Πριν από 30 χρόνια, αστροναύτες έσωσαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble

By | December 26, 2023

Έχουν περάσει περίπου 30 χρόνια από τότε που οι αστροναύτες της NASA το έσωσαν Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble σε μια εξαιρετικά τολμηρή αποστολή. Εκείνη την εποχή, ήταν ίσως η πιο τολμηρή αποστολή που είχαν συλλάβει οι επιστήμονες. Εν ολίγοις, το Hubble εκτοξεύτηκε το 1990 με οπτικά ελαττώματα που παρήγαγαν θολές εικόνες. Ευτυχώς, όμως, το διαστημικό τηλεσκόπιο, το οποίο βρίσκεται σε τροχιά Γη, σχεδιάστηκε για να επισκευάζεται φυσικά από αστροναύτες. Ναι, σε μέση τροχιά.

Αλλά ακόμη και με αυτήν την ικανότητα, πριν από την εκτόξευση του Hubble, κανείς δεν περίμενε ότι αυτές οι επισκευές θα γίνονταν τόσο σύντομα – και με τόσο δραματικό τρόπο.

Η ιστορία ξεκινά 14 χρόνια νωρίτερα, όταν μόλις είχαν ξεκινήσει οι εργασίες για τη «γείωση» του γιγαντιαίου καθρέφτη των 2,4 μέτρων που θα ήταν το κέντρο του οπτικού συστήματος του Hubble. Μακράν το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο που στάλθηκε σε χώρος εκείνη την εποχή, ο καθρέφτης έπρεπε να αλεσθεί σύμφωνα με τις ακριβείς προδιαγραφές. Η σύμβαση για αυτό το επίπονο έργο ανατέθηκε σε μια εταιρεία που ονομάζεται Perkins–Elmer.

Σχετίζεται με: Η NASA θέλει ιδέες για να προωθήσει το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble σε υψηλότερη τροχιά με ιδιωτικό διαστημικό σκάφος

Για τρία χρόνια, οι τεχνικοί εργάζονταν στο καλούπι του καθρέφτη. Γυάλισαν, καθάρισαν και, φυσικά, μέτρησαν. Και το έκαναν επανειλημμένα. Για να εστιαστεί το φως από μακρινούς γαλαξίες, η καμπυλότητα του καθρέφτη έπρεπε να μειωθεί σε ακρίβεια μόλις πέντε μικρών ή 0,005 χιλιοστών.

Καθώς αυτή η ακρίβεια είναι πέρα ​​από την όραση του ανθρώπινου ματιού, οι τεχνικοί χρησιμοποίησαν ένα πλέγμα λέιζερ για να μετρήσουν την καμπυλότητα του καθρέφτη. Αυτό το πλέγμα συγκρατήθηκε στη θέση του από μια συσκευή που ονομάζεται μηδενικός ανακλαστικός διορθωτής, το οποίο είναι ένα φανταχτερό όνομα για μια μεταλλική ράβδο με ένα καπάκι στην οποία κόβεται μια τρύπα για να εισέλθει ένα λέιζερ και να ανακλαστεί από ένα γυμνό μεταλλικό πλαίσιο.

Μέχρι το 1981, ο καθρέφτης είχε ολοκληρωθεί. δύο χρόνια αργότερα, συνδυάστηκε με τα άλλα εξαρτήματα του τηλεσκοπίου και είχε προγραμματιστεί να εκτοξευθεί σε ένα διαστημόπλοιο το 1986 – μόνο για να παρέμβει η τραγωδία. Ο Προκλητική καταστροφή Αυτό που συνέβη τον Ιανουάριο του ίδιου έτους οδήγησε στην αναστολή των εκτοξεύσεων των διαστημικών λεωφορείων για τρία χρόνια, ενώ το ατύχημα διερευνήθηκε. Ο Χαμπλ καθόταν σε ένα καθαρό δωμάτιο και περίμενε.

Στη συνέχεια, στις 24 Απριλίου 1990, ήρθε επιτέλους η ώρα του, όταν βρυχήθηκε στο διάστημα με το διαστημικό λεωφορείο Discovery σε χειροκροτήματα από τον έλεγχο της αποστολής και τους αστρονόμους σε όλο τον κόσμο.

Ωστόσο, αυτές οι επευφημίες μετατράπηκαν γρήγορα σε δάκρυα. Μέσα σε λίγες μέρες, το Hubble ήταν ενεργό και μετέδιδε εικόνες πίσω στη Γη, αλλά κάτι δεν πήγαινε καλά. Οι εικόνες ήταν θολές και ένα ρίγος διαπέρασε το σώμα. NASA ιεραρχία. Μήπως χάθηκαν 1,5 δισεκατομμύρια δολάρια σε ένα τηλεσκόπιο με κακή όραση;

Στα αριστερά είναι μια εικόνα του γαλαξία M100 που τραβήχτηκε από το Hubble πριν καθοριστεί η όψη του.  στα δεξιά είναι η πρώτη εικόνα που τραβήχτηκε μετά την επισκευή του Hubble, που δείχνει τη διαφορά στη σαφήνεια.

Στα αριστερά είναι μια εικόνα του γαλαξία M100 που τραβήχτηκε από το Hubble πριν καθοριστεί η όψη του. στα δεξιά είναι η πρώτη εικόνα που τραβήχτηκε μετά την επισκευή του Hubble, που δείχνει τη διαφορά στη σαφήνεια.

Μια μεταγενέστερη έρευνα αποκάλυψε τι είχε συμβεί, ένα καταστροφικό λάθος που χρονολογείται από τη γείωση του τηλεσκοπίου, το οποίο είχε παραμείνει κρυφό όλο αυτό το διάστημα. χρόνος, σαν ωρολογιακή βόμβα. Διαπιστώθηκε ότι, σε έναν από τους ανακλαστικούς μηδενικούς διορθωτές, μια νιφάδα χρώματος είχε αποκολληθεί και είχε περάσει απαρατήρητη. Αυτό εξέθεσε ένα σημείο γυμνού μετάλλου όπου αντανακλούσαν τα λέιζερ, αντί εκεί που υποτίθεται ότι αντανακλούσαν. Με άλλα λόγια, ο διορθωτής μηδενικών αντανακλαστικών λειτουργούσε σαν να ήταν 1,3 χιλιοστά εκτός θέσης.

Συνέπεια αυτού ήταν ότι το εξωτερικό άκρο του κύριου καθρέφτη του Hubble γειώθηκε κατά λάθος με λάθος προδιαγραφές. Έγινε πολύ επιφανειακά για να αντιμετωπιστεί αυτή η κατάσταση σε μόλις δύο μικρά. Αν και δεν φαίνεται πολύ, αυτό το μικρό λάθος είχε τεράστιο αντίκτυπο. Το Hubble σχεδιάστηκε για να εστιάζει τουλάχιστον το 70% του εισερχόμενου φωτός σε έναν μικρό κύκλο, αλλά ο ελαττωματικός καθρέφτης του σήμαινε ότι μπορούσε να εστιάσει μόνο το 15% αυτού του φωτός. Όλα τα άλλα ήταν θολά. Μια τέτοια παραμόρφωση ονομάζεται «σφαιρική εκτροπή».

Όταν βγήκαν όλα αυτά, η NASA έγινε περίγελος στο κοινό, με τους παρουσιαστές του talk show να κάνουν αστεία εις βάρος της NASA και τους πολιτικούς να ζητούν απαντήσεις. Τελικά, η λύση αποδείχθηκε εκπληκτικά απλή: τι άλλο κάνει ένας οφθαλμίατρος για έναν ασθενή με μυωπία εκτός από τη συνταγογράφηση γυαλιών;

Αυτό λοιπόν έκανε η NASA.

Το οπτικό σύστημα του Hubble ήταν σχεδίασης Ritchey-Chrétien, στο οποίο ο κύριος καθρέφτης αντανακλά το φως πίσω σε έναν μικρότερο δευτερεύοντα καθρέφτη που στο Hubble έχει πλάτος μόλις 30 εκατοστά (12 ίντσες). Ο δευτερεύων καθρέφτης αντανακλά το φως πίσω μέσα από μια τρύπα στο κέντρο του πρωτεύοντος, σε ένα εστιακό σημείο πίσω από αυτό όπου βρίσκονται τα επιστημονικά όργανα – δηλαδή, φασματογράφοι και κάμερες -. Για να διορθωθεί το Hubble, ήταν απαραίτητο να τοποθετηθεί κάτι στην οπτική διαδρομή πριν το φως φτάσει στην εστίαση για να διορθωθεί η σφαιρική εκτροπή. Αυτά είναι τα «γυαλιά» και το όργανο ονομάστηκε COSTAR, Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement.

Έτσι, μια ομάδα επτά γενναίων αστροναυτών – οι Ken Bowersox της NASA, Dick Covey, Kathy Thornton, Jeff Hoffman, Story Musgrave και Tom Akers, καθώς και οι Ευρωπαϊκός Οργανισμός ΔιαστήματοςΟ Claude Nicollier, εκπαιδεύτηκε για μήνες στην υποβρύχια δεξαμενή πλευστότητας της NASA, εξασκώντας τους πέντε διαστημικούς περιπάτους που θα απαιτούνταν για την εγκατάσταση του COSTAR, καθώς και αντικαθιστώντας την αρχική κάμερα ευρέος πεδίου και πλανητικής κάμερας (WFPC) με ένα νέο, πιο εξελιγμένο μοντέλο, το WFPC 2 They will ανταλλάξτε τα ελαττωματικά γυροσκόπια με νέα. Οι διαστημικοί περίπατοι θεωρούνται από τους πιο επικίνδυνους διαστημικούς περιπάτους προσπάθησε μέχρι τώρα.

