Наверх
7 комментариев 27/12/2013

Космоddrом. Hubble Space Telesсope

Космоddrом. Hubble Space Telesсope

В рамках новой рубрики Космоddrом, в которой речь будет идти о разных научных и околонаучных интересностях, я хотел бы рассказать вам про несколько самых значимых космических проектов за всю историю человечества. И первым на страницы кеддра попал, пожалуй, самый известный телескоп в мире — Hubble Space Telescope. Узнать больше можно очень легко — всего-то нужно нажать “Под кат!”.

Телескоп назван в честь великого астронома Эдвина Хаббла, наиболее известного тем, что впервые эмпирически показал расширение Вселенной и вывел закон, который гласит, что чем дальше от нас объект, тем быстрее он от нас удаляется.

jedvin-paujell-habbl-edwin-powell-hubble_2

С помощью этого закона, который впоследствии был уточнен именно с помощью телескопа, названного в честь ученого, сегодня определяется расстояние до галактик, посредством использования измерения их красного смещения. Таким образом были определены расстояния до галактик с красным смещением в ~7.51, что соответствует 13 миллиардам световых лет, которые удалялись от нас со скоростью света почти что со времен Большого Взрыва. Кстати, величина, обратная константе Хаббла, как бы между прочим является не чем иным, как временем, прошедшим с того самого Большого Взрыва. Другими словами, возрастом нашей Вселенной.

heic0203a

Но вернемся к телескопу. Если кто не знает, то основное его отличие от большинства собратьев в том, что “Хаббл” находится на околоземной орбите. Это дает ему огромное преимущество в виде отсутствия воздушной прослойки (атмосферы) между рассматриваемыми объектами и собственными линзами. Наземные телескопы вынуждены бороться с нестабильными атмосферными искажениями, применяя адаптивную оптику и прочие хитрости, в то время как “Хаббл” этих проблем лишен. Также на околоземной орбите телескоп может регистрировать излучение в спектрах, в которых земная атмосфера непрозрачна, в частности, в инфракрасном.

За более чем 20 лет на орбите “Хаббл” облетел Землю более 110 000 раз на скорости 28 000 км/ч, сделав при этом более 570 000 изображений. Ежемесячно он генерирует более 360 ГБ данных.

“Хаббл” является совместным проектом NASA и ESA и был запущен в космос в далеком 1990 году. Несмотря на свою “древность”, он до сих пор является одним из самых полезных инструментов современной астрономии. За более чем 20 лет на орбите “Хаббл” облетел Землю более 110 000 раз на скорости 28 000 км/ч, сделав при этом более 570 000 изображений. Ежемесячно обсерватория генерирует порядка 360 ГБ данных, которые передаются на Землю и тщательно анализируются.

Оборудование

Как и подобает одному из передовых инструментов астрономов, “Хаббл” напичкан множеством разных приборов. Телескоп имеет модульную структуру и под оптические приборы отведено пять отсеков. Ранее (до 2009 года) один из них был занят корректирующей системой COSTAR. Необходимость ее была обусловлена дефектом первичного зеркала, который его создатели проглядели перед запуском. Зеркало получилось слишком плоским по краям, отклонения составили всего 2мкм, но последствия были довольно удручающими. Спускать всю конструкцию на Землю было безумно дорого, а поднимать и устанавливать новое зеркало в космос было чертовски синонимично понятию “физически невозможно”. Поэтому была разработана оптическая система с обратным дефектом, которая компенсировала ошибку. Результаты ее установки впечатляют.

1280px-Improvement_in_Hubble_images_after_SMM1

Галактика М100 до и после установки COSTAR

На сегодняшний день все оптические приборы имеют встроенную систему коррекции, поэтому COSTAR была демонтирована за ненадобностью, освободив лишний модуль для прибора. Сейчас “Хаббл” несет на борту широкоугольную камеру (WFC3), обзорную камеру (ACS), камеру с мультиобъектным спектрометром ближнего инфракрасного диапазона (NICMOS), ультрафиолетовый спектрограф (COS) и регистрирующий спектрограф (STIS).

exploded_view1

Достижения

Телескоп “Хаббл” был первопроходцем. Очень многое просто невозможно увидеть с Земли. Запуск такого мощного аппарата на орбиту помог расширить границы знаний человечества о космосе и подтвердить множество теорий. В частности, с помощью “Хаббла” были проведены подробные и долгосрочные исследования планет Солнечной Системы, он смог запечатлеть столкновение кометы Шумейкеров — Леви 9 с Юпитером в 1994 и снять “северные (полюсные) сияния” на газовых гигантах. За пределами СС одним из самых значимых наблюдений является исследования цефеид. Определив точное расстояние до них, погрешность константы Хаббла, величины очень важной в астрономии, была уменьшена с 50% до 10%. Помимо этого, впервые были получены прямые изображения черной дыры, атмосферы планеты около соседней звезды, были проведены очень значимые для космологии наблюдения квазаров и многое другое.

Одним из наиболее впечатляющих достижений является проект Deep Field. Выбранный маленький кусочек неба был сфотографирован с очень большой выдержкой для выявления самых темных объектов. Сравнение двух таких снимков разных участков неба подтвердило теорию об изотропности Вселенной, т. е. что наша Вселенная однородна и равномерна, а, следовательно, Земля не является каким-то уникальным местом в ее масштабах.

