Космический телескоп им. Э.Хаббла (The Hubble Space Telescope)
Астрономия подобна пасторскому служению, - нужен зов.(Эдвин Хаббл)
Описание
"Хаббл" - это телескоп-рефлектор с зеркалом диаметром 2.4 м. - по земным понятиям немаленький, но на земле уже есть телескопы с зеркалами диаметром до 10 м (например, Keck1 и Keck2). Им, тем не менее, далеко до Хаббла. Телескоп в основном Американский, хотя кроме NASA в проекте участвует Европейское Космическое агентство (ESA).
О таком телескопе мечтали еще в 40-х годах. Проектировался и строился он в 70-х - 80-х, и после ряда отсрочек был запущен Шаттлом в апреле 1990 г. Увы, не все оказалось в порядке, но сначала о том, как планировалась эксплуатация Хаббла. Сначала предполагалось спускать телескоп на Землю с помощью Шаттла через каждые 5 лет, чинить, подправлять, совершенствовать, кроме этого, каждые 2.5 года обслуживать на орбите. Часть "железа" телескопа имела срок надежности порядка 2.5 лет. Однако из-за опасения загрязнений и деформаций при подъемах от наземного обслуживания отказались и решили обойтись трехлетним циклом обслуживания на орбите.
Космический телескоп им. Э.Хаббла (The Hubble Space Telescope)
После запуска у Хаббла оказалось слегка деформированным главное зеркало: на 2 микрона с краю относительно центра. 2 микрона это 4 - 5 длин волн света, т.е. разрешение ухудшается почти на такую же величину. В результате телескоп оказался подслеповатым и лишь умеренно превосходил наземные телескопы в разрешении. В 1993 году при полете Шаттла к Хабблу на телескоп была поставлена корректирующая оптика - все равно, что очки. Эффект превзошел все ожидания: телескоп видел лучше, чем изначально планировалось.
Следующие сервисные полеты Шаттла были в 1997 и 1999 годах и тоже оказались очень успешными.
Находящийся вне пределов земной атмосферы телескоп имеет, по меньшей мере, три преимущества перед расположенным на Земле. Первое - на качество его изображения не влияет атмосферная турбуленция. Второе - ему доступен более широкий диапазон электромагнитных волн - от ультрафиолетовых до инфракрасных. И, наконец, третье - меньшее рассеяние света за пределами атмосферы делает возможным наблюдение гораздо более слабых объектов.
Для того, чтобы использовать эти преимущества, конструкторам пришлось решить непростые задачи по изготовлению оптики и созданию системы управления телескопом, которая обеспечивала бы точное наведение его на объект и крайне жесткую стабилизацию.
Диаметр главного зеркала телескопа 2,4 м. Вторичное зеркало диаметром 0,34 м в комбинации с главным составляют оптическую систему Ричи - Кретьена, вариант известной схемы Кассегрена (относительное отверстие 1:24). Расстояние между зеркалами (4,9 м) выдержано с точностью 0,0025 мм. Несущая конструкция трубы телескопа - легкая и очень жесткая эпоксидно-графитовая ферма. Телескоп спроектирован так, чтобы собирать попадающий в него свет в кружок диаметром 0,05" (I); у наземных инструментов прежде всего из-за влияния атмосферы кружок рассеяния редко бывает меньше 0,5".
Ясно, что необходимы очень большая точность наведения на объект и высокая степень стабилизации телескопа во время экспозиции, поэтому система управления телескопом, представляющая собой комбинацию гироскопов, звездных гидов и датчиков, сконструирована так, что телескоп наводится на объект с точностью не менее 0,01" и удерживает его в пределах 0,007" в течение длительного времени (вплоть до 24 часов).
Аккумуляторные батареи, компьютеры, телеметрические и другие системы расположены вокруг главного зеркала в виде отдельных блоков так, чтобы в случае необходимости одетые в скафандры астронавты могли заменить их.
Находясь на освещенном Солнцем участке орбиты, телескоп получает электроэнергию от двух солнечных батарей (по две панели размером 11,8 х 2,3 м). Часть ее направляется на подзарядку шести больших водородно-никелевых аккумуляторов, которые снабжают телескоп электропитанием на теневом участке витка.