Στις 2 Δεκεμβρίου 1993, οι επτά αστροναύτες απογειώθηκαν διαστημικό λεωφορείο Endeavor σε μια αποστολή να σώσει το Hubble και την ίδια τη NASA, γιατί αν η NASA δεν μπορούσε να διορθώσει το Hubble, πώς θα μπορούσε να εκτοξεύσει και να συναρμολογήσει το Hubble; Διεθνής Διαστημικός Σταθμόςμια εργασία που θα ήταν πολύ πιο περίπλοκη;

ένας μεγάλος κύλινδρος χρωμίου (Hubble) συνδέεται με τον χώρο ωφέλιμου φορτίου ενός διαστημικού λεωφορείου.  Η Γη φαίνεται να κρέμεται από πάνω, ένας μηχανικός βραχίονας εκτείνεται προς τα δεξιά.ένας μεγάλος κύλινδρος χρωμίου (Hubble) συνδέεται με τον χώρο ωφέλιμου φορτίου ενός διαστημικού λεωφορείου.  Η Γη φαίνεται να κρέμεται από πάνω, ένας μηχανικός βραχίονας εκτείνεται προς τα δεξιά.

ένας μεγάλος κύλινδρος χρωμίου (Hubble) συνδέεται με τον χώρο ωφέλιμου φορτίου ενός διαστημικού λεωφορείου. Η Γη φαίνεται να κρέμεται από πάνω, ένας μηχανικός βραχίονας εκτείνεται προς τα δεξιά.

Ο Endeavor άρπαξε το Hubble με τον ρομποτικό του βραχίονα, παρασύροντας το παρατηρητήριο σε τροχιά στον ανοιχτό χώρο ωφέλιμου φορτίου του. Οι πέντε διαστημικοί περίπατοι και οι επισκευές πραγματοποιήθηκαν τέλεια από τους ηρωικούς αστροναύτες – και όταν το Hubble μετέδωσε εικόνες πίσω στη Γη, ήταν τέλειες.

Η αποστολή για την επισκευή του Hubble αποδείχθηκε μόνο η πρώτη από τις πολλές αποστολές συντήρησης τηλεσκοπίων τα επόμενα 16 χρόνια, αν και καμία δεν ήταν τόσο σημαντική ή δραματική όσο η πρώτη. Κατά ειρωνικό τρόπο, το COSTAR δεν χρειαζόταν καν μακροπρόθεσμα: οι επόμενες αποστολές συντήρησης αντικατέστησαν τις παλιές κάμερες και τους φασματογράφους με νέα, ενημερωμένα μοντέλα που ήταν σε θέση να διορθώσουν τα ίδια τη σφαιρική εκτροπή. Η τελική αποστολή συντήρησης, στην οποία το διαστημικό τηλεσκόπιο έλαβε σημαντική αναβάθμιση, πραγματοποιήθηκε το 2009, πριν από την απόσυρση του στόλου των διαστημικών λεωφορείων.

Σχετικές ιστορίες:

– Οι καλύτερες φωτογραφίες του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble όλων των εποχών

– Saving Hubble: Οι αστροναύτες θυμούνται την πρώτη επισκευαστική αποστολή του διαστημικού τηλεσκοπίου πριν από 20 χρόνια

– Συχνές ερωτήσεις Hubble: Μέσα στην τελευταία αποστολή επισκευής του διαστημικού τηλεσκοπίου

Ενώ το Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) μπορεί να έχει κλέψει μεγάλο μέρος της προσοχής του Hubble, το βετεράνο διαστημικό παρατηρητήριο εξακολουθεί να κάνει ζωτικές ανακαλύψεις. Μόνο τους τελευταίους 12 μήνες, το Hubble παρατήρησε αλλαγή καιρού και εποχών σχετικά με Ζεύς είναι Ουρανόςανακάλυψε ότι το υλικό έπεφτε από Κρόνοςτα δαχτυλίδια είναι θερμαίνει την ατμόσφαιρα του πλανήτηεντόπισε ένα διπλό κβάζαρ από πότε το σύμπαν ήταν μόλις 3 δισεκατομμυρίων ετών και μέτρησε το μέγεθος της πλησιέστερης γνωστής διέλευσης εξωπλανήτης να είναι 1,07 φορές τη διάμετρο της Γης.

Τίποτα από τα παραπάνω δεν θα ήταν δυνατό χωρίς τη θαρραλέα αποστολή να σωθεί το πληγωμένο τηλεσκόπιο. Η αποστολή επισκευής έσωσε τη φήμη της NASA, αλλά εξασφάλισε επίσης την κληρονομιά του Hubble τα επόμενα 30 χρόνια, μια κληρονομιά που ήταν βαθιά και εκπληκτική.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *