Teleskop Hubble'a - najpiękniejsze zdjęcia, jakie widziała ludzkość
Ludzkość zawsze marzyła o tym, żeby zgłębić nieznane. Spojrzeć dalej, głębiej, poznać coś, co umocni nas w przekonaniu, iż jesteśmy albo jedyni we Wszechświecie, albo znaleźć dowód na to, że warto szukać innej cywilizacji. Efektem marzeń o odkrywaniu nieznanego jest niesamowity teleskop Hubble’a. To dzięki temu osiągnięciu ludzkiego geniuszu udało się nam spojrzeć w przyszłość i przeszłość, poznać to, co do tej pory było tylko mglistym wyobrażeniem o Wszechświecie. W tym roku mija 25 lat pracy teleskopu.
Pomysły na to, aby umieścić w przestrzeni kosmicznej obiektyw pojawiały się w latach 60-tych ubiegłego wieku. Trzeba jednak przyznać, że w tym czasie zaczęto dopiero realnie myśleć o koncepcji Hermanna Obertha z roku 192. oraz późniejszym jej rozwinięciom w roku 1946. Wtedy właśnie Lyman Spitzer napisał referat zatytułowany "Zalety pozaziemskiego obserwatorium astronomicznego". Autor rozważał w nim praktyczną wyższość obserwatoriów pozaziemskich nad umieszczonymi na powierzchni planety. Jak zatem widać, sam pomysł tego aby obserwować przestrzeń kosmiczną wcale nie jest wynalazkiem obecnych nam czasów. Założenia teoretyczne były proste: wyższa rozdzielczość (kątowa), brak wpływu turbulencji ziemskiej atmosfery, możliwość obserwacji w podczerwieni i w ultrafiolecie. Po wielu latach przygotowań (początek programu to lata 70') - w roku 1990 - prom Discovery wyniósł teleskop w kosmos i umieścił go na orbicie. Do tego momentu koszt całej misji i budowy urządzenia szacuje się na kwotę 1,5 miliarda dolarów.
Niestety, tuż po uruchomieniu teleskopu okazało się, że w wyniku błędów ziemskiej aparatury pomiarowej, główne zwierciadło teleskopu ma nieprawidłowy profil. Zdjęcia przesyłane na Ziemię były nieostre, rozmazane, a rozdzielczość urządzenia była daleka od zakładanej. Działo się tak, ponieważ główne lustro zostało odkształcone, a wielkość tego odkształcenia wynosiła zaledwie…. jedną pięćdziesiątą grubości ludzkiego włosa. Naukowcy musieli czekać 3 lata, kiedy to wysłano misję serwisową i dokonano pierwszej w historii naprawy teleskopu w przestrzeni kosmicznej. Do czasów obecnych misji serwisowych odbyło się pięć, w tym jedna szczególnie ważna, która usunęła usterkę żyroskopu, bez której niemożliwym było kierowanie teleskopu na wybrane partie kosmosu.
Jak działa teleskop Hubble'a?
Ten poruszający się z prędkością 27.70. km/h przyrząd optyczny działa niemal identycznie, jak ziemskie teleskopy optyczne. Światło które wpada do teleskopu jest ogniskowane w wyniku współdziałania dwóch zwierciadeł hiperbolicznych. Zwierciadło główne, na której w pierwszej kolejności pada obraz, ma średnicę 240 cm, a zwierciadło wtórne, które zbiera obraz przesłany przez większe z luster, ma średnicę 34 cm. Oba zostały wykonane z niespotykaną wcześniej dokładnością, która wyniosła aż 10 nanometrów. Całość zamknięta jest w dość sporym cylindrze o średnicy 4,2 m i długości 13,2 m. Waga teleskopu to około 11 ton! Z ciekawostek należy wspomnieć, że teleskop został umieszczony na orbicie na wysokości 612 km, a czas w którym okrąża on kulę ziemską to zaledwie niecałe 97 minut.
Światło odbite od mniejszego z luster kierowane jest wzdłuż teleskopu do jednego z licznych urządzeń badawczych. Początkowo teleskop Hubble’a miał ich pięć, jednak naukowcy podczas pierwszej misji naprawczej musieli usunąć jeden z przyrządów, aby możliwym stało się zamontowanie układu korygującego optykę urządzenia. Pierwotnie teleskop posiadał następujące instrumenty badawcze: dwie kamery, dwa spektrografy oraz fotometr HSP. To właśnie ten ostatni przyrząd musiał ustąpić miejsca układowi korygującemu. Pierwsza kamera (FOC) była przeznaczona do szczegółowej analizy niewielkich obiektów i ciał niebieskich. Druga z kamer (WF/CP) pozwalała na fotografowanie dużych obszarów przestrzeni kosmicznej. Spektrografy odpowiadały za badanie składu chemicznego odległych gwiazd, planet i galaktyk, jednak podczas kolejnych misji serwisowych urządzenia stopniowo wymieniano na nowocześniejsze. Dziś teleskop dysponuje całkiem nowoczesnymi urządzeniami , takimi jak kamera rejestrująca obraz w podczerwieni NICMOS (Near-Infrared
Camera and Multi-Object Spectrograph), czy też spektrograf obrazujący STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph).
Teleskop umożliwia przesyłanie na Ziemię ogromnej ilości danych np. zdjęć wykonanych w bliskiej podczerwieni i bliskim nadfiolecie. Hubble komunikuje się z Ziemią za pomocą sieci satelitów geostacjonarnych TDRSS. Z reguły transmisje przeprowadzane są raz na dobę, kiedy to teleskop znajduje się w zasięgu działania anten kierunkowych. Wszystkie zebrane dane przesyłane są do bazy White Sands, a stamtąd do Centrum Lotów Kosmicznych w Goddard koło Waszyngtonu. Centrum odpowiada za poprawną pracę teleskopu i jego sterowanie, natomiast dane naukowe trafiają do Instytutu Teleskopu Kosmicznego w Baltimore.
Co wiemy dzięki teleskopowi Hubble’a?
Tylko do roku 201. dzięki danym przesłanym przez teleskop powstało ponad 10.000 prac naukowych! Oprócz pomocy w dokładniejszym oszacowaniu wieku Wszechświata, dane z Hubble’a wniosły wiele naukowych wątpliwości co do jego losów. Teleskop przyczynił się do udowodnienia istnienia czarnych dziur, pomógł znacznie dokładniej oszacować prędkość, z jaką rozszerza się Wszechświat, odkrył dyski protoplanetarne w Wielkiej Mgławicy w Orionie, wykrył istnienie atmosfery na planecie spoza Układu Słonecznego i wiele, wiele innych. Teleskop dostarczył też ogromnej ilości niesamowitych obrazów, które są najdalej sięgającymi astronomicznie zdjęciami, jakie kiedykolwiek wykonano w świetle widzialnym.
Co dalej z teleskopem?
W kwietniu 201. r teleskop Hubble’a będzie obchodził swoje 25-lecie. Początkowo zakładano, że urządzenie będzie pracować do roku 2014, a najpóźniej do 2018. Dziś wiemy, że teleskop będzie pełnił swoją misję prawdopodobnie do roku 2020, na który to planowane jest wyniesienie w kosmos jego znacznie nowocześniejszego odpowiednika – teleskopu Jamesa Webba (JWST). Jego zwierciadło główne składać się będzie z 18 pojedynczych luster, które łącznie dadzą średnicę 6,5 metra. To aż 2.5-raza więcej, niż zwierciadło teleskopu Hubble’a.
MGJB
