito pior. A empresa poliu o espelho usando tecnologia inovadora até o final do 81º ano, excedendo muito o orçamento e arruinando as relações com a NASA. É interessante que eles foram fabricados pela empresa Corning , que hoje produz o Gorilla Glass, que é usado ativamente em telefones. A propósito, a Kodak recebeu um contrato para a fabricação de um espelho sobressalente usando métodos tradicionais de polimento, se houver problemas com o polimento do espelho principal. Os atrasos na criação do restante dos componentes retardaram tanto o processo que se tornou conhecida a citação das características da NASA em relação aos horários de trabalho "incertos e mudando diariamente".



O lançamento tornou-se possível apenas no 86º ano, mas devido ao desastre do Challenger, os lançamentos de ônibus espaciais foram suspensos por enquanto.

O Hubble foi colocado em partes em câmaras especiais de purga de nitrogênio, que custam seis milhões de dólares por mês.

Como resultado, em 24 de abril de 1990, o ônibus espacial Discovery foi lançado com um telescópio em órbita. Nessa época, US $ 2,5 bilhões haviam sido gastos no Hubble. Os custos totais para hoje estão chegando a dez bilhões.



Desde o lançamento, houve vários eventos dramáticos envolvendo o Hubble, mas a principal coisa aconteceu no início.

Quando, depois de colocar em órbita, o telescópio começou a trabalhar, descobriu-se que sua nitidez era uma ordem de magnitude inferior à calculada. Em vez de um décimo de segundo de arco, um segundo inteiro foi obtido. Após várias verificações, verificou-se que o espelho do telescópio é muito plano nas bordas: para dois micrômetros inteiros, ele não coincide com o calculado. A aberração como resultado disso, no sentido literal de um defeito microscópico, impossibilitou a maioria dos estudos planejados.



Uma comissão foi montada, cujos membros encontraram o motivo: um espelho incrivelmente calculado com precisão foi polido incorretamente. Além disso, mesmo antes do lançamento, os mesmos desvios eram mostrados por um par de corretores zero usados ​​nos testes - dispositivos que eram responsáveis ​​pela curvatura superficial desejada aqui. Porém, eles não confiaram nesses testemunhos, contando com o testemunho do principal corretor nulo, que mostrou os resultados corretos e foi polido. E uma das lentes, como se viu, foi instalada incorretamente.



O fator humano.

Era tecnicamente impossível instalar um novo espelho diretamente em órbita; abaixar o telescópio e removê-lo novamente era muito caro. A solução foi elegante.

Sim, o espelho estava errado. Mas foi feito de maneira errada com uma precisão muito alta. A distorção era conhecida e restava apenas compensar, pela qual eles desenvolveram um sistema de ajuste especial COSTAR . Eles decidiram instalá-lo como parte da primeira expedição de serviço do telescópio. Essa expedição é uma operação complexa de dez dias com caminhadas espaciais por astronautas. Você não pode imaginar um trabalho mais futurista, mas isso é apenas manutenção. Houve quatro expedições durante a operação do telescópio, com duas missões como parte da terceira.

Em 2 de dezembro de 1993, o ônibus espacial Endeavour, para o qual foi o quinto vôo, entregou os astronautas ao telescópio. Eles instalaram o Costa e substituíram a câmera.

Kostar corrigiu a aberração esférica do espelho, desempenhando o papel dos óculos mais caros da história. O sistema de correção óptica executou sua tarefa até 2009, quando a necessidade desapareceu devido ao uso de sua própria óptica corretiva em todos os novos dispositivos. Ela perdeu seu lugar precioso no telescópio para o espectrógrafo e se destacou no Museu Nacional de Aeronáutica e Astronáutica, após desmontar como parte da quarta expedição de serviço do Hubble em 2009.

Gerência

Um telescópio em tempo real 24/7 é controlado e monitorado a partir de um centro de controle em Greenbelt, Maryland. As tarefas do centro são divididas em dois tipos: técnico (manutenção, gerenciamento e monitoramento de condições) e científico (seleção de objetos, preparação de tarefas e coleta direta de dados). Toda semana, o Hubble recebe mais de 100.000 comandos diferentes da Terra: estas são instruções e tarefas de correção de órbita para fotografar objetos espaciais.

Na MCC, o dia é dividido em três turnos para cada um dos quais uma equipe separada de três a cinco pessoas é designada. Durante as expedições ao próprio telescópio, a equipe aumenta para várias dezenas.

A propósito, existe um site separado, desenvolvido por Chris Pete, onde você pode acompanhar a posição do observatório celestial. Também existem dados sobre outros objetos orbitais artificiais:
www.heavens-above.com

O Hubble é um telescópio ocupado, mas mesmo seu cronograma apertado permite que qualquer pessoa, mesmo astrônomos não profissionais, ajude. A cada ano, o Instituto de Pesquisa Espacial, com a ajuda do Telescópio Espacial, recebe milhares de solicitações de reserva de tempo de astrônomos de diferentes países. Cerca de 20% das solicitações são aprovadas por uma comissão de especialistas e, de acordo com a NASA, mais ou menos 20 mil observações são realizadas anualmente, graças a solicitações internacionais. Todas essas aplicações são unidas, programadas e enviadas ao Hubble a partir do mesmo centro em Maryland.

Ótica

As principais ópticas do Hubble são feitas de acordo com o sistema Ritchie-Chretien . Consiste em um espelho redondo, hiperbólico, com um diâmetro de 2,4 m e um orifício no centro. Esse espelho reflete também uma forma hiperbólica no espelho secundário, que reflete um feixe adequado para digitalização no orifício central do primário. Todos os tipos de filtros são usados ​​para filtrar partes excessivas do espectro e destacar os intervalos desejados.



Tais telescópios usam um sistema de espelhos, não lentes, como nas câmeras. Há muitas razões para isso: diferenças de temperatura, tolerâncias de polimento, dimensões gerais e a ausência de perda de feixe dentro da própria lente.

As principais ópticas do Hubble não mudaram desde o início. Um conjunto de várias ferramentas que o utilizam foi completamente substituído em algumas expedições de serviço. O Hubble atualizou as ferramentas e, durante a sua existência, treze ferramentas diferentes trabalharam lá. Hoje ele carrega seis, um dos quais está em hibernação.

As câmeras grande angular e planetária da primeira e da segunda geração e a câmera grande angular da terceira agora são responsáveis ​​por fotos na faixa óptica.

O potencial do primeiro WFPC nunca foi revelado devido a problemas de espelhamento. E a expedição de 93, tendo estabelecido o Kostar, ao mesmo tempo o substituiu pela segunda versão.

A câmera WFPC2 tinha quatro matrizes quadradas, imagens das quais formavam uma grande praça. Quase. Uma matriz - a planetária - recebeu uma imagem com uma ampliação maior e, quando você restaura a escala, essa parte da imagem captura menos que o décimo sexto do quadrado total, em vez de um quarto, mas em resolução mais alta. As três matrizes restantes foram responsáveis ​​por "grande angular". É por isso que as fotos completas da câmera parecem um quadrado com 3 blocos consumidos em um canto, e não por causa de problemas com o download de arquivos ou outros problemas.



O WFPC2 foi substituído pelo WFC3 em 2009. A diferença entre eles é bem ilustrada pelos Pilares da Criação revisados, sobre os quais mais tarde.

Além da câmera grande angular óptica e infravermelha próxima, o Hubble vê:

• usando o espectrógrafo STIS no ultravioleta próximo e distante, bem como do infravermelho visível ao próximo;
• lá, usando um dos canais ACS , os outros canais cobrem uma enorme faixa de frequências, de infravermelho a ultravioleta;
• fontes de pontos fracos na faixa ultravioleta com um espectrógrafo COS .

Instantâneos

As imagens do Hubble não são realmente imagens no sentido usual. Muita informação não está disponível na faixa óptica. Muitos objetos espaciais emitem ativamente em outros intervalos. O Hubble está equipado com muitos dispositivos com uma variedade de filtros, o que permite capturar dados que os astrônomos processam posteriormente e podem reduzir em uma imagem visual. A riqueza das cores é fornecida por diferentes faixas de emissão de estrelas e partículas ionizadas por elas, bem como pela luz refletida.

Há muitas fotografias, vou contar apenas algumas, as mais emocionantes. Todas as fotos têm seu próprio ID, que pode ser facilmente encontrado no site do Hubble spacetelescope.org ou diretamente no Google. Muitas fotos estão no site em alta resolução, mas aqui deixo versões em tamanho de tela.

Pilares da criação

ID: opo9544a



Hubble fez seu tiro mais famoso no dia primeiro de abril do ano 95, sem se distrair do trabalho inteligente no dia do tolo. Estes são os Pilares da Criação, assim chamados porque as estrelas se formam a partir dessas acumulações de gás e porque se assemelham a formas. A imagem mostra um pequeno pedaço da parte central da nebulosa Eagle. Essa nebulosa é interessante porque as grandes estrelas em seu centro a espalharam parcialmente e até mesmo do lado da Terra. Essa sorte permite que você olhe bem no centro da nebulosa e, por exemplo, tire a famosa foto expressiva.

Outros telescópios também filmaram essa região em diferentes faixas, mas nos Pilares ópticos saem de forma mais expressiva: ionizados pelas próprias estrelas que espalharam parte da nebulosa, o gás brilha em azul, verde e vermelho, criando belos tons.

Em 2014, os Pilares foram refilmados pelos equipamentos atualizados do Hubble: a primeira versão foi filmada pela câmera WFPC2 e a segunda pela WFC3.

ID: heic1501a

Rosa feita de galáxias

ID: heic1107a



Arp 273 é um belo exemplo de comunicação entre galáxias próximas umas das outras. A forma assimétrica da parte superior é uma conseqüência das chamadas interações das marés com a parte inferior. Juntos, eles formam uma flor grandiosa, oferecida à humanidade em 2011.

Galáxia Sombrero Mágica

ID: opo0328a



Messier 104 é uma galáxia magnífica, como se fosse inventada e pintada em Hollywood. Mas não, o belo quarto está localizado na extremidade sul da constelação de Virgem. E é tão brilhante que é visível mesmo em telescópios domésticos. Hubble, essa beleza posou em 2004.

Nova visão infravermelha da nebulosa da cabeça de cavalo - imagem do 23º aniversário do Hubble

ID: heic1307a



Em 2013, o Hubble retomou o Barnard 33 no espectro infravermelho. E a nebulosa sombria Horsehead na constelação de Órion, quase opaca e negra na faixa visível, apareceu sob uma nova luz. Ou seja, o alcance.

Antes disso, o Hubble já a fotografara em 2001:

ID: heic0105a



Então ela ganhou a votação on-line para a instalação do jubileu por onze anos em órbita. Curiosamente, mesmo antes das fotografias de Hubble, Horsehead era um dos objetos mais filmados.

Hubble captura a região formadora de estrelas S106

ID: heic1118a



S106 é uma região formadora de estrelas na constelação de Cygnus. A bela estrutura se deve às emissões de uma jovem estrela envolta em poeira na forma de uma rosquinha no centro. Essa cortina de poeira tem lacunas acima e abaixo, através das quais a matéria estelar se desprende mais ativamente, formando uma forma semelhante a uma conhecida ilusão de ótica . A foto foi tirada no final de 2011.

Cassiopeia A: consequências coloridas da morte de estrelas

ID: heic0609a



Você provavelmente já ouviu falar de explosões de supernovas. E esta imagem mostra claramente um dos cenários do futuro destino de tais objetos.

A foto de 2006 mostra as consequências da explosão da estrela Cassiopeia A, o que aconteceu exatamente em nossa galáxia. Pode-se ver claramente a onda de matéria espalhada pelo epicentro, com uma estrutura complexa e detalhada.

Imagem do Hubble Arp 142

ID: heic1311a



E, novamente, uma imagem mostrando os efeitos da interação de duas galáxias, que estavam próximas uma da outra durante seu caminho universal.

NGC 2936 e 2937 colidiram e se influenciaram. Este é um evento interessante por si só, mas, neste caso, outro aspecto foi adicionado: a forma atual das galáxias se assemelha a um pinguim com um ovo, o que funciona como uma grande vantagem para a popularidade dessas galáxias.

Na foto fofa de 2013, você pode ver os traços da colisão: por exemplo, o olho do pinguim é formado, em grande parte, por corpos de um ovo de galáxia.

Conhecendo a idade das duas galáxias, podemos finalmente responder ao que aconteceu antes: um ovo ou um pinguim.

Borboleta emergindo dos restos de uma estrela na nebulosa planetária NGC 6302

ID: heic0910h



Às vezes, os fluxos de gás brilhando até 20 mil graus voando a uma velocidade de quase um milhão de km / h parecem asas de uma borboleta frágil, basta encontrar o ângulo certo. O Hubble não precisou procurar, a nebulosa NGC 6302 - também chamada de nebulosa da borboleta ou do besouro - virou-se para nós como um lado adequado.

Essas asas são criadas pela estrela moribunda de nossa galáxia na constelação de Scopio. A forma das asas recebe fluxos de gás novamente devido ao anel de poeira ao redor da estrela. O mesmo pó cobre a própria estrela de nós. Talvez o anel tenha sido formado pela perda de matéria pela estrela ao longo do equador a uma velocidade relativamente baixa e pelas asas por uma perda mais rápida dos pólos.

A foto foi tirada em 2009.

Campo profundo

Existem várias fotos do Hubble em nome das quais Deep Field . São quadros com um enorme tempo de exposição de vários dias, mostrando um pequeno pedaço do céu estrelado. Para removê-los, tive que escolher com muito cuidado um local adequado para essa exposição. Não deveria ter sido bloqueado pela Terra e pela Lua, não deveria haver objetos brilhantes por perto, e assim por diante. Como resultado, Deep Field se tornou uma estrutura muito útil para os astrônomos estudarem os processos de formação do universo.

A foto mais recente - o Hubble Extreme Deep Field 2012 - bastante aborrecida para a aparência filistina - é uma foto sem precedentes, com uma velocidade de obturador de dois milhões de segundos (~ 23 dias), que mostrou 5,5 mil galáxias, a mais fraca delas com um brilho de dez bilhões menos que a sensibilidade da visão humana.

ID: heic1214a



E essa imagem incrível fica livremente no site do Hubble, mostrando a todos uma pequena parte de 1/30 milhões de nosso céu, na qual milhares de galáxias são visíveis.

Masscult

O valor do telescópio Hubble é tão grande que deixou de ser uma conquista puramente científica e se tornou um fenômeno cultural, aparecendo frequentemente em filmes e outras formas de arte de várias formas.

É claro que Hollywood não conseguiu superar a história com o espelho, e no filme "Naked Gun 2 e meio" do 91º ano, sua imagem pode ser vista na cena da depressão noturna do tenente Frank Drebin entre fotografias das principais catástrofes do século.



Uma referência já mais respeitosa pode ser encontrada no fantástico hospício de grande escala "Armageddon" do 98º ano, onde foi Hubble quem tirou as primeiras fotos de um enorme meteorito voando para a Terra.



Uma das primeiras aparições notáveis ​​de imagens tiradas pelo telescópio na cultura popular foi a quarta temporada da série Star Trek Voyager em 97.



O Hubble atuou bastante no cinema e na televisão e demorou muito para listar todos os filmes com a participação dele. Um dos mais belos usos das fotografias do telescópio, além das documentárias, pode ser chamado de Contato do 97º ano com Jody Foster. Além disso, o enredo da Gravidade recente ocorre durante a missão de reparo no Hubble.



Dos usos inesperados do Hubble: perneiras de espaço memético. Bem, como impressões para roupas em geral.

Hubble (1990 - 203_)

O Hubble deve sair de órbita após o ano de 2030. Esse fato parece triste, mas na verdade o telescópio por muitos anos excedeu a duração de sua missão original. O telescópio foi modernizado várias vezes, o equipamento foi alterado para mais e mais avançado, mas essas melhorias não se referiam às principais ópticas. E nos próximos anos, a humanidade receberá um substituto mais avançado do antigo caça quando o telescópio James Webb for lançado. Mas depois disso, o Hubble continuará trabalhando até que falhe. Uma quantidade incrível de trabalho foi investida no telescópio de cientistas, engenheiros, astronautas, pessoas de outras profissões e o dinheiro dos contribuintes americanos e europeus.

Em resposta, a humanidade possui um banco de dados sem precedentes de dados científicos e objetos de arte que ajudam a entender a estrutura do universo e a criar uma moda para a ciência.

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