Значительная часть электромагнитного излучения небесных тел поглощается атмосферой Земли и не доходит до её поверхности. А это означает, что для более детального изучения космоса телескопы необходимо выводить за пределы земной атмосферы, что стало возможным благодаря началу космической эры — успешному запуску космических аппаратов.
Наиболее известной автоматической обсерваторией, выведенной на околоземную орбиту, является космический телескоп «Хаббл» (рис. 33), названный в честь выдающегося американского астронома. Старт нового космического проекта, на тот период одного из самых дорогостоящих в истории изучения космоса, был дан в 70-х гг. прошлого века. Первоначальный проект из-за чрезмерно высокой стоимости был отклонён Конгрессом США: планируемый диаметр главного зеркала рефлектора пришлось уменьшить с 3 до 2,4 м, а также отказаться от размещения дополнительных устройств. Самым дорогостоящим элементом телескопа является зеркало, а самыми главными его качествами — точность полировки и радиус кривизны. Представьте себе: допустимая шероховатость поверхности не должна была превышать 1/20 длины волны принимаемого излучения! Если проводить наблюдение в видимом диапазоне с длиной волны примерно 600 нм, то глубина «бороздки» на зеркале не должна превышать 30 нм. Сопоставимая по сложности задача: «отполировать» поверхность земли площадью с Москву с отклонением от идеальной сферы не более 6 см.
Шлифовка зеркала заняла более двух лет и многократно превысила планируемые расходы. При этом предстояло построить космический корабль, который выведет на орбиту уникальный телескоп. Таким кораблём стал космический челнок «Дискавери», который с «Хабблом» на борту стартовал 24 апреля 1990 г. и на следующий день вывел телескоп на расчётную орбиту. Материал с сайта http://doklad-referat.ru
|
| Рис. 33. Космический телескоп «Хаббл» (снимок с корабля «Атлантис») |
 |
| Рис. 34. Снимок галактики М100, сделанный телескопом «Хаббл» |
Вот уже несколько десятилетий космический телескоп «Хаббл» находится на околоземной орбите примерно в 560 км от поверхности Земли. За годы работы им передано на Землю более миллиона изображений нескольких десятков тысяч небесных объектов — звёзд, туманностей, галактик (рис. 34), планет, а общий объём цифровой информации, накопленной за всё время работы телескопа, превышает 50 терабайт. Более 3900 астрономов получили возможность использовать его для наблюдений, опубликовано около 4000 статей в научных журналах. С помощью «Хаббла» впервые были получены карты поверхности Плутона, наблюдались ультрафиолетовые полярные сияния на Сатурне и Юпитере, получены данные о планетах вне Солнечной системы, подтверждена теория о сверхмассивных чёрных дырах в центрах галактик, уточнён возраст Вселенной.
Вместе с тем цена, которую приходится платить за информацию с «Хаббла», весьма высока — в 100 и более раз выше, чем наземного рефлектора с таким же диаметром зеркала. Предполагается, что его работа на орбите будет закончена к 2030-2040 годам.
На этой странице материал по темам: 
Вопросы по этому материалу: doklad-referat.ru
ПРОЕКТ КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПА ИМЕНИ ХАББЛАВ двадцатом веке астрономы сделали много шагов в изучении вселенной. Эти шаги были бы невозможны без использования больших и сложных телескопов, расположенных на высокогорных лабораториях и управляемых большим количеством квалифицированных специалистов.С выводом на орбиту ТЕЛЕСКОПА ИМЕНИ ХАББЛА (HUBBLE SPACE TELESCOPE - HST), астрономия сделала гигантский рывок вперед. Будучи расположенным за пределами земной атмосферы, HST может фиксировать такие объекты и явления, которые не могут быть зафиксированы приборами на земле.Проект HST был разработан в НАСА при участии Европейского Космического Агентства (ESA).Этот телескоп-рефлектор, диаметром 2,4 м (94,5 дюйма),выводится на низкую (610 километров или 330 морских миль) орбиту с помощью американского корабля СПЕЙС ШАТТЛ (SPACE SHUTTLE).Проект предусматривает периодическое техническое обслуживание и замену оборудования на борту телескопа. Проектный срок эксплуатации телескопа - 15 и более лет.
ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ С ПОМОЩЬЮ ТЕЛЕСКОПОВ НАСА основало институт космических исследований с помощью телескопов (Space Telescope Science Institute - STScI) для проведения широкого спектра глобальных научных исследований с помощью телескопа имени Хаббла. STScI - большой исследовательский центр, где опытные специалисты постоянно наблюдают за работой телескопа. Эти специалисты также помогают астрономам в составлении планов наблюдений. В задачу STScI также входит предоставление астрономам необходимого программного обеспечения и технических средств для наблюдений.Чтобы сделать наблюдения с помощью телескопа имени Эдвина П. Хаббла как можно более эффективными, STSiC модернизировал наземные системы обслуживания наблюдений. Большая часть процесса планирования наблюдений была автоматизирована с использованием "интеллектуального" оборудования и программного обеспечения. STSiC составил каталог более 20 миллионов звезд для облегчения поиска объектов наблюдения, а также разработал пакет прикладных программ, предназначенный помочь астроному в обработке данных, получаемых с борта HST. Каждый день STSiC получает расшифровывает, обрабатывает и накапливает огромное количество информации, поступающей с борта HST, а также рассылает ее своим клиентам.STSiC подчиняется Ассоциации Университетов по Исследованиям в Области Астрономии (the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc - AURA ) .Сам институт расположен в университетском городке Хомвуд (университет имени Джона Хопкинса) в Балтиморе.
КТО ИСПОЛЬЗУЕТ ТЕЛЕСКОП ?В отличие от других научных проектов, HST не используется исключительно отдельной группой специалистов, разработавших данный телескоп, или группой астрономов из одной лаборатории или института; в принципе, любой человек может провести свое наблюдение при помощи HST.Для проведения наблюдений с помощью HST , астроном должен прислать в STSiC запрос с изложением научного обоснования невозможности проведения данного наблюдения в земных условиях и описание предполагаемой программы наблюдений. Запрос передается в одну из комиссий при STSiC по разным разделам астрономии. Каждый год эти комиссии предоставляют ранжированные списки с предложениями по проведению наблюдений в Комитет Распределения Времени исследований с помощью телескопа (Telescope Allocation Committee - TAC). Задача комитета - составить проект сбалансированной программы наблюдений для HST. Последнее слово в утверждении этой программы принадлежит главе STScI.На каждом этапе рассмотрения проект оценивается по разным критериям. Какова научная ценность знаний, которые будут получены в результате исследований, и сколько средств и времени для этого необходимо истратить? Достигнуты ли пределы в исследовании данного объекта наземными приборами? Насколько вероятен успех исследований?Кроме чисто научных вопросов, проверяется также физическая возможность HST наблюдать данный объект/явление, временные и другие требования к телескопу и его ресурсам.
КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ В КОСМИЧЕСКИЙ ВЕК.Вся наблюдения с использованием HST должны быть предварительно тщательно и точно спланированы, так как все наблюдения проводятся автоматически с помощью компьютеров на борту телескопа. После поступления всех команд на борт HST, телескоп работает в автоматическом режиме, без связи с Землей. Поиск объекта, подстройка приборов, собственно наблюдения и др. осуществляются исключительно бортовыми компьютерами. Так как HST делает один виток вокруг Земли за 95 минут, объекты наблюдения слишком быстро появляются и исчезают, чтобы можно было применить дистанционное управление с Земли без потери скорости и эффективности наблюдений. Для увеличения эффективности сеансы наблюдений из разных программ чередуются между собой. Таким образом подавляющее большинство программ требуют не один виток для своего полного завершения.
ВОЗМОНЖНОСТИ ТЕЛЕСКОПАНа борту HST находятся : две камеры, два спектрографа, фотометр, астродатчики. Вследствие того, что телескоп находится за пределами атмосферы эти приборы позволяют:1) Фиксировать изображения объектов с очень высоким разрешением. Наземные телескопы редко дают разрешение, больше одной угловой секунды. В любых условиях HST дает разрешение в одну десятую угловой секунды.2) Обнаруживать объекты малой светимости. Самые большие наземные телескопы редко обнаруживают объекты слабее 25 звездной величины. HST может обнаруживать объекты 28 звездной величины, что почти в 20 раз меньше.3) Наблюдать объекты в ультрафиолетовой части спектра. Ультрафиолетовый диапазон составляют важнейшую часть спектра горячих звезд, туманностей и других мощных источников излучения. Атмосфера Земли поглощает большую часть ультрафиолетового излучения и поэтому оно не доступно для наблюдения ( HST может также наблюдать объекты в инфракрасной части спектра, однако чувствительность в этой части спектра пока мала. После установки новых приборов через несколько лет после запуска, она резко возрастет).4) Фиксировать быстрые изменения интенсивности света, что невозможно в земных условиях из-за изменения прозрачности атмосферы в момент наблюдений.
ПРИБОРЫ И ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫHST имеет на борту зеркало Ричи-Кретиена диаметром 94,5 дюйма (2,4 м). Оптические датчики регистрируют излучение в диапазоне от 1160 A (ультрафиолетовое излучение) до 11000 A (инфракрасное излучение). Все наблюдательные приборы телескопа могут регистрировать излучение в ультрафиолетовом диапазоне. Все приборы, кроме спектрографа высокого разрешения, могут регистрировать излучение в видимой части спектра. Первичные инструменты, установленные на борту телескопа, не могут регистрировать излучение в инфракрасном диапазоне (хотя планетарная камера регистрирует излучение в диапазоне, близком к инфракрасному).Все бортовое оборудование телескопа получает энергию от двух панелей солнечных батарей или от аккумуляторов (только во время нахождения в тени Земли).
ЧЕГО НЕ МОЖЕТ КОСМИЧЕСКИЙ ТЕЛЕСКОП ИМЕНИ ХАББЛА1)HST не может наблюдать объекты и явления на Земле, так как его система поиска объектов и чувствительность приборов рассчитаны только для наблюдений за космическими объектами.2)HST не может наблюдать за Солнцем и освещенной частью Луны, так как они слишком яркие.Специалисты, следящие за выполнением научной программы исследований, не должны допускать таких наблюдений, которые могут "ослепить" телескоп. В случае ошибки компьютера или человека, когда возникает такая угроза, HST автоматически закрывает отверстие наблюдения специальной дверкой и выключает все наблюдательные приборы.Чтобы не повредить приборы на борту телескопа, угловое расстояние до Солнца во время наблюдений должно быть больше 50±, а до Луны (в полной фазе) - 20±. Оборудование отключается также тогда, когда угловое расстояние до освещенной части диска Земли меньше 20± или 5± до неосвещенной части. С помощью HST можно наблюдать лунные затмения, соблюдая необходимые меры предосторожности. Затмения Солнца Землей позволяют наблюдать Венеру, Меркурий и другие объекты с малым угловым расстоянием до Солнца, в течение нескольких минут. Вышеперечисленные ограничения могут не учитываться заказчиком при составлении своего проекта программы наблюдений, т.к. все они учитываются автоматически компьютером при составлении общего расписания наблюдений для HST.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ДИАМЕТР ЗЕРКАЛА | 94,5 дюйма | 2,4 м |
ДЛИНА АППАРАТА | 43,5 фута | 13,3 м |
ДИАМЕТР АППАРАТА(без учета солнечных батарей) | 14,0 футов | 4,3 м |
(с учетом солнечных батарей) | 40,0 футов | 12,0 м |
ВЕС | 24.000 фунтов | 11 тон |
ВЫСОТА ОРБИТЫ | 380 миль | 610 км |
НАКЛОНЕНИЕ ОРБИТЫ | 28,5 градусов |
БОРТОВЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ... ПЛАНЕТАРНАЯ КАМЕРАВЫСОКОЧУСТВИТЕЛЬНАЯ КАМЕРАСПЕКТРОГРАФ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯСПЕКТРОГРАФ ВЫСОКОЙ ЧУСТВИТЕЛЬНОСТИФОТОМЕТРАСТРОДАТЧИКИ(для фотометрии и ориентации)СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ...... больше 15 лет (по мере надобности СПЕЙС ШАТЛ будет 'поднимать' HST ;все инструменты могут быть легко замены в случае надобности)
superbotanik.net
.
Радиоантенна Янского.
Первым космическое радиоизлучение зарегистрировал Карл Янский в 1931 году. Его радиотелескоп представлял собой вращающуюся деревянную конструкцию, установленную на автомобильных колесах для исследования помех радиотелефонной связи на длинах волн λ = 4 000 м и λ = 14,6 м. К 1932 году стало ясно, что радиопомехи приходят из Млечного Пути, где расположен центр Галактики. А в 1942 было открыто радиоизлучение Солнца. Любой радиотелескоп по принципу своего действия похож на оптический: он собирает излучение и фокусирует его на детекторе, настроенном на выбранную длину волны, а затем преобразует этот сигнал, показывая условно раскрашенное изображение неба или объекта. В радиоастрономии используются различные типы антенн: дипольные антенны, параболические рефлекторы, радиоинтерферометры. Чаще всего в качестве антенны используется большая вогнутая чаша или зеркало параболической формы. Зеркало отражает радиоволны, которые собираются вблизи фокуса и улавливаются облучателем – полуволновым диполем, принимающим излучение заданной длины волны. В 1963 году начал работать 300-метровый радиотелескоп со сферической антенной в Аресибо на острове Пуэрто-Рико, установленный в огромном естественном котловане, в горах. В 1976 году на Северном Кавказе в России начал работать 600-метровый радиотелескоп РАТАН-600. Угловое разрешение радиотелескопа на волне 3 см составляет 10".
15-метровый телескоп Европейской Южной обсерватории. Радиотелескоп в Аресибо, Пуэрто-Рико.
В некоторых обсерваториях используются набор антенн, установленных на большой территории. На радиоастрономической станции ФИАН в Пущино в России введен в строй БСА. Это поле антенн длиной 300 метров и шириной 400 метров; работает БСА на длине волны 3 м. Угловое разрешение радиотелескопа δ = λ/D редко бывает лучше 1'. Для 300-метрового радиотелескопа в Аресибо на длине волны λ = 70 см теоретическое угловое разрешение будет равно δ = 0,7/300 = 8' – в несколько сот раз хуже, чем у оптических телескопов. Чтобы существенно улучшить угловое разрешение, в радиоастрономии используют радиоинтерферометры. Простейший радиоинтерферометр состоит из двух радиотелескопов, разнесенных на расстояние, называемое базой интерферометра. Радиотелескопы, объединенные в единую систему, называют системой апертурного синтеза.
Система радиотелескопов VLA в Нью-Мексико (США).
Угловое разрешение системы апертурного синтеза VLA Национальной радиоастрономической обсерватории США в Сокорро, состоящей из 27 радиотелескопов, на длине волны 1,3 см составляет 0,05". Радиоинтерферометр MERLIN в Великобритании, состоящий из 7 радиотелескопов, на длине волны 6 см дает угловое разрешение 0,05". Налаживают связь между радиотелескопами, находящимися в разных странах и даже на разных континентах. Такие системы получили название радиоинтерферометров со сверхдлинной базой (РСДБ). Такие системы дают максимально возможное угловое разрешение, в несколько тысяч раз лучшее, чем у любого оптического телескопа.
Принципиальная схема телескопа им. Хаббла. Особое значение в наш космический век придается орбитальным обсерваториям. Наиболее известная из них – космический телескоп им. Хаббла – запущен в апреле 1990 года и имеет диаметр 2,4 м. После установки в 1993 году корректирующего блока телескоп регистрирует объекты вплоть до 30-й звездной величины, а его угловое увеличение – лучше 0,1" (под таким углом видна горошина с расстояния в несколько десятков километров). С помощью телескопа удалось получить снимки далеких объектов Солнечной системы, наблюдать падение кометы Шумейкеров – Леви на Юпитер и извержение Ио, изучить цефеиды и квазары, получить снимки предельно слабых галактик. Исследования с орбиты проводятся не только в оптическом, но и во всех других диапазонах электромагнитного излучения.
Астрофизический модуль «Квант» орбитальной станции «Мир» (на фотографии слева от него отходят две солнечные батареи и вертикальная штанга). Астрономические данные, полученных на различных современных телескопах, накапливаются на специальных компьютерах. Обычно результаты наблюдений в течение года считаются собственностью получившего их ученого. Затем данные переходят в общее пользование. В настоящее время создаются виртуальные обсерватории, в которых будут доступны данные наблюдений с обсерваторий VLT, Космического телескопа им. Хаббла и других.
www.ronl.ru
.
Радиоантенна Янского.
Первым космическое радиоизлучение зарегистрировал Карл Янский в 1931 году. Его радиотелескоп представлял собой вращающуюся деревянную конструкцию, установленную на автомобильных колесах для исследования помех радиотелефонной связи на длинах волн λ = 4 000 м и λ = 14,6 м. К 1932 году стало ясно, что радиопомехи приходят из Млечного Пути, где расположен центр Галактики. А в 1942 было открыто радиоизлучение Солнца. Любой радиотелескоп по принципу своего действия похож на оптический: он собирает излучение и фокусирует его на детекторе, настроенном на выбранную длину волны, а затем преобразует этот сигнал, показывая условно раскрашенное изображение неба или объекта. В радиоастрономии используются различные типы антенн: дипольные антенны, параболические рефлекторы, радиоинтерферометры. Чаще всего в качестве антенны используется большая вогнутая чаша или зеркало параболической формы. Зеркало отражает радиоволны, которые собираются вблизи фокуса и улавливаются облучателем – полуволновым диполем, принимающим излучение заданной длины волны. В 1963 году начал работать 300-метровый радиотелескоп со сферической антенной в Аресибо на острове Пуэрто-Рико, установленный в огромном естественном котловане, в горах. В 1976 году на Северном Кавказе в России начал работать 600-метровый радиотелескоп РАТАН-600. Угловое разрешение радиотелескопа на волне 3 см составляет 10".
15-метровый телескоп Европейской Южной обсерватории. Радиотелескоп в Аресибо, Пуэрто-Рико.
В некоторых обсерваториях используются набор антенн, установленных на большой территории. На радиоастрономической станции ФИАН в Пущино в России введен в строй БСА. Это поле антенн длиной 300 метров и шириной 400 метров; работает БСА на длине волны 3 м. Угловое разрешение радиотелескопа δ = λ/D редко бывает лучше 1'. Для 300-метрового радиотелескопа в Аресибо на длине волны λ = 70 см теоретическое угловое разрешение будет равно δ = 0,7/300 = 8' – в несколько сот раз хуже, чем у оптических телескопов. Чтобы существенно улучшить угловое разрешение, в радиоастрономии используют радиоинтерферометры. Простейший радиоинтерферометр состоит из двух радиотелескопов, разнесенных на расстояние, называемое базой интерферометра. Радиотелескопы, объединенные в единую систему, называют системой апертурного синтеза.
Система радиотелескопов VLA в Нью-Мексико (США).
Угловое разрешение системы апертурного синтеза VLA Национальной радиоастрономической обсерватории США в Сокорро, состоящей из 27 радиотелескопов, на длине волны 1,3 см составляет 0,05". Радиоинтерферометр MERLIN в Великобритании, состоящий из 7 радиотелескопов, на длине волны 6 см дает угловое разрешение 0,05". Налаживают связь между радиотелескопами, находящимися в разных странах и даже на разных континентах. Такие системы получили название радиоинтерферометров со сверхдлинной базой (РСДБ). Такие системы дают максимально возможное угловое разрешение, в несколько тысяч раз лучшее, чем у любого оптического телескопа.
Принципиальная схема телескопа им. Хаббла. Особое значение в наш космический век придается орбитальным обсерваториям. Наиболее известная из них – космический телескоп им. Хаббла – запущен в апреле 1990 года и имеет диаметр 2,4 м. После установки в 1993 году корректирующего блока телескоп регистрирует объекты вплоть до 30-й звездной величины, а его угловое увеличение – лучше 0,1" (под таким углом видна горошина с расстояния в несколько десятков километров). С помощью телескопа удалось получить снимки далеких объектов Солнечной системы, наблюдать падение кометы Шумейкеров – Леви на Юпитер и извержение Ио, изучить цефеиды и квазары, получить снимки предельно слабых галактик. Исследования с орбиты проводятся не только в оптическом, но и во всех других диапазонах электромагнитного излучения.
Астрофизический модуль «Квант» орбитальной станции «Мир» (на фотографии слева от него отходят две солнечные батареи и вертикальная штанга). Астрономические данные, полученных на различных современных телескопах, накапливаются на специальных компьютерах. Обычно результаты наблюдений в течение года считаются собственностью получившего их ученого. Затем данные переходят в общее пользование. В настоящее время создаются виртуальные обсерватории, в которых будут доступны данные наблюдений с обсерваторий VLT, Космического телескопа им. Хаббла и других.
www.ronl.ru
ПРОЕКТ КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПА ИМЕНИ ХАББЛА
В двадцатом веке астрономы сделали много шагов в изучении
вселенной. Эти шаги были бы невозможны без испольования больших и
сложных телескопов, расположенных на высокогорных лабораториях и
управляемых большим количеством квалифицированных специалистов.
С выводом на орбиту ТЕЛЕСКОПА ИМЕНИ ХАББЛА (HUBBLE SPACE
TELESCOPE - HST), астрономия сделала гигантскии рывок вперед.Будучи
разположенным за пределами земной атмосферы, HST может фиксировать
такие объекты и явления,которые не могут быть зафиксированы приборами
на земле.
Проект HST был разработан в НАСА при участии Европейского
Космического Агенства (ESA).Этот телескоп-рефлектор,диаметром 2,4 м
(94,5 дюйма),выводится на низкую (610 километров или 330 морских миль)
орбиту с помощью американского корабля СПЕЙС ШАТТЛ (SPACE
SHUTTLE).Проект предусматривает периодическое техническое обслуживание
и замену оборудования на борту телескопа. Проектный срок эксплуатации
телескопа - 15 и более лет.
ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ С ПОМОЩЬЮ ТЕЛЕСКОПОВ
НАСА основало институт космических исследований с помощью
телескопов (Space Telescope Science Institute - STScI) для проведения
широкого спектра глобальных научных исследований с помощью телескопа
имени Хаббла. STScI - большой исследовательский центр, где опытные
специалисты постоянно наблюдают за работой телескопа. Эти специалисты
также помогают астрономам в составлении планов наблюдений. В задачу
STScI также входит предоставление астрономам необходимого програмного
обеспечения и технических средств для наблюдений.
Чтобы сделать наблюдения с помощью телескопа имени Эдвина П.
Хаббла как можно более эффективными, STSiC модернизировал наземные
системы обслуживния наблюдений. Большая часть процесса планирования
наблюдений была автоматизирована с использованием "интеллектуального"
оборудавания и програмного обеспечения. STSiC составил каталог блоее
20 миллионов звезд для облегчения поиска объектов наблюдения, а также
разработал пакет прикладных программ, предназначенный помочь астроному
в обработке данных, получаемых с борта HST. Каждый день STSiC получает
расшифровывает, обрабатывает и накапливает огрмоное количество
информации, поступающей с борта HST, а также рассылает ее своим
клиентам.
STSiC подчиняется Ассоциации Университетов по Исследованиям в
Области Астрономии (the Association of Universities for Research in
Astronomy, Inc - AURA ) .Сам институт расположен в университетском
городке Хомвуд (университет имени Джона Хопкинса) в Балтиморе.
КТО ИСПОЛЬЗУЕТ ТЕЛЕСКОП ?
В отличие от других научных проектов, HST не используется
исключительно отдельной группой специалистов, разработавших данный
телескоп, или группой астрономов из одной лаборатории или института; в
принципе, любой человек может провести свое наблюдение при помощи HST.
Для проведения наблюдений с помощью HST , астроном должен
прислать в STSiC запрос с изложением научного обоснования
невозможности проведения данного наблюдения в земных условиях и
описание предполагаемой программы наблюдений. Запрос передается в одну
из комиссий при STSiC по разным разделам астрономии. Каждый год эти
комиссии предоставляют ранжированные списки с предложениями по
проведению наблюдений в Комитет Распределения Времени исследований с
помощью телескопа (Telescope Allocation Committee - TAC). Задача
комитета - составить проект сбалансированной программы наблюдений для
HST.Последнее слово в утверждении этой программы принадлежит главе
STScI.
На каждом этапе рассмотрения проект оценивается по разным
критериям.Какова научная ценность знаний, которые будут получены в
результате исследований,и сколько средств и времени для этого
необходимо истратить? Достигнуты ли пределы в исследовании данного
объекта наземными приборами? Насколько вероятен успех исследований?
Кроме чисто научных вопросов, проверяется также физическая
возможность HST наблюдать данный объект/явление, временные и другие
требования к телескопу и его ресурсам.
КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ В КОСМИЧЕСКИЙ ВЕК.
Вся наблюдения с использованием HST должны быть предварительно
тщательно и точно спланированы, так как все наблюдения проводятся
автоматически с помощю компьютеров на борту телескопа. После
поступления всех команд на борт HST, телескоп работает в
автоматическом режиме, без связи с Землей. Поиск объекта, подстройка
приборов, собственно наблюдения и др. осуществляются исключительно
бортовыми компьютерами.Так как HST делает один виток вокруг Земли за
95 минут, объекты наблюдения слишком быстро появляются и исчезают,
чтобы можно было применить дистанционное управление с Земли без потери
скорости и эффективности наблюдений. Для увеличения эффективности
сеансы наблюдений из разных программ чередуются между собой. Таким
образом подавляющее большинство программ требуют не один виток для
своего полного завершения.
ВОЗМОНЖНОСТИ ТЕЛЕСКОПА
На борту HST находятся : две камеры, два спeктрографа,
фотометр, астродатчики. Вследствие того, что телескоп находится за
пределами атмосферы эти приборы позволяют:
1) Фиксировать изображения объектов с очень высоким
разрешением. Наземные телескопы редко дают разрешение, больше одной
угловой секунды. В любых условиях HST дает разрешение в одну десятую
угловой секунды.
2) Обнаруживать объекты малой светимости. Самые большие
наземные телескопы редко обнаруживают объекты слабее 25 звездной
величины. HST может обнаруживать объекты 28 звездной величины, что
почти в 20 раз меньше.
3) Наблюдать объекты в ультрафиолетовой части спектра.
Ультрафиолетовый диапазон составляют важнейшую часть спектра горячих
звезд, туманностей и других мощных источников излучения. Атмосфера
Земли поглощает большую часть ультрафиолетового излучения и поэтому
оно не доступно для наблюдения ( HST может также наблюдать объекты в
инфракрасной части спектра, однако чуствительность в этой части
спектра пока мала. После установки новых приборов через несколько лет
после запуска, она резко возрастет).
4) Фиксировать быстрые изменения интенсивности света, что
невозможно в земных условиях из-за изменения прозрачности атмосферы в
момент наблюдений.
ПРИБОРЫ И ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
HST имеет на борту зеркало Ричи-Кретиена диаметром 94,5 дюйма
(2,4 м). Оптические датчики регистрируют излучение в диапазоне от 1160
A (ултрафиолетовое излучение) до 11000 A (инфракрасное излучение). Все
наблюдательные приборы телескопа могут регистрировать излучение в
ултрафиолетовом диапазоне. Все приборы, кроме спектрографа высокого
разрешения, могут регистрировать излучение в видимой части спектра.
Первичные инструменты, установленные на борту телескопа, не могут
регистрировать излучение в инфракрасном диапазоне (хотя планетарная
камера регистрирует излучение в диапазоне, близком к инфракрасному).
Все бортовое оборудование телескопа получает энергию от двух
панелей солнечных батарей или от аккумуляторов (только во время
нахождения в тени Земли).
ЧЕГО НЕ МОЖЕТ КОСМИЧЕСКИЙ ТЕЛЕСКОП ИМЕНИ ХАББЛА
1)HST не может наблюдать объекты и явления на Земле, так как
его система поиска объектов и чуствительность приборов расчитаны
только для наблюдений за космическими объектами.
2)HST не может наблюдать за Солнцем и освещенной частью Луны,
так как они слишлом яркие.
Специалисты, следящие за выполнением научной программы
исследований, не должны допускать таких наблюдений, которые могут
"ослепить" телескоп. В случае ошибки комьютера или человека, когда
возникает такая угроза, HST автоматически закрывает отверстие
наблюдения специальной дверкой и выключает все наблюдательные приборы.
Чтобы не повредить приборы на борту телескопа, уголовое
расстояние до Солнца во время наблюдений должно быть больше 50°, а до
Луны (в полной фазе) - 20°. Оборудование отключается также тогда,
когда угловое расстояние до освещенной части диска Земли меньше 20°
или 5° до неосвещенной части. С помощью HST можно наблюдать лунные
затмения, соблюдая необходимые меры предосторожности. Затмения
Солнца Землей позволяют наблюдать Венеру, Меркурий и другие объекты с
малым угловым расстоянием до Солнца, в течение нескольких минут.
Вышеперечисленные ограничения могут не учитываться закзчиком
при составлении своего проекта программы наблюдений, т.к. все они
учитываются автоматически компьютером при составлении общего
расписания наблюдений для HST.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ДИАМЕТР ЗЕРКАЛА.........94,5 дюйма 2,4 м
ДЛИНА АППАРАТА..........43,5 фута 13,3 м
ДИАМЕТР АППАРАТА........14,0 футов 4,3 м(без учета солнечных батарей)
40,0 футов 12,0 м(с учетом солнечных батарей)
ВЕС.....................24.000 фунтов 11 тон
ВЫСОТА ОРБИТЫ...........380 миль 610 км
НАКЛОНЕНИЕ ОРБИТЫ.......28,5 градусов
БОРТОВЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ... ПЛАНЕТАРНАЯ КАМЕРА
ВЫСОКОЧУСТВИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА
СПЕКТРОГРАФ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
СПЕКТРОГРАФ ВЫСОКОЙ ЧУСТВИТЕЛЬНОСТИ
ФОТОМЕТР
АСТРОДАТЧИКИ(для фотометрии и ориентации)
СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ...... больше 15 лет (по мере надобности СПЕЙС ШАТЛ будет
'поднимать' HST ;все инструменты могут быть легко
замены в случае надобности)
referat.store
.
Радиоантенна Янского.
Первым космическое радиоизлучение зарегистрировал Карл Янский в 1931 году. Его радиотелескоп представлял собой вращающуюся деревянную конструкцию, установленную на автомобильных колесах для исследования помех радиотелефонной связи на длинах волн λ = 4 000 м и λ = 14,6 м. К 1932 году стало ясно, что радиопомехи приходят из Млечного Пути, где расположен центр Галактики. А в 1942 было открыто радиоизлучение Солнца. Любой радиотелескоп по принципу своего действия похож на оптический: он собирает излучение и фокусирует его на детекторе, настроенном на выбранную длину волны, а затем преобразует этот сигнал, показывая условно раскрашенное изображение неба или объекта. В радиоастрономии используются различные типы антенн: дипольные антенны, параболические рефлекторы, радиоинтерферометры. Чаще всего в качестве антенны используется большая вогнутая чаша или зеркало параболической формы. Зеркало отражает радиоволны, которые собираются вблизи фокуса и улавливаются облучателем – полуволновым диполем, принимающим излучение заданной длины волны. В 1963 году начал работать 300-метровый радиотелескоп со сферической антенной в Аресибо на острове Пуэрто-Рико, установленный в огромном естественном котловане, в горах. В 1976 году на Северном Кавказе в России начал работать 600-метровый радиотелескоп РАТАН-600. Угловое разрешение радиотелескопа на волне 3 см составляет 10".
15-метровый телескоп Европейской Южной обсерватории. Радиотелескоп в Аресибо, Пуэрто-Рико.
В некоторых обсерваториях используются набор антенн, установленных на большой территории. На радиоастрономической станции ФИАН в Пущино в России введен в строй БСА. Это поле антенн длиной 300 метров и шириной 400 метров; работает БСА на длине волны 3 м. Угловое разрешение радиотелескопа δ = λ/D редко бывает лучше 1'. Для 300-метрового радиотелескопа в Аресибо на длине волны λ = 70 см теоретическое угловое разрешение будет равно δ = 0,7/300 = 8' – в несколько сот раз хуже, чем у оптических телескопов. Чтобы существенно улучшить угловое разрешение, в радиоастрономии используют радиоинтерферометры. Простейший радиоинтерферометр состоит из двух радиотелескопов, разнесенных на расстояние, называемое базой интерферометра. Радиотелескопы, объединенные в единую систему, называют системой апертурного синтеза.
Система радиотелескопов VLA в Нью-Мексико (США).
Угловое разрешение системы апертурного синтеза VLA Национальной радиоастрономической обсерватории США в Сокорро, состоящей из 27 радиотелескопов, на длине волны 1,3 см составляет 0,05". Радиоинтерферометр MERLIN в Великобритании, состоящий из 7 радиотелескопов, на длине волны 6 см дает угловое разрешение 0,05". Налаживают связь между радиотелескопами, находящимися в разных странах и даже на разных континентах. Такие системы получили название радиоинтерферометров со сверхдлинной базой (РСДБ). Такие системы дают максимально возможное угловое разрешение, в несколько тысяч раз лучшее, чем у любого оптического телескопа.
Принципиальная схема телескопа им. Хаббла. Особое значение в наш космический век придается орбитальным обсерваториям. Наиболее известная из них – космический телескоп им. Хаббла – запущен в апреле 1990 года и имеет диаметр 2,4 м. После установки в 1993 году корректирующего блока телескоп регистрирует объекты вплоть до 30-й звездной величины, а его угловое увеличение – лучше 0,1" (под таким углом видна горошина с расстояния в несколько десятков километров). С помощью телескопа удалось получить снимки далеких объектов Солнечной системы, наблюдать падение кометы Шумейкеров – Леви на Юпитер и извержение Ио, изучить цефеиды и квазары, получить снимки предельно слабых галактик. Исследования с орбиты проводятся не только в оптическом, но и во всех других диапазонах электромагнитного излучения.
Астрофизический модуль «Квант» орбитальной станции «Мир» (на фотографии слева от него отходят две солнечные батареи и вертикальная штанга). Астрономические данные, полученных на различных современных телескопах, накапливаются на специальных компьютерах. Обычно результаты наблюдений в течение года считаются собственностью получившего их ученого. Затем данные переходят в общее пользование. В настоящее время создаются виртуальные обсерватории, в которых будут доступны данные наблюдений с обсерваторий VLT, Космического телескопа им. Хаббла и других.
www.ronl.ru
.
Радиоантенна Янского.
Первым космическое радиоизлучение зарегистрировал Карл Янский в 1931 году. Его радиотелескоп представлял собой вращающуюся деревянную конструкцию, установленную на автомобильных колесах для исследования помех радиотелефонной связи на длинах волн λ = 4 000 м и λ = 14,6 м. К 1932 году стало ясно, что радиопомехи приходят из Млечного Пути, где расположен центр Галактики. А в 1942 было открыто радиоизлучение Солнца. Любой радиотелескоп по принципу своего действия похож на оптический: он собирает излучение и фокусирует его на детекторе, настроенном на выбранную длину волны, а затем преобразует этот сигнал, показывая условно раскрашенное изображение неба или объекта. В радиоастрономии используются различные типы антенн: дипольные антенны, параболические рефлекторы, радиоинтерферометры. Чаще всего в качестве антенны используется большая вогнутая чаша или зеркало параболической формы. Зеркало отражает радиоволны, которые собираются вблизи фокуса и улавливаются облучателем – полуволновым диполем, принимающим излучение заданной длины волны. В 1963 году начал работать 300-метровый радиотелескоп со сферической антенной в Аресибо на острове Пуэрто-Рико, установленный в огромном естественном котловане, в горах. В 1976 году на Северном Кавказе в России начал работать 600-метровый радиотелескоп РАТАН-600. Угловое разрешение радиотелескопа на волне 3 см составляет 10".
15-метровый телескоп Европейской Южной обсерватории. Радиотелескоп в Аресибо, Пуэрто-Рико.
В некоторых обсерваториях используются набор антенн, установленных на большой территории. На радиоастрономической станции ФИАН в Пущино в России введен в строй БСА. Это поле антенн длиной 300 метров и шириной 400 метров; работает БСА на длине волны 3 м. Угловое разрешение радиотелескопа δ = λ/D редко бывает лучше 1'. Для 300-метрового радиотелескопа в Аресибо на длине волны λ = 70 см теоретическое угловое разрешение будет равно δ = 0,7/300 = 8' – в несколько сот раз хуже, чем у оптических телескопов. Чтобы существенно улучшить угловое разрешение, в радиоастрономии используют радиоинтерферометры. Простейший радиоинтерферометр состоит из двух радиотелескопов, разнесенных на расстояние, называемое базой интерферометра. Радиотелескопы, объединенные в единую систему, называют системой апертурного синтеза.
Система радиотелескопов VLA в Нью-Мексико (США).
Угловое разрешение системы апертурного синтеза VLA Национальной радиоастрономической обсерватории США в Сокорро, состоящей из 27 радиотелескопов, на длине волны 1,3 см составляет 0,05". Радиоинтерферометр MERLIN в Великобритании, состоящий из 7 радиотелескопов, на длине волны 6 см дает угловое разрешение 0,05". Налаживают связь между радиотелескопами, находящимися в разных странах и даже на разных континентах. Такие системы получили название радиоинтерферометров со сверхдлинной базой (РСДБ). Такие системы дают максимально возможное угловое разрешение, в несколько тысяч раз лучшее, чем у любого оптического телескопа.
Принципиальная схема телескопа им. Хаббла. Особое значение в наш космический век придается орбитальным обсерваториям. Наиболее известная из них – космический телескоп им. Хаббла – запущен в апреле 1990 года и имеет диаметр 2,4 м. После установки в 1993 году корректирующего блока телескоп регистрирует объекты вплоть до 30-й звездной величины, а его угловое увеличение – лучше 0,1" (под таким углом видна горошина с расстояния в несколько десятков километров). С помощью телескопа удалось получить снимки далеких объектов Солнечной системы, наблюдать падение кометы Шумейкеров – Леви на Юпитер и извержение Ио, изучить цефеиды и квазары, получить снимки предельно слабых галактик. Исследования с орбиты проводятся не только в оптическом, но и во всех других диапазонах электромагнитного излучения.
Астрофизический модуль «Квант» орбитальной станции «Мир» (на фотографии слева от него отходят две солнечные батареи и вертикальная штанга). Астрономические данные, полученных на различных современных телескопах, накапливаются на специальных компьютерах. Обычно результаты наблюдений в течение года считаются собственностью получившего их ученого. Затем данные переходят в общее пользование. В настоящее время создаются виртуальные обсерватории, в которых будут доступны данные наблюдений с обсерваторий VLT, Космического телескопа им. Хаббла и других.
www.ronl.ru