HubbleDeepField.800px (1)

Hubble Deep Field.

Также были проведены более “глубокие” снимки Ultra Deep Field с выдержкой в 1 000 000 секунд (11,3 суток) и Extreme Deep Field с выдержкой вдвое большей.

IDL TIFF file

Hubble Ultra Deep Field

Hubble_Extreme_Deep_Field_(full_resolution)

Hubble Extreme Deep Field

Изображения

Некоторые называют “Хаббл” самым интригующим художником-фотографом во Вселенной. И многие из изображений, полученных с его помощью, действительно будоражат воображение. Созвездия, галактики, туманности — все это невероятно красиво, и готов побиться об заклад, что у многих из вас стоит или стояла когда-то фотография, сделанная “Хабблом”, в качестве обоев на рабочем столе.

Вопреки расхожему мнению, все те пестрящие красками картинки, которые мы с вами так любим, не совсем правдивы. Дело в том, что изображения с телескопа являются черно-белыми. Фотография производится много раз с фото-фильтрами с очень маленьким пропускным диапазоном. Так астрономы могут получать данные об изображении в очень узком участке спектра (к слову, не всегда видимого человеческим глазом). А уже из этих черно-белых картинок сотрудники NASA делают красоту, совмещая и раскрашивая результат.

Галерея с наиболее крутыми снимками прилагается — разбираем на обои! Чтобы посмотреть их на полном экране, нажмите на квадратик в правом верхнем углу.

00010-14 00012-10 00013 00013-1 00013-2 00013-3 00013-14 00013-20 Apollo17.Earth Craters of the Moon Eagle Nebula.1 00012-7 00012-5 00011-1 00011-2 00011-5 00011-6 00011-8 00011-10 00011-12 00011-13 00012-1 00012-4 m16 image by travis rector.  correction layers added by mark hanna Ghostscript 24 bit color image dump

Ghostscript 24 bit color image dump Southern Ring The Large Magellanic Cloud [LMC] The Red Planet, Mars 00003-4 00003-5 00003-7 00003-9 00003-13 00003-14 00003-16 IDL TIFF file Neptune converted PNM file Earth.Apollo16 IDL TIFF file Io Jupiter - Lowres Jupiter - Lowres1 Jupiter M31 IDL TIFF file M81 00003-17 00010-8 00003-18 00005-5 00005-6 00005-7 00005-10 00005-11 00005-15 00005-16 00005-17 00006-1 00006-4 00005-4 00005-3 00004 00004-1 00004-4 00004-5 00004-7 00004-8 00004-9 00004-11 00005 00005-2 00006-5 00006-6 00008 00008-3 00008-5 00008-8 00008-13 00009-6 00009-7 00010 00010-1 00010-2 00007-14 00007-7 00006-7 00006-9 00006-12 00006-13 00006-14 00006-19 00006-22 00007-1 00007-3 00007-5 00010-4

Эпилог

Надеюсь, вам понравился такой формат рассказа в рамках рубрики, а для кого-то он, может, даже был познавательным. В следующий раз я расскажу о преемнике “Хаббла”, который вскоре заменит старичка на земной орбите. Оставляйте свои отзывы в комментариях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

7 комментариев

по хронологии
по рейтингу сначала новые по хронологии
1
Дмитрий Костин

Спасибо за статью! Рад, что это теперь будет постоянной рубрикой.

Фотографии завораживают. Особенно они впечатляют, если постоянно держать в уме, что за цветными точками и пятнами скрываются звезды и целые галактики.

Читал в свое время про систему COSTAR и историю ее появления. Изготовление телескопа — это конечно триумф человеческого раздолбайства и пофигизма. Особенно понравилось, как на заводе попытались «исправить» брак сборки, подложив в зазор шайбу (там не наши эмигранты работали, случаем?). Такой проект чуть не запороли. Хорошо, что потом инженерам хватило выдумки исправить ситуацию с малыми потерями.

Автор2

Изготовление телескопа — это конечно триумф человеческого раздолбайства и пофигизма

И, тем не менее, на момент старта, не смотря на все дефекты, Хаббл был одним из самых, если не самым, комплексным и точным инструментом в руках астрономов.

Но вообще да, факап знатный. Если бы не смогли такое элегантное решение найти, НАСА может быть и финансировалось бы в дальнейшем по-другому.

3

А фотографии земли разве с хабла сделаны ? его орбита на высоте 500 км от земли а фотки мне кажется сделаны чуть с большего растояния

Автор4

Пардоньте, когда все фотки загружал, Земля в той же папке была и зацепилась. Проверил, остальные вроде без оффтопа)

5

Последнее фото дикий угар ) Намёк хаблу, что бы не подглядывал.

6

за статью спасибо) с детства увлекаюсь астрономией, так что, пусть и ничего нового не узнал, но такое направление работы ресурса мне нравится)
отдельное спасибо за подборку фото.

кстати. для пущего эффекта нужно было описать в статье, что на изображениях Deep Field каждая точечка - это галактика с миллиардами звёзд)

7

Я так смотрю Keddr.com начала потихому в Hi-news.ru превращаться, тоже пошли разговоры и статьи про космос. Ну ну...

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.

Modal box

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: