Реферат: Космический телескоп им. Хаббла. Реферат космические телескопы

Роль телескопа в освоении вселенной

Спутница Земли Луна также сыграла важную роль в формировании представлений о жизни неба над нами: похожая на звезду, она ассоциирова¬лась с женщиной, с плодородием, с посевами и временами года. Луна стала символом контрастов, ведь ее связывали с рождением и смертью, чистотой и чувственностью, верностью и непостоянством, фантазией и рационализмом. Но вместе с тем, спутник Земли стал важным небесным средством измерения времени, определения времен года, периодов посева и сбора урожая и даже удачной рыбной ловли. Сегодня людям больше известно о значении Луны: если бы ее не было, орбита Земли была бы слишком непостоянной, не было бы приливов и отливов, а движение Земли имело несколько иной характер; более того, мы бы не смогли наблюдать солнечных затмений... Теперь мы знаем главные свойства и особенности взаимодействия двух важнейших для нас небесных тел — Земли и Луны.

В астрономии произошла настоящая революция, когда на помощь глазу пришел телескоп. Телескоп сегодня является одним из самых интересных оптических приборов. Телескоп – это основной прибор, который используется в астрономии для наблюдения небесных тел, приёма и анализа происходящего от них излучения. Так же при помощи телескопов проводят исследования спектральных излучений, рентгеновские фотографии, фотографии небесных объектов в ультрофиалете и др. 

Безусловно, простые телескопы не способны зафиксировать ценные изменения с точки зрения науки, однако они, все же, скажут Вам больше о звездном небе, чем обычный невооруженный взгляд. 

Всё началось с того что я увидел в магазине разные телескопы, большие и маленькие. Телескоп мне подарили на день рождения. С помощью телескопа я собираюсь провести наблюдения за небесными телами. Моё внимание привлекли три объекта - Луна, Орион и Большая Медведица. Первым объектом моих наблюдений стала Луна. Не вооруженным глазом с Земли мы видим тёмные и светлые пятна на поверхности. Глядя в телескоп, я увидел многочисленные кратеры и лунные моря. Самые большие и заметные кратеры это кратеры Коперника (большой и малый). Образовались они в результате столкновения огромного метеорита и Луны. А моря получились из-за извержений вулканов на Луне.  Лава и образовала ровную поверхность, которую люди и назвали морями.

Ещё одним объектом моих наблюдений стало созвездие Большая Медведица. Оказывается оно не стоит на месте. Оно двигается с запада на восток и при всём этом разворачивается на бок. Я пытался найти в этом созвездии красивую туманность Сова, и две спиральных галактики м101 и м81. Кроме того я узнал что созвездие Большой Медведицы используется на флагах Аляски, Беломорской Карелии и ирландскими организациями.

Интересным объектом наблюдений оказался Орион. Это созвездие напоминает воина, держащего в одной руке щит, а в другой меч. Летом оно находиться на границе небесного экватора, поэтому видна лишь его часть. А зимой его можно увидеть во всей красе. Мне захотелось наблюдать за туманностями Ориона и петлёй Барнарда. И ещё я начал наблюдение за яркой звездой Бетелгейзе, потому что она скоро может превратится в сверхновую (стать планетарной туманностью). Туманности Ориона  - интересные объекты наблюдений, из-за того что внутри них идёт процесс рождения новых звёзд.

 Цель: узнать больше об инструменте для изучения космоса - телескопе.

Задачи: 

• узнать об истории изобретения телескопа;

• узнать виды телескопов;

• практическая работа - собрать свой телескоп;

• изучить специальную литературу.

Гипотеза: все ли космические объекты видят наши глаза?

План:

• Найти печатную и электронную информацию о телескопе.

• Познакомиться с кино- и телефильмами по теме исследования.

• Провести наблюдения за небесными телами.

Телескоп (от др.-греч.— далеко + смотрю)— прибор, который позволяет производить наблюдение удаленных объектов путем сбора электромагнитного излучения (к примеру, видимого света).

Существуют телескопы для всех диапазонов электромагнитного спектра:

• оптические телескопы,

• радиотелескопы,

• рентгеновские телескопы,

• гамма-телескопы.

Кроме того, детекторы нейтрино часто называют нейтринными телескопами. Также, телескопами могут называть детекторы гравитационных волн.

Оптические телескопические системы используют в астрономии (для наблюдения за небесными светилами, в оптике для различных вспомогательных целей: к примеру, для изменения расходимости лазерного излучения. Также, телескоп может использоваться в качестве зрительной трубы, для решения задач наблюдения за удалёнными объектами. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа были обнаружены в записях Леонардо Да Винчи. Построил телескоп в 1608 Ханс Липперсгей. Также создание телескопа приписывается его современнику Захарию Янсену.

История создания телескопа

Годом изобретения телескопа, а вернее зрительной трубы, считают 1608 год, когда голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей продемонстрировал своё изобретение в Гааге. Тем не менее в выдаче патента ему было отказано, в силу того что и другие мастера, как Захарий Янсен из Мидделбурга и Якоб Метиус из Алкмара, уже обладали   экземплярами подзорных труб, а последний вскоре после Липперсгея подал в Генеральные штаты (голландский парламент) запрос на патент. Позднейшее исследование показало, что, вероятно, подзорные трубы были известны ранее, ещё в 1605 году. В «Дополнениях в Вителлию», опубликованных в 1604г. Кеплер рассмотрел ход лучей в оптической системе, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа (причем как однолинзового, так и двухлинзового) были обнаружены ещё в записях Леонардо да Винчи датируемых 1509-м годом. Сохранилась его запись: «Сделай стекла, чтобы смотреть на полную Луну» («Атлантический кодекс»).

Первым зрительную трубу направил в небо, превратив её в телескоп, и получил новые научные данные стал Галилей. В 1609 году он создал свою первую зрительную трубу с трёхкратным увеличением. В том же году он построил телескоп с восьмикратным увеличением длиной около полуметра. Позже им был создан телескоп, дававший 32-кратное увеличение: длина телескопа была около метра, а диаметр объектива— 4,5см. Это был очень несовершенный инструмент, обладавший всеми возможными аберрациями, тем не менее, с его помощью Галилей сделал ряд открытий.

Название «телескоп» предложил в 1611 году греческий математик Джованни Демизиани для одного из инструментов Галилея, показанном на банкете в Академии деи Линчеи. Сам Галилей использовал для своих телескопов термин лат.perspicillum.

Оптические телескопы

Телескоп представляет собой трубу (сплошную, каркасную или ферму), установленную на монтировке, снабжённой осями для наведения на объект наблюдения и слежения за ним. Визуальный телескоп имеет объектив и окуляр. Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом. Телескоп фокусируется при помощи фокусера (фокусировочного устройства).

По своей оптической схеме большинство телескопов делятся на:

• Линзовые (рефракторы или диоптрические)— в качестве объектива используется линза или система линз.

• Зеркальные (рефлекторы или катаптрические)— в качестве объектива используется вогнутое зеркало.

• Зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические)— в качестве объектива используется сферическое зеркало, а линза, система линз или мениск служит для компенсации аберраций.

Кроме того, для наблюдений за Солнцем профессиональные астрономы используют специальные солнечные телескопы, отличающиеся конструктивно от традиционных звездных телескопов.

В любительской астрономии помимо сфокусированного изображения используется несфокусированное, полученное выдвижением окуляра— для оценки блеска туманных объектов, к примеру, комет, сравнением с блеском звёзд. Для подобной оценки блеска Луны в полнолуние, к примеру, во время лунного затмения, используется «перевёрнутый» телескоп— наблюдение Луны в объектив.

Радиотелескопы

Радиотелескопы Very Large Array в штате Нью-Мексико, США.

22-метровый телескоп ПРАО РТ-22, работающий в сантиметровом диапазоне

Для исследования космических объектов в радиодиапазоне применяют радиотелескопы. Основными элементами радиотелескопов являются принимающая антенна и радиометр— чувствительный радиоприемник, перестраиваемый по частоте, и принимающая аппаратура. Поскольку радиодиапазон гораздо шире оптического, для регистрации радиоизлучения используют различные конструкции радиотелескопов, в зависимости от диапазона. В длинноволновой области (метровый диапазон; десятки и сотни мегагерц) используют телескопы составленные из большого числа (десятков, сотен или, даже, тысяч) элементарных приемников, обычно диполей. Для более коротких волн (дециметровый и сантиметровый диапазон; десятки гигагерц) используют полу- или полноповоротные параболические антенны. Кроме того, для увеличения разрешающей способности телескопов, их объединяют в интерферометры. При объединении нескольких одиночных телескопов, расположенных в разных частях земного шара, в единую сеть, говорят о радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). Примером такой сети может служить американская система VLBA (англ.Very Long Baseline Array). С 1997 по 2003 год функционировал японский орбитальный радиотелескоп HALCA (англ.Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy), включенный в сеть телескопов VLBA, что позволило существенно улучшить разрешающую способность всей сети. Российский орбитальный радиотелескоп Радиоастрон также планируется использовать в качестве одного из элементов гигантского интерферометра.

Космические телескопы

The Einstein Observatory, рентгеновский телескоп первоначально названный HEAO B (High Energy Astrophysical Observatory B)— Обсерватория Эйнштейна

Космический телескоп Хаббл, вид с космического шаттла Дискавери во время второй миссии по обслуживанию телескопа (STS-82)

Земная атмосфера хорошо пропускает излучения в оптическом (0,3—0,6 мкм), ближнем инфракрасном (0,6—2 мкм) и радио (1 мм— 30 м) диапазонах. При этом с уменьшением длины волны прозрачность атмосферы сильно снижается, вследствие чего наблюдения в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма диапазонах становятся возможными только из космоса. Исключением является регистрация гамма-излучения сверхвысоких энергий, для которого подходят методы астрофизики космических лучей: высокоэнергичные гамма-фотоны в атмосфере порождают вторичные электроны, которые регистрируются наземными установками по черенковскому свечению. Примером такой системы может служить телескоп CACTUS.

В инфракрасном диапазоне также сильно поглощение в атмосфере, однако, в области 2-8 мкм имеется некоторое количество окон прозрачности (как и в миллиметровом диапазоне), в которых можно проводить наблюдения. Кроме того, поскольку большая часть линий поглощения в инфракрасном диапазоне принадлежит молекулам воды, инфракрасные наблюдения можно проводить в сухих районах Земли (разумеется, на тех длинах волн, где образуются окна прозрачности в связи с отсутствием воды). Примером такого размещения телескопа может служить Южнополярный телескоп (англ.South Pole Telescope), установленный на южном географическом полюсе, работающий в субмиллиметровом диапазоне.

В оптическом диапазоне атмосфера прозрачна, однако из-за Рэлеевского рассеяния она по-разному пропускает свет разной частоты, что приводит к искажению спектра светил (спектр сдвигается в сторону красного). Кроме того, атмосфера всегда неоднородна, в ней постоянно существуют течения (ветры), что приводит к искажению изображения. Поэтому разрешение земных телескопов ограничено значением приблизительно в 1 угловую секунду, независимо от апертуры телескопа. Эту проблему можно частично решить применением адаптивной оптики, позволяющей сильно снизить влияние атмосферы на качество изображения, и поднятием телескопа на большую высоту, где атмосфера более разреженная— в горы, или в воздух на самолетах или стратосферных баллонах. Но наибольшие результаты достигаются с выносом телескопов в космос. Вне атмосферы искажения полностью отсутствуют, поэтому максимальное теоретическое разрешение телескопа определяется только дифракционным пределом: φ=λ/D (угловое разрешение в радианах равно отношению длины волны к диаметру апертуры). Например, теоретическая разрешающая способность космического телескопа с зеркалом диаметром 2.4 метра (как у телескопа Хаббл) на длине волны 555 нм составляет 0.05 угловой секунды (реальное разрешение Хаббла в два раза хуже— 0.1 секунды, но все равно на порядок выше, чем у земных телескопов).

Вынос в космос позволяет поднять разрешение и у радиотелескопов, но по другой причине. Каждый радиотелескоп сам по себе обладает очень маленьким разрешением. Это объясняется тем, что длина радиоволн на несколько порядков больше, чем видимого света, поэтому дифракционный предел φ=λ/D намного больше, даже несмотря на то, что размер радиотелескопа тоже в десятки раз больше, чем у оптического. Например, при апертуре 100 метров (в мире существуют только два таких больших радиотелескопа) разрешающая способность на длине волны 21 см (линия нейтрального водорода) составляет всего 7 угловых минут, а на длине 3 см — 1 минута, что совершенно недостаточно для астрономических исследований (для сравнения, разрешающая способность невооруженного глаза 1 минута, видимый диаметр Луны— 30 минут). При этом, объединив два радиотелескопа в радиоинтерферометр, можно существенно повысить разрешение— если расстояние между двумя радиотелескопами (так называемая база радиоинтерферометра) равна L, то угловое разрешение определяется уже не формулой φ=λ/D, а φ=λ/L. Например при L=4200км и λ=21см максимальное разрешение составит около одной сотой угловой секунды. При этом, для земных телескопов максимальная база не может, очевидно, превышать диаметр Земли. Запустив один из телескопов в дальний космос, можно значительно увеличить базу, а следовательно, и разрешение. Например, разрешение космического телескопа Радиоастрон при работе совместно с земным радиотелескопом в режиме радиоинтерферометра (база 390 тыс. км) составит от 8 до 500 микросекунд дуги в зависимости от длины волны (1,2-92 см). (для сравнения— под углом 8 мкс виден объект размером 3м на расстоянии Юпитера, или объект размером с Землю на расстоянии Альфа Центавра).

 Заключение

Я получил большой бесценный опыт, да и научился многому. Делать что-то своими руками – это всегда увлекательно, полезно и интересно. Мною были выполнены все поставленные задачи. Я прочитал литературу, исследовал системы и этапы изготовления телескопа. Я считаю, что мной проделанная работа окажет значимую помощь начинающим в изготовлении самодельного телескопа с минимальными затратами, ошибками и с качеством получаемого изображения, которой ни чуть не уступит фабричному.

Список использованной литературы:

1. Колесников Ю.В. Космос – Земле. - М.: Детская литература, 1987. 127с.

2. Энциклопедия для детей: Космонавтика. 2-е изд./ред.коллегия М.Аксенова и др.- М.: Аванта+, 2016. 448с.

3. Большая советская энциклопедия, под ред. М.: Советская энциклопедия, 1987.

4. Почему? Вселенная. Веселая энциклопедия в комиксах. - М.: Диалектика, 2016. 160с.

5. Детская энциклопедия от Тины Канделаки для самых умных. Звезды и планеты. М.: АСТ. 2008. 64с.

6. Перельман Я.И. Занимательная астрономия. 7-е изд. - М.: Гос. изд-во техн.-теоретич. лит., 1954. - 212 с.

7. Материалы интернет-сайтов.

referatwork.ru

Реферат - Космический телескоп имени Хаббла

С самого момента зарождения астрономии, со времен Галилея астрономы преследуют одну общую цель: видеть больше, видеть дальше, видеть глубже. И космический телескоп Хаббл (Hubble Space Telescope), запущенный в 1990 году – огромный шаг в этом направлении. Телескоп находится на земной орбите над атмосферой, которая могла бы искажать и не пропускать излучение, приходящее от космических объектов. Благодаря ее отсутствию астрономы получают с помощью Хаббла снимки высочайшего качества. Переоценить ту роль, которую телескоп сыграл для развития астрономии практически невозможно – «Хаббл» – один из наиболее удачных и долговременных проектов космического агентства NASA. Он послал на Землю сотни тысяч снимков, проливающих свет на многие тайны астрономии. Он помог определить возраст Вселенной, идентифицировать квазары, доказать, что в центре галактик располагаются массивные черные дыры и даже ставить опыты по обнаружению темной материи.

Открытия Хаббла изменили взгляд астрономов на Вселенную. Возможность видеть в мельчайших деталях помогла превратить некоторые астрономические гипотезы в факты. Было отброшено множество теорий, чтобы идти в одном верном направлении. Среди достижений Хаббла, одно из основных – определение возраста Вселенной, который сегодня ученые оценивают в 13 – 14 млрд. лет. Это, несомненно, точнее предыдущих данных в 10 – 20 млрд. лет. Хаббл сыграл также ключевую роль в обнаружении темной энергии, таинственной силы, которая заставляет Вселенную расширяться со все возрастающей скоростью. Благодаря Хабблу астрономы смогли увидеть галактики на всех стадиях их развития, начиная от формирования, происходившего еще в молодой Вселенной, что помогло ученым понять, как происходило их зарождение. С помощью телескопа были найдены протопланетные диски, скопления газа и пыли вокруг молодых звезд, вокруг которых вскоре (по астрономическим меркам, естественно) появятся новые планетные системы. Он смог найти источники гамма взрывов – странных, неправдоподобно мощных выбросов энергии – в удаленных галактиках во время коллапса сверхмассивных звезд. И это только часть открытий уникального астрономического инструмента, но уже доказывающих, что потраченные на создание, вывод на орбиту и обслуживание $2, 5 млрд. являются выгоднейшим вложением средств в масштабе всего человечества.

Хаббл обладает удивительной производительностью. Все астрономическое сообщество пользуется его способностью видеть глубины Вселенной. Каждый астроном может послать запрос на определенное время пользования его услугами, и группа специалистов решает, возможно ли это сделать. После проведения наблюдения проходит, как правило, год, прежде чем астрономическое сообщество получит результаты исследований. Поскольку данные, полученные с помощью телескопа доступны каждому, любой астроном может проводить свои изыскания, согласуя данные с обсерваториями всего мира. Такая политика делает исследования открытыми, а значит более эффективными. Однако уникальные возможности телескопа означают и высочайший уровень спроса на его него – астрономы всего мира борются за право пользоваться услугами Хаббла в свободное от основных миссий время. Каждый год поступает более тысячи заявок, среди которых выбираются лучшие по мнению экспертов, но по статистике удовлетворяются лишь 200 – только пятая часть от общего количества желающих проводят при помощи Хаббла свои исследования.

Для чего же был необходим вывод телескопа в околоземное космическое пространство, и благодаря чему аппарат пользуется столь высоким спросом среди ученых-астрономов? Дело в том, что телескоп Хаббла смог решить сразу две проблемы наземных телескопов. Во-первых, размытие сигнала земной атмосферы ограничивает возможности наземных телескопов независимо от их технического совершенства. Благодаря атмосферному размытию мы видим мигание звезд, когда смотрим на небо. Во-вторых, атмосфера поглощает излучение с определенной длиной волны, сильнее всего ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма излучение. И это серьезная проблема, поскольку изучение космических объектов тем эффективнее, чем больший энергетический диапазон берется.

И именно во избежание негативного влияния атмосферы на качество получаемых снимков телескоп находится над ней, на расстоянии 569 километров над поверхностью. При этом один оборот вокруг Земли телескоп совершает за 97 минут, двигаясь со скоростью 8 километров в секунду

«Оптическая система телескопа»

Телескоп Хаббла представляет собой рефлектор системы Ричи-Кретьена, или улучшенный вариант системы Кассегрена, в котором свет изначально попадает на главное зеркало, отражается и попадает на вторичное зеркало, фокусирующее свет и направляющее его в систему научных инструментов телескопа сквозь маленькое отверстие в главном зеркале. Часто люди ошибочно считают, что телескоп увеличивает изображение. На самом деле, он лишь собирает максимальное количество света от объекта. Соответственно, чем больше главное зеркало, тем больше света оно соберет и тем четче получится изображение. Второе зеркало лишь фокусирует излучение. Диаметр главного зеркала Хаббла – 2, 4 метра. Оно кажется небольшим, если учесть, что диаметр зеркал наземных телескопов достигают 10 метров и более, но отсутствие атмосферы, все же, является огромным преимуществом комического варианта.

Для наблюдения за космическими объектами телескоп располагает рядом научных инструментов, работающих совместно или по отдельности. Каждый из них по-своему уникален.

Усовершенствованная обзорная камера (Advanced Camera for Surveys – ACS). Самый новый инструмент наблюдений в видимом диапазоне, предназначен для исследований ранней Вселенной, и установленный в 2002 году. Эта камера помогла составить карту распределения черной материи, обнаружить наиболее удаленные объекты и исследовать эволюцию галактических скоплений.

Камера близкого инфракрасного диапазона и многообъектный спектрометр (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer – NICMOS). Инфракрасный сенсор, детектирует тепло, когда объекты скрыты межзвездной пылью или газом, как, например, в областях активного звездообразования.

Камера близкого инфракрасного диапазона и многообъектный спектрометр (Space Telescope Imaging Spectrograph – STIS). Действует подобно призме, разлагая свет. Из полученного спектра можно получить информацию о температуре, химическом составе, плотности и движении исследуемых объектов. STIS прекратил работу 3 августа 2004 года из-за технических неисправностей, но в 2008 году во время планового ремонта телескопа будет отремонтирован.

Широкоугольная и планетная камера-2 (Wide Field and Planetary Camera 2 – WFPC2). Универсальный инструмент, при помощи которого было сделано большинство известных каждому фотографий. Благодаря 48 фильтрам позволяет видеть объекты в достаточно широком диапазоне длин волн.

Датчики точного наведения (Fine Guidance Sensors – FGS). Не только отвечают за управление и ориентацию телескопа в пространстве — ориентируют телескоп по отношению к звездам и не позволяет сбиться с курса, но и делают прецизионные измерения расстояний между звездами и фиксирует относительное движение.

Как и для многих космических аппаратов на орбите Земли, источником энергии для телескопа Хаббла является солнечное излучение, фиксируемое двумя двенадцатиметровыми солнечными панелями, и накапливаемое для бесперебойной работы во время прохода по теневой стороне Земли. Весьма интересна и конструкция системы наведения телескопа на нужную цель – объект во Вселенной – ведь успешное фотографирование далекой галактики или квазара на скорости 8 километров в секунду – весьма сложная задача. Система ориентации телескопа включает в себя следующие компоненты: уже упоминавшиеся датчики точного наведения, которые отмечают положение аппарата относительно двух «ведущих» звезд; датчики положения относительно Солнца – не только вспомогательные инструменты для ориентации телескопа, но и необходимые инструменты для определения необходимости закрытия/открытия апертурной двери, предотвращающей «сгорание» аппаратуры при попадании на нее сфокусированного солнечного света; магнитные датчики, ориентирующие космический аппарат относительно магнитного поля Земли; система гироскопов, отслеживающих движение телескопа; и электрооптический детектор, следящий за положением телескопа относительно выбранной звезды. Все это обеспечивает не только возможность управления телескопом, «прицеливания» на нужный космический объект, но и предотвращает поломку ценной аппаратуры, которую невозможно оперативной заменить на работоспособную.

Однако работа телескопа Хаббла была бы бессмысленна без возможности передачи полученных данных для изучения в земных лабораториях. И для решения этой задачи на Хаббл установили четыре антенны, которые и обмениваются информацией с центром управления полетами (Flight Operations Team) Центра Космических Полетов Годдарда (Goddard Space Flight Center) в Гринбелте (Greenbelt). Для связи с телескопом и задания координат используются находящиеся на земной орбите спутники, они же отвечают и за ретрансляцию данных. У Хаббла есть два компьютера и несколько менее сложных подсистем. Один из компьютеров управляет навигацией телескопа, все остальные системы отвечают за работу инструментов и связь со спутниками.

«Схема передачи информации»

Данные от наземной исследовательской группы поступают в Центр Космических Полетов Годдарда, далее в Исследовательский Институт Космической Телескопии (Space Telescope Science Institute), где группа специалистов обрабатываю данные, и записываю их на магнитооптические носители. Каждую неделю телескоп посылает на Землю информацию, способную заполнить более двадцати DVD-дисков, и доступ к этому огромному массиву ценнейшей информации открыт для всех желающих. Основной объем данных хранится в цифровом формате FITS, весьма удобном для анализа, но крайне неподходящем для публикаций в СМИ. Именно поэтому наиболее интересные для широкой общественности снимки публикуются в более распространенных форматах изображений – TIFF и JPEG. Таким образом, телескоп Хаббла стал не просто уникальным научным инструментом, но и одной из немногих возможностей взглянуть на красоты Космоса любому желающему – профессионалу, любителю, и даже незнакомому с астрономией человеку. К некоторому сожалению приходится говорить о том, что доступ астроному-любителю к телескопу сегодня закрыт в связи со снижением финансирования проекта.

Прошлое телескопа Хаббла не менее интересно его настоящего. Впервые идея создания подобной установки возникла еще в 1923 году у Германа Оберта (Hermann Oberth), основателя ракетной техники Германии. Именно он первым сказал о возможности доставки телескопа на околоземную орбиту при помощи ракеты, хотя даже самих ракет тогда еще не существовало. Эту идею в 1946 году развил в своих публикациях о необходимости создания космической обсерватории американский астрофизик Лиман Спитцер (Lyman Spitzer). Он предсказывал возможность получения уникальных фотографий, которые в наземных условиях сделать просто невозможно. В течение последующих пятидесяти лет астрофизик активно продвигал эту идею вплоть до начала ее реального применения.

Спитцер был лидером в разработке нескольких проектов орбитальных обсерваторий, включая спутник Коперник (Copernicus satellite) и Орбитальную Астрономическую Обсерваторию (Orbiting Astronomical Observatory). Благодаря ему проект Большой Космический Телескоп (Large Space Telescope) был одобрен в 1969 году, к сожалению, из-за недостатка финансирования несколько были уменьшены габариты и комплектация телескопа, включая размер зеркал и количество инструментов.

В 1974 году было предложено сделать заменяемые инструменты с разрешением 0, 1 угловой секунды и рабочим диапазоном длин волн от ультрафиолетового до видимого и инфракрасного. Шаттл должен был доставить телескоп на орбиту и возвращать его на Землю для проведения обслуживания и ремонта, который был возможен и в космосе.

В 1975 году NASA совместно с Европейским Космическим Агентством (ESA) приступили к работе над телескопом Хаббл. В 1977 Конгрессом было одобрено финансирование телескопа.

После этого решения стал составляться список научных инструментов телескопа, были выбраны пять победителей конкурса на создание аппаратуры. Впереди предстояла огромная работа. Телескоп решили назвать в честь Эдвина Хаббла, астронома, показавшего, что небольшие «лоскутки», видимые в телескоп – это удаленные галактики, — и доказавшего, что Вселенная расширяется.

После всевозможных отсрочек запуск был назначен на октябрь 1986 года, но 28 января 1986 года космический шаттл Челленджер (Challenger) взорвался через минуту после старта. Проверка шаттлов продолжалась более двух лет, а значит и запуск на орбиту телескопа Хаббл был перенесен на четыре года. В течение этого времени телескоп усовершенствовался, 24 апреля 1990 года уникальный аппарат поднялся на свою орбиту.

В декабре 1993 года шаттл Endeavor с экипажем из семи человек был доставлен на орбиту для проведения обслуживания телескопа. Были заменены две камеры, а также солнечные панели. В 1994 году с телескопа были получены первые фотографии, качество которых потрясло астрономов. Хаббл полностью оправдал себя.

«Модернизация телескопа Хаббл, 2002 год»

Обслуживание, модернизация и замена камер, солнечных батарей, проверка теплозащитной обшивки, а также техническое обслуживание проводились еще трижды: в 1997, 1999 и 2002 годах.

Следующий полет должен был состояться в 2006 году, но 1 февраля 2003 года из-за проблем с обшивкой сгорел в атмосфере при возвращении космический шаттл Коламбия (Columbia). Как следствие, назрела необходимость в проведении дополнительных изучений возможности дальнейшего применения Шаттлов которые завершились только 31 октября 2006 года. Именно это привело к переносу очередного планового обслуживания телескопа на сентябре 2008 года.

Сегодня телескоп работает в штатном режиме, передавая 120 Гб информации еженедельно. Также разрабатывается и последователь Хаббла — Космический Телескоп Уэбба (Webb Space Telescope), который будет исследовать объекты ранней Вселенной, обладающие большим красным смещением. Он будет находиться на высоте 1, 5 миллиона километров, запуск назначен на 2013 год.

Конечно, Хаббл не вечен. Очередной ремонт назначен на 2008 год, но все же телескоп постепенно изнашивается и становится неработоспособным. Это произойдет приблизительно в 2013 году. Когда это случится, телескоп останется на орбите, пока она не деградирует. Тогда по спирали Хаббл начнет падать на Землю, и либо последует за станцией «Мир», либо будет благополучно доставлен на Землю и станет музейным экспонатом с уникальной историей. Но все же, наследство телескопа Хаббл: его открытия, его пример почти безупречной работы и фотографии, известные каждому – останутся. Можно быть уверенными, что его достижения еще долго будут помогать в раскрытии тайн Вселенной как триумф удивительно богатой жизни телескопа Хаббл.

Технические характеристики телескопа им. Хаббла:

Запуск: 24 Апреля 1990 12:33 UT

Размеры: 13, 1 х 4, 3 м

Масса: 11 110 кг

Оптическая схема: Ричи-Кретьена

Виньетирование: 14 %

Поле зрения: 18" (для научных целей), 28" (для гидирования)

Угловое разрешение: 0, 1" на длине волны 632, 8 нм

Спектральный диапазон: 115 нм — 1 мм

Точность стабилизации: 0, 007" за 24 ч

Расчетная орбита КА: высота — 693 км, наклонение — 28, 5°

Период вращения вокруг Зесли: между 96 и 97 минутами

Планируемое время функционирования: 20 лет (с обслуживанием)

Стоимость телескопа и КА: 1, 5 млрд. долл. (в долл. 1989 г.)

Главное зеркало: Диаметр 2400 мм; Радиус кривизны 11 040 мм; Квадрат эксцентриситета 1, 0022985

Вторичное зеркало: Диаметр 310 мм; Радиус кривизны 1, 358 мм; Квадрат эксцентриситета 1, 49686

Расстояния: Между центрами зеркал 4906, 071 мм; От вторичного зеркала до фокуса 6406, 200 мм

www.ronl.ru

Реферат - Космический телескоп им. Хаббла

ПРОЕКТ КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПА ИМЕНИ ХАББЛА В 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 ТЕЛЕСКОПА На 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 СИСТЕМЫ HST 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 ХАББЛА 1)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

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)

www.ronl.ru

Реферат Хаббл (космический телескоп)

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 История
  • 1.1 Предыстория, концепции, ранние проекты
  • 1.2 Борьба за финансирование проекта
  • 1.3 Организация проектирования и строительства
  • 1.4 Изготовление оптической системы
  • 1.5 Космический аппарат
  • 1.6 Координация исследований и управление полётом
  • 1.7 Запуск и начало работы
  • 1.8 Приборы, установленные на момент запуска
  • 1.9 Дефект главного зеркала
  • 1.10 Причины дефекта
  • 1.11 Поиски решения
  • 1.12 Система оптической коррекции (COSTAR)
• 2 Техническое обслуживание телескопа
  • 2.1 Первая экспедиция
  • 2.2 Вторая экспедиция
  • 2.3 Третья экспедиция (A)
  • 2.4 Третья экспедиция (B)
  • 2.5 Четвёртая экспедиция
    • 2.5.1 Дебаты
    • 2.5.2 Работы по ремонту
• 3 Достижения
  • 3.1 Наиболее значимые наблюдения
• 4 Доступ к телескопу
• 5 Планирование наблюдений
• 6 Передача, хранение и обработка данных телескопа
  • 6.1 Передача на Землю
  • 6.2 Архивирование и доступ к данным
  • 6.3 Анализ и обработка информации
• 7 Связи с общественностью
• 8 Будущее «Хаббла»
• 9 Технические данные
  • 9.1 Параметры орбиты
  • 9.2 Космический аппарат
  • 9.3 Приборы
ПримечанияЛитература

Введение

Косми́ческий телеско́п «Хаббл» (англ. Hubble Space Telescope, HST, КТХ, код обсерватории «250») — автоматическая обсерватория на орбите вокруг Земли, названная в честь Эдвина Хаббла. Телескоп «Хаббл» — совместный проект НАСА и Европейского космического агентства[2][5][9]; он входит в число Больших обсерваторий НАСА[10].

Размещение телескопа в космосе даёт возможность регистрировать электромагнитное излучение в диапазонах, в которых земная атмосфера непрозрачна; в первую очередь — в инфракрасном диапазоне. Благодаря отсутствию влияния атмосферы, разрешающая способность телескопа в 7—10 раз больше, чем у аналогичного телескопа, расположенного на Земле[11].

1. История

1.1. Предыстория, концепции, ранние проекты

Лайман Спитцер

Эдвин Хаббл

Первое упоминание концепции орбитального телескопа встречается в книге Германа Оберта «Ракета в межпланетном пространстве» (нем. «Die Rakete zu den Planetenraumen»), изданной в 1923 году.

В 1946 году американский астрофизик Лайман Спитцер опубликовал статью «Астрономические преимущества внеземной обсерватории» (англ. Astronomical advantages of an extra-terrestrial observatory). В статье отмечены два главных преимущества такого телескопа. Во-первых, его угловое разрешение будет ограничено лишь дифракцией, а не турбулентными потоками в атмосфере; в то время разрешение наземных телескопов было от 0,5 до 1,0 угловой секунды, тогда как теоретический предел разрешения по дифракции для телескопа с зеркалом 2,5 метра составляет около 0,1 секунды. Во-вторых, космический телескоп мог бы вести наблюдение в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, в которых поглощение излучений земной атмосферой весьма значительно[11][12].

Спитцер посвятил значительную часть своей научной карьеры продвижению проекта. В 1962 году доклад, опубликованный Национальной академией наук США, рекомендовал включить разработку орбитального телескопа в космическую программу, и в 1965 году Спитцер был назначен главой комитета, в задачу которого входило определение научных задач для крупного космического телескопа.[13]

Космическая астрономия стала развиваться после окончания Второй мировой войны. В 1946 году впервые был получен ультрафиолетовый спектр Солнца.[14] Орбитальный телескоп для исследований Солнца был запущен Великобританией в 1962 году в рамках программы «Ариэль», а в 1966 году НАСА запустило в космос первую орбитальную обсерваторию OAO-1 (англ. Orbiting Astronomical Observatory).[15] Миссия не увенчалась успехом из-за отказа аккумуляторов через три дня после старта. В 1968 году была запущена OAO-2, которая производила наблюдения ультрафиолетового излучения звёзд и галактик вплоть до 1972 года, значительно превысив расчётный срок эксплуатации в 1 год.[16]

Миссии OAO послужили наглядной демонстрацией роли, которую могут играть орбитальные телескопы, и в 1968 году НАСА утвердило план строительства телескопа-рефлектора с зеркалом диаметром 3 м. Проект получил условное название LST (англ. Large Space Telescope). Запуск планировался на 1972 год. Программа подчёркивала необходимость регулярных пилотируемых экспедиций для обслуживания телескопа с целью обеспечения продолжительной работы дорогостоящего прибора. Параллельно развивавшаяся программа «Спейс шаттл» давала надежды на получение соответствующих возможностей[17].

1.2. Борьба за финансирование проекта

Благодаря успеху программы ОАО в астрономическом сообществе сложился консенсус о том, что строительство крупного орбитального телескопа должно стать приоритетной задачей. В 1970 году НАСА учредило два комитета, один для изучения и планирования технических аспектов, задачей второго была разработка программы научных исследований. Следующим серьёзным препятствием было финансирование проекта, затраты на который должны были превзойти стоимость любого наземного телескопа. Конгресс США поставил под сомнение многие статьи предложенной сметы и существенно урезал ассигнования, первоначально предполагавшие масштабные исследования инструментов и конструкции обсерватории. В 1974 году, в рамках программы сокращений расходов бюджета, инициированной президентом Фордом, Конгресс полностью отменил финансирование проекта[18].

В ответ на это астрономами была развёрнута широкая кампания по лоббированию. Многие учёные[кто?] лично встретились с сенаторами и конгрессменами, было также проведено несколько крупных рассылок писем в поддержку проекта. Национальная Академия Наук опубликовала доклад, в котором подчёркивалась важность создания большого орбитального телескопа, и в результате сенат согласился выделить половину средств из бюджета, первоначально утверждённого Конгрессом[18].

Финансовые проблемы привели к сокращениям, главным из которых было решение уменьшить диаметр зеркала с 3 до 2,4 метра, для снижения затрат и получения более компактной конструкции. Также был отменён проект телескопа с полутораметровым зеркалом, который предполагалось запустить с целью тестирования и отработки систем, и принято решение о кооперации с Европейским космическим агентством. ЕКА согласилось участвовать в финансировании, а также предоставить ряд инструментов и солнечные батареи для обсерватории, взамен за европейскими астрономами резервировалось не менее 15 % времени наблюдений[19]. В 1978 году Конгресс утвердил финансирование в размере 36 млн долл., и сразу после этого начались полномасштабные работы по проектированию. Дата запуска планировалась на 1983 год. В начале 1980-х телескоп получил имя Эдвина Хаббла.

1.3. Организация проектирования и строительства

Работа над созданием космического телескопа была поделена между многими компаниями и учреждениями. Космический центр Маршалла отвечал за разработку, проектирование и строительство телескопа, Центр космических полётов Годдарда занимался общим руководством разработкой научных приборов и был выбран в качестве наземного центра управления. Центр Маршалла заключил контракт с компанией «Перкин-Элмер» на проектирование и изготовление оптической системы телескопа (англ. Optical Telescope Assembly, OTA) и датчиков точного наведения. Корпорация «Локхид» получила контракт на строительство космического аппарата для телескопа[20].

1.4. Изготовление оптической системы

Полировка главного зеркала телескопа, лаборатория компании «Перкин-Элмер», май 1979 года.

Зеркало и оптическая система в целом были наиболее важными частями конструкции телескопа, и к ним предъявлялись особо жёсткие требования. Обычно зеркала телескопов изготавливаются с допуском примерно в одну десятую длины волны видимого света, но, поскольку космический телескоп предназначался для наблюдений в диапазоне от ультрафиолетового до почти инфракрасного, а разрешающая способность должна была быть в десять раз выше, чем у наземных приборов, допуск для изготовления его главного зеркала был установлен в 1/20 длины волны видимого света, или примерно 30 нм.

Компания «Перкин-Элмер» намеревалась использовать новые станки с числовым программным управлением для изготовления зеркала заданной формы. Компания «Кодак» получила контракт на изготовление запасного зеркала с использованием традиционных методов полировки, на случай непредвиденных проблем с неапробированными технологиями (зеркало, изготовленное компанией «Кодак», в настоящее время находится в экспозиции музея Смитсоновского института[21]). Работы над основным зеркалом начались в 1979 году, для изготовления использовалось стекло со сверхнизким коэффициентом расширения. Для уменьшения веса зеркало состояло из двух поверхностей — нижней и верхней, соединённых решётчатой конструкцией сотовой структуры.

Резервное зеркало телескопа, Смитсоновский музей авиации и космонавтики, Вашингтон.

Работы по полировке зеркала продолжались до мая 1981 года, при этом были сорваны первоначальные сроки и значительно превышен бюджет[22]. В отчётах НАСА того периода выражаются сомнения в компетентности руководства компании «Перкин-Элмер» и её способности успешно завершить проект такой важности и сложности. В целях экономии средств НАСА отменило заказ на резервное зеркало и перенесло дату запуска на октябрь 1984 года. Окончательно работы завершились к концу 1981 года, после нанесения отражающего покрытия из алюминия толщиной 75 нм и защитного покрытия из фторида магния толщиной в 25 нм[23][24].

Несмотря на это, сомнения в компетентности «Перкин-Элмер» оставались, поскольку сроки окончания работ над остальными компонентами оптической системы постоянно отодвигались, а бюджет проекта рос. Графики работ, предоставляемые компанией, НАСА охарактеризовало как «неопределённые и изменяющиеся ежедневно» и отложило запуск телескопа до апреля 1985 года. Тем не менее, сроки продолжали срываться, задержка росла в среднем на один месяц каждый квартал, а на завершающем этапе росла на один день ежедневно. НАСА было вынуждено ещё дважды перенести старт, сначала на март, а затем на сентябрь 1986 года. К тому времени общий бюджет проекта вырос до 1,175 млрд долларов[20].

1.5. Космический аппарат

Начальные этапы работ над космическим аппаратом, 1980.

Другой сложной инженерной проблемой было создание космического корабля для телескопа и остальных приборов. Основными требованиями были защита оборудования от постоянных перепадов температур при нагреве от прямого солнечного освещения и охлаждения в тени Земли и особо точное ориентирование телескопа. Телескоп смонтирован внутри лёгкой алюминиевой капсулы, которая покрыта многослойной термоизоляцией, обеспечивающей стабильную температуру. Жёсткость капсулы и крепление приборов обеспечивает внутренняя пространственная рама из углепластика[25].

Хотя работы по созданию космического аппарата проходили более успешно, чем изготовление оптической системы, «Локхид» также допустила некоторое отставание от графика и превышение бюджета. К маю 1985 года перерасход средств составил около 30 % от первоначального объёма, а отставание от плана — 3 месяца. В докладе, подготовленном Космическим центром Маршалла, отмечалось, что при проведении работ компания не проявляет инициативу, предпочитая полагаться на указания НАСА[20].

1.6. Координация исследований и управление полётом

В 1983 году, после некоторого противоборства между НАСА и научным сообществом был учреждён Научный институт космического телескопа. Институт управляется Ассоциацией университетов по астрономическим исследованиям (англ.) (англ. AURA — Association of Universities for Research in Astronomy) и располагается в кампусе университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд. Университет Хопкинса — один из 32 американских университетов и иностранных организаций, входящих в ассоциацию. Научный институт космического телескопа отвечает за организацию научных работ и обеспечение доступа астрономов к полученным данным; эти функции НАСА хотело оставить под своим контролем, но учёные предпочли передать их академическим учреждениям[26][27].

Европейский координационный центр космического телескопа был основан в 1984 году в городе Гархинг, Германия для предоставления аналогичных возможностей европейским астрономам[28].

Управление полётом было возложено на Центр космических полётов Годдарда (англ.), который находится в городе Гринбелт, Мэриленд, в 48 километрах от Научного института космического телескопа. За функционированием телескопа ведётся круглосуточное посменное наблюдение четырьмя группами специалистов. Техническое сопровождение осуществляется НАСА и компаниями-контакторами через Центр Годдарда[29].

1.7. Запуск и начало работы

Старт шаттла «Дискавери» с телескопом «Хаббл» на борту.

Первоначально запуск телескопа на орбиту планировался на октябрь 1986 года, но катастрофа «Челленджера» 28 января приостановила программу «Спейс шаттл» на несколько лет, и запуск пришлось отложить.

Всё это время телескоп хранился в помещении с искусственно очищенной атмосферой, его бортовые системы были частично включены. Расходы на хранение составляли около 6 млн долларов в месяц, что ещё больше увеличило расходы на проект[30].

Вынужденная задержка позволила произвести ряд усовершенствований: солнечные батареи были заменены на более эффективные, был модернизирован бортовой вычислительный комплекс и системы связи, а также изменена конструкция кормового защитного кожуха с целью облегчить обслуживание телескопа на орбите[30][31]. Кроме того, программное обеспечение для управления телескопом было не готово в 1986 году и фактически было окончательно написано только к моменту запуска в 1990-м[32].

После возобновления полётов шаттлов в 1988 году запуск был окончательно назначен на 1990 год. Перед запуском накопившаяся на зеркале пыль была удалена при помощи сжатого азота, а все системы прошли тщательное тестирование.

Шаттл «Дискавери» STS-31 стартовал 24 апреля 1990 года и на следующий день вывел телескоп на расчётную орбиту[33].

От начала проектирования до запуска было затрачено 2,5 млрд долларов при начальном бюджете в 400 млн. Общие расходы на проект, по оценке на 1999 год, составили 6 млрд долларов с американской стороны и 593 млн евро, оплаченных ЕКА[34].

1.8. Приборы, установленные на момент запуска

На момент запуска на борту были установлены шесть научных приборов:

• Широкоугольная и планетарная камера (англ.). Камера была сконструирована в Лаборатории реактивного движения НАСА. Она была оснащена набором из 48 светофильтров для выделения участков спектра, представляющих особый интерес для астрофизических наблюдений. Прибор имел 8 ПЗС-матриц, разделённых между двумя камерами, каждая из которых использовала по 4 матрицы. Широкоугольная камера обладала большим углом обзора, в то время как планетарная камера имела большее фокусное расстояние и, следовательно, давала большее увеличение[35].

• Спектрограф высокого разрешения Годдарда (англ.). Спектрограф предназначался для работы в ультрафиолетовом диапазоне. Прибор был создан в Центре космических полётов Годдарда и мог работать со спектральными разрешениями величиной около 2000, 20 000 и 100 000[36].

• Камера съёмки тусклых объектов (англ.). Прибор разработан ЕКА. Камера предназначалась для съёмки объектов в ультрафиолетовом диапазоне с высоким разрешением до 0,05 с.

• Спектрограф тусклых объектов. Предназначался для исследования особо тусклых объектов в ультрафиолетовом диапазоне.

• Высокоскоростной фотометр (англ.). Создан в Университете Висконсина, разработка финансировалась НАСА. Предназначался для наблюдений за переменными звёздами и другими объектами с изменяющейся яркостью. Мог делать до 10 000 замеров в секунду с погрешностью около 2 %[37].

• Датчики точного наведения (англ.) (англ. Fine Guidance Sensors), также могут использоваться в научных целях, обеспечивая астрометрию с миллисекундной точностью. Это позволяет находить параллакс и собственное движение объектов с точностью до 0,2 угловой миллисекунды и наблюдать орбиты двойных звёзд с угловым диаметром до 12 миллисекунд[38].

1.9. Дефект главного зеркала

Уже в первые недели после начала работы полученные изображения продемонстрировали серьёзную проблему в оптической системе телескопа. Хотя качество изображений было лучше, чем у наземных телескопов, «Хаббл» не мог достичь заданной резкости, и разрешение снимков было значительно хуже ожидаемого. Изображения точечных источников имели радиус свыше одной секунды дуги вместо фокусировки в окружность 0,1 секунды в диаметре, согласно спецификации[39][40].

Анализ изображений показал, что источником проблемы является неверная форма главного зеркала. Несмотря на то, что это было, возможно, наиболее точно рассчитанное зеркало из когда-либо созданных, а допуск составлял не более 1/20 длины волны видимого света, оно было изготовлено слишком плоским по краям. Отклонение от заданной формы поверхности составило лишь 2 мкм[41], но результат оказался катастрофическим — сильная сферическая аберрация, оптический дефект, при котором свет, отражённый от краёв зеркала, фокусируется в точке, отличной от той, в которой фокусируется свет, отражённый от центра зеркала[42].

Влияние дефекта на астрономические исследования зависело от конкретного типа наблюдений — характеристики рассеяния были достаточны для получения уникальных наблюдений ярких объектов с высокой разрешающей способностью, и спектроскопия также практически не пострадала[43]. Тем не менее, потеря значительной части светового потока из-за расфокусировки значительно уменьшили пригодность телескопа для наблюдений тусклых объектов и получения изображений с высокой контрастностью. Это означало, что практически все космологические программы стали просто невыполнимыми, поскольку требовали наблюдений особо тусклых объектов[42].

1.10. Причины дефекта

Анализируя изображения точечных источников света, астрономы установили, что коническая постоянная зеркала составляет −1,0139, вместо требуемой −1,00229[44][45]. То же число было получено путём проверки нуль-корректоров (приборы, позволяющие измерять с высокой точностью кривизну полируемой поверхности), использованных компанией «Перкин-Элмер», а также из анализа интерферограмм, полученных в процессе наземного тестирования зеркала[46].

Комиссия, возглавляемая Лю Алленом (англ.), директором Лаборатории реактивного движения, установила, что дефект возник в результате ошибки при монтаже главного нуль-корректора, полевая линза которого была сдвинута на 1,3 мм относительно правильного положения. Сдвиг произошёл по вине техника, осуществлявшего сборку прибора. Он ошибся при работе с лазерным измерителем, применявшимся для точного размещения оптических элементов прибора, а когда после окончания монтажа заметил непредвиденный зазор между линзой и поддерживающей её конструкцией, то просто вставил обычную металлическую шайбу[47].

В процессе полировки зеркала его поверхность проверялась при помощи двух других нуль-корректоров, каждый из которых правильно указывал на наличие сферической аберрации. Эти проверки были специально предусмотрены для исключения серьёзных оптических дефектов. Несмотря на чёткие инструкции по контролю качества, компания проигнорировала результаты измерений, предпочитая верить, что два нуль-корректора менее точны, чем главный, показания которого свидетельствовали об идеальной форме зеркала[48].

Комиссия возложила вину за произошедшее в первую очередь на исполнителя. Отношения между оптической компанией и НАСА серьёзно ухудшились в процессе работы над телескопом из-за постоянного срыва графика работ и перерасхода средств. НАСА установило, что компания не относилась к работам над зеркалом как к основной части своего бизнеса и пребывала в уверенности, что заказ не может быть передан другому подрядчику после начала работ. Хотя комиссия подвергла компанию суровой критике, часть ответственности лежала также на НАСА, в первую очередь — за неспособность обнаружить серьёзные проблемы с контролем качества и нарушение процедур со стороны исполнителя[49][47].

1.11. Поиски решения

Поскольку конструкция телескопа изначально предусматривала обслуживание на орбите, учёные немедленно начали поиск потенциального решения, которое можно было бы применить во время первой технической миссии, запланированной на 1993 год. Хотя «Кодак» закончила изготовление запасного зеркала для телескопа, замена его в космосе не представлялась возможной, а снимать с орбиты телескоп для замены зеркала на Земле было бы слишком долго и дорого. Факт, что зеркало с высокой точностью было отполировано до неправильной формы, привёл к идее разработать новый оптический компонент, который бы выполнял преобразование, эквивалентное ошибке, но с обратным знаком. Новое устройство работало бы подобно очкам для телескопа, корректируя сферическую аберрацию[50].

Из-за разницы в конструкции приборов требовалось разработать два различных корректирующих устройства. Одно предназначалось для Широкоформатной и Планетарной камеры, которая имела специальные зеркала, перенаправлявшие свет на её сенсоры, и коррекция могла осуществляться за счёт использования зеркал иной формы, которые бы полностью компенсировали аберрацию. Соответствующее изменение было предусмотрено в конструкции новой Планетарной камеры. Прочие приборы не имели промежуточных отражающих поверхностей и, таким образом, нуждались во внешнем корректирующем устройстве[51].

1.12. Система оптической коррекции (COSTAR)

Коррекция аберрации телескопа. Снимок галактики М100 до и после установки COSTAR.

Система, предназначенная для коррекции сферической аберрации, получила название COSTAR и состояла из двух зеркал, одно из которых компенсировало дефект[52]. Для установки COSTAR на телескоп было необходимо демонтировать один из приборов, и учёные приняли решение пожертвовать высокоскоростным фотометром[53][54].

В течение первых трёх лет работы, до установки корректирующих устройств, телескоп выполнил большое количество наблюдений[43][55]. В частности, дефект не оказывал большого влияния на спектроскопические замеры. Несмотря на отменённые из-за дефекта эксперименты, было достигнуто множество важных научных результатов, в том числе новые алгоритмы улучшения качества изображений с помощью деконволюции[56].

2. Техническое обслуживание телескопа

Обслуживание «Хаббла» производится во время выходов в открытый космос с космических кораблей многоразового использования типа «Спейс шаттл».

Всего были осуществлены четыре экспедиции по обслуживанию телескопа «Хаббл», одна из которых была разбита на два вылета[57][58].

2.1. Первая экспедиция

Работы на телескопе во время первой экспедиции.

В связи с выявившимся дефектом зеркала значение первой экспедиции по обслуживанию было особенно велико, поскольку она должна была установить на телескопе корректирующую оптику. Полёт «Индевор» STS-61 состоялся 2—13 декабря 1993 года, работы на телескопе продолжались в течение десяти дней. Экспедиция была одной из сложнейших за всю историю, в её рамках были осуществлены пять длительных выходов в открытый космос.

Высокоскоростной фотометр был заменён на систему оптической коррекции, широкоугольная и планетарная камера — на новую модель (WFPC2 (англ.)) с системой внутренней оптической коррекции[53][54]. Камера имела три квадратных ПЗС-матрицы, соединённых углом, и меньшую «планетарную» матрицу более высокого разрешения в четвёртом углу. Поэтому снимки камеры имеют характерную форму выщербленного квадрата[59].

Кроме этого, были заменены солнечные батареи и системы управления приводами батарей, четыре гироскопа системы наведения, два магнитометра и обновлён бортовой вычислительный комплекс. Также была произведена коррекция орбиты, необходимая из-за потери высоты вследствие трения о воздух при движении в верхних слоях атмосферы.

31 января 1994 года НАСА объявило об успехе миссии и продемонстрировало первые снимки значительно лучшего качества[60]. Успешное завершение экспедиции было крупным достижением, как для НАСА, так и для астрономов, которые получили в своё распоряжение полноценный инструмент.

2.2. Вторая экспедиция

Второе техобслуживание было произведено 11—21 февраля 1997 года в рамках миссии «Дискавери» STS-82[61]. Спектрограф Годдарда и Спектрограф тусклых объектов были заменены на Регистрирующий спектрограф космического телескопа (англ.) (англ. Space Telescope Imaging Spectrograph, STIS) и Камеру и мульти-объектный спектрометр ближнего инфракрасного диапазона (англ. Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer, NICMOS).

NICMOS позволяет проводить наблюдения и спектрометрию в инфракрасном диапазоне от 0,8 до 2,5 мкм. Для получения необходимых низких температур детектор прибора помещён в сосуд Дьюара и охлаждается жидким азотом[61][62].

STIS имеет рабочий диапазон 115—1000 нм и позволяет вести двумерную спектрографию, то есть получать спектр одновременно нескольких объектов в поле зрения.

Был также заменён бортовой регистратор, произведён ремонт теплоизоляции и выполнена коррекция орбиты[61][63].

2.3. Третья экспедиция (A)

Экспедиция 3A («Дискавери» STS-103) состоялась 19—27 декабря 1999 года, после того, как было принято решение о досрочном проведении части работ по программе третьего сервисного обслуживания. Это было вызвано тем, что три из шести гироскопов системы наведения вышли из строя. Четвёртый гироскоп отказал за несколько недель до полёта, сделав телескоп непригодным для наблюдений. Экспедиция заменила все шесть гироскопов, датчик точного наведения и бортовой компьютер. Новый компьютер использовал процессор Intel 80486 в специальном исполнении — с повышенной устойчивостью к радиации. Это позволило производить часть вычислений, выполнявшихся ранее на земле, при помощи бортового комплекса[64].

2.4. Третья экспедиция (B)

«Хаббл» в грузовом отсеке шаттла перед возвращением на орбиту, на фоне восходящей Земли. Экспедиция STS-109.

Экспедиция 3B (четвёртая миссия) выполнена 1—12 марта 2002 года, полёт «Колумбия» STS-109. В ходе экспедиции камера съёмки тусклых объектов была заменена на усовершенствованную обзорную камеру (англ.) (англ. Advanced Camera for Surveys, ACS) и восстановлено функционирование Камеры и спектрометра околоинфракрасного диапазона, в системе охлаждения которого в 1999 году закончился жидкий азот[65].

Были во второй раз заменены солнечные батареи. Новые панели были на треть меньше по площади, что значительно уменьшило потери на трение в атмосфере, но при этом вырабатывали на 30 % больше энергии, благодаря чему стала возможна одновременная работа со всеми приборами, установленными на борту обсерватории. Также был заменён узел распределения энергии, что потребовало полного выключения электропитания на борту — впервые с момента запуска[66].

Произведённые работы существенно расширили возможности телескопа. Два прибора, введённые в строй в ходе работ — ACS и NICMOS, позволили получить изображения глубокого космоса.

2.5. Четвёртая экспедиция

Работы на телескопе во время четвертой экспедиции.

Пятое и последнее техобслуживание (SM4) было произведено 11—24 мая 2009 года, в рамках миссии «Атлантис» STS-125. Ремонт включал замену одного из трёх датчиков точного наведения, всех гироскопов, установку новых аккумуляторов, блока форматирования данных и починку теплоизоляции. Также была восстановлена работоспособность усовершенствованной обзорной камеры и регистрирующего спектрографа и были установлены новые приборы[67].

2.5.1. Дебаты

Очередная экспедиция была назначена на февраль 2005 года, но после катастрофы космического корабля «Колумбия» в марте 2003 года была отложена на неопределённый срок, что поставило под угрозу дальнейшую работу «Хаббла». Даже после возобновления полётов шаттлов миссия была отменена, поскольку было принято решение, что каждый отправляющийся в космос челнок должен иметь возможность достичь МКС в случае обнаружения неисправностей, а из-за большой разницы в наклонении и высоте орбит шаттл не может причалить к станции после посещения телескопа[68][69].

Под давлением Конгресса и общественности, требовавших принятия мер по спасению телескопа, 29 января 2004 года Шон О’Киф (англ.), бывший тогда администратором НАСА, объявил, что изучит ещё раз решение об отмене экспедиции к телескопу[70].

13 июля 2004 года официальная комиссия Академии наук США приняла рекомендацию, что телескоп должен быть сохранён, невзирая на очевидный риск, и 11 августа того же года О’Киф поручил Центру Годдарда приготовить детальные предложения о проведении обслуживания телескопа при помощи робота. После изучения этот план был признан «технически неосуществимым»[70].

31 октября 2006 года новым администратором НАСА Майклом Гриффином было официально объявлено о подготовке последней миссии по ремонту и модернизации телескопа[71].

2.5.2. Работы по ремонту

К началу ремонтной экспедиции на борту накопился ряд неисправностей, неустранимых без посещения телескопа: отказали резервные системы питания у Регистрирующего спектрографа (STIS) и Усовершенствованной обзорной камеры (ACS), в результате чего STIS прекратил работу в 2004 году, а ACS работала ограниченно. Из шести гироскопов системы ориентации функционировали только четыре. К тому же требовали замены никель-водородные аккумуляторы телескопа[72][73][74][75][76].

Неисправности были полностью устранены в ходе ремонта, при этом на «Хаббл» были установлены два совершенно новых прибора: Ультрафиолетовый спектрограф (англ.) (англ. Cosmic Origin Spectrograph, COS) был установлен вместо системы COSTAR. Поскольку все находящиеся на данный момент на борту приборы имеют встроенные средства корректировки дефекта главного зеркала, надобность в системе отпала. Широкоугольная камера WFC2 была заменена на новую модель — WFC3 (англ. Wide Field Camera 3), которая отличается большим разрешением и чувствительностью, особенно в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах[77].

После этой миссии телескоп «Хаббл» должен будет продолжать свою работу на орбите по крайней мере до 2014 года[77].

3. Достижения

Столпы творения — один из самых известных снимков, полученных телескопом. Рождение новых звёзд в Туманности Орёл.

За 15 лет работы на околоземной орбите «Хаббл» получил 700 тыс. изображений 22 тыс. небесных объектов — звёзд, туманностей, галактик, планет. Поток данных, которые он ежедневно генерирует в процессе наблюдений, составляет около 15 ГБ. Общий их объём, накопленный за всё время работы телескопа, превышает 20 терабайт. Более 3900 астрономов получили возможность использовать его для наблюдений, опубликовано около 4000 статей в научных журналах. Установлено, что, в среднем, индекс цитирования астрономических статей, основанных на данных этого телескопа, в два раза выше, чем статей, основанных на других данных. Ежегодно в списке 200 наиболее цитируемых статей не менее 10 % занимают работы, выполненные на основе материалов Хаббла. Нулевой индекс цитирования имеют около 30 % работ по астрономии в целом и только 2 % работ, выполненных с помощью космического телескопа[78].

Тем не менее, цена, которую приходится платить за достижения «Хаббла», весьма высока: специальное исследование, посвящённое изучению влияния на развитие астрономии телескопов различных типов, установило, что, хотя работы, выполненные при помощи орбитального телескопа, имеют суммарный индекс цитирования в 15 раз больше, чем у наземного рефлектора с 4-метровым зеркалом, стоимость содержания космического телескопа выше в 100 и более раз[79].

3.1. Наиболее значимые наблюдения

• При помощи измерения расстояний до цефеид в Скоплении Девы было уточнено значение постоянной Хаббла. До наблюдений орбитального телескопа погрешность определения постоянной оценивалась в 50 %, наблюдения позволили снизить погрешность до 10 %[80].
• «Хаббл» предоставил высококачественные изображения столкновения кометы Шумейкеров — Леви 9 с Юпитером в 1994 году.
• Впервые получены карты поверхности Плутона[81] и Эриды[82].
• Впервые наблюдались ультрафиолетовые полярные сияния на Сатурне[83], Юпитере и Ганимеде.
• Получены дополнительные данные о планетах вне солнечной системы, в том числе спектрометрические[84].
• Найдено большое количество протопланетных дисков вокруг звёзд в Туманности Ориона[85]. Доказано, что процесс формирования планет происходит у большинства звёзд нашей Галактики.
• Частично подтверждена теория о сверхмассивных чёрных дырах в центрах галактик, на основе наблюдений выдвинута гипотеза, связывающая массу чёрных дыр и свойства галактики[86][87].
• По результатам наблюдений квазаров получена современная космологическая модель, представляющая собой Вселенную, расширяющуюся с ускорением, заполненную тёмной энергией, и уточнён возраст Вселенной — 13,7 млрд лет[88][89].
• Обнаружено наличие эквивалентов гамма-всплесков в оптическом диапазоне[90].
• В 1995 году «Хаббл» провёл исследования участка неба (Hubble Deep Field) размером в одну тридцатимиллионную площади неба, содержащего несколько тысяч тусклых галактик. Сравнение этого участка с другим, расположенным в другой части неба (Hubble Deep Field South), подтвердило гипотезу об изотропности Вселенной[91][92].
• В 2004 году был сфотографирован участок неба (Hubble Ultra Deep Field) с эффективной выдержкой около 106 секунд (11,3 суток), что позволило продолжить изучение отдалённых галактик вплоть до эпохи образования первых звёзд. Впервые были получены изображения протогалактик, первых сгустков материи, которые сформировались менее чем через миллиард лет после Большого взрыва[93].

4. Доступ к телескопу

Любой человек или организация может подать заявку на работу с телескопом — не существует ограничений по национальной или академической принадлежности. Конкуренция за время наблюдений очень высока, обычно суммарно запрошенное время в 6—9 раз превышает реально доступное[94].

На изображении, полученном по программе Hubble Ultra Deep Field, видны сотни галактик, самые красные и тусклые образовались всего через 800 млн лет после Большого взрыва.

Конкурс заявок на наблюдение объявляется примерно раз в год. Заявки делятся на несколько категорий:

• Общие наблюдения (англ. General observer). В эту категорию попадает большинство заявок, требующих обычной процедуры и длительности наблюдений.
• Блиц-наблюдения (англ. Snapshot observations), наблюдения, требующие не более 45 минут, включая время наведения телескопа, позволяют заполнить паузы между общими наблюдениями.
• Срочные наблюдения (англ. Target of Opportunity), для изучения явлений, которые можно наблюдать в течение ограниченного, заранее известного промежутка времени.

Кроме того, 10 % времени наблюдений остаётся в так называемом «резерве директора института космического телескопа»[95]. Астрономы могут подавать заявки на использование резерва в любое время, обычно он используется для наблюдений незапланированных краткосрочных явлений, таких как взрывы сверхновых. Съёмки глубокого космоса по программам Hubble Deep Field и Hubble Ultra Deep Field также были осуществлены за счёт директорского резерва.

В течение первых нескольких лет часть времени из резерва выделялась астрономам-любителям[96]. Их заявки рассматривались комитетом, состоящим также из наиболее видных астрономов-непрофессионалов. Основными требованиями к заявке были оригинальность исследования и несовпадение темы с поданными запросами профессиональных астрономов. В общей сложности, в период между 1990 и 1997 годом было произведено 13 наблюдений по программам, предложенным астрономами-любителями. В дальнейшем, из-за сокращения бюджета института, предоставление времени непрофессионалам было прекращено[97][98].

5. Планирование наблюдений

Планирование наблюдений является чрезвычайно сложной задачей, так как необходимо учитывать влияние множества факторов:

• Поскольку телескоп находится на низкой орбите, что необходимо для обеспечения обслуживания, значительная часть астрономических объектов затенена Землёй чуть меньше половины времени обращения. Существует так называемая «зона длительной видимости», примерно в направлении 90° к плоскости орбиты, однако из-за прецессии орбиты точное направление изменяется с восьминедельным периодом[99].
• Из-за повышенного уровня радиации наблюдения невозможны, когда телескоп пролетает над Южно-Атлантической аномалией[99][100].
• Минимальное отклонение от Солнца составляет около 50° для предотвращения попадания прямого солнечного света в оптическую систему, что, в частности, делает невозможными наблюдения Меркурия, а прямые наблюдения Луны и Земли допустимы при отключённых датчиках точного наведения[100].
• Так как орбита телескопа проходит в верхних слоях атмосферы, плотность которых меняется с течением времени, невозможно точно предсказать местоположение телескопа. Ошибка шестинедельного предсказания может составлять до 4 тыс. км. В связи с этим, точные расписания наблюдений составляются всего на несколько дней вперёд, чтобы избежать ситуации, когда выбранный для наблюдения объект будет не виден в назначенное время[99].

6. Передача, хранение и обработка данных телескопа

6.1. Передача на Землю

Данные «Хаббла» сначала запасаются в бортовых накопителях, на момент запуска в этом качестве использовались катушечные магнитофоны, в ходе экспедиций 2 и 3A они были заменены на твердотельные накопители. Затем, через систему коммуникационных спутников (TDRSS (англ.)), расположенных на низкой орбите, данные передаются в Центр Годдарда[101].

6.2. Архивирование и доступ к данным

В течение первого года с момента получения данные предоставляются только основному исследователю (подателю заявки на наблюдение), а затем помещаются в архив со свободным доступом[102]. Исследователь может подать просьбу на имя директора института о сокращении или увеличении этого срока.[103]

Наблюдения, выполненные за счёт времени из резерва директора, немедленно становятся общественным достоянием, так же как вспомогательные и технические данные.

Данные в архиве хранятся в формате FITS, удобном для астрономического анализа[104]. Проект «Наследие Хаббла» публикует небольшую наиболее визуально эффектную часть данных в форматах TIFF и JPEG для широкой публики[105].

6.3. Анализ и обработка информации

Астрономические данные, снятые с ПЗС-матриц приборов, должны пройти ряд преобразований, прежде чем станут пригодными для анализа. Институт космического телескопа разработал пакет программ для автоматического преобразования и калибрации данных. Преобразования производятся автоматически при запросе данных. Из-за большого объёма информации и сложности алгоритмов обработка может занять сутки и более[106].

Астрономы могут также получить необработанные данные и выполнить эту процедуру самостоятельно, что удобно, когда процесс преобразования отличается от стандартного[106].

Данные могут быть обработаны при помощи различных программ, но Институт телескопа предоставляет пакет STSDAS (Система анализа научных данных космического телескопа, англ. Space Telescope Science Data Analysis System). Пакет содержит все необходимые для обработки данных программы, оптимизированные для работы с информацией «Хаббла». Пакет работает как модуль популярной астрономической программы IRAF[107].

7. Связи с общественностью

В 2001 году, в честь 11-й годовщины запуска, НАСА предоставило пользователям Интернета выбрать объект наблюдения, подавляющее большинство проголосовало за туманность Конская Голова[108]

Для проекта космического телескопа всегда было важно привлечь внимание и воображение широкой публики, и в особенности американских налогоплательщиков, внёсших наиболее значительный вклад в финансирование «Хаббла».

Одним из наиболее важных для связей с общественностью является проект «Наследие Хаббла» (англ. The Hubble Heritage)[109]. Его задачей является публикация наиболее эффектных визуально и эстетически изображений, полученных телескопом. Галереи проекта содержат не только оригинальные снимки, но и созданные на их основе коллажи и рисунки. Проекту выделено небольшое количество времени наблюдений для получения полноценных цветных изображений объектов, фотографирование которых в видимой части спектра не было необходимым для исследований.

Кроме того, Институт космического телескопа поддерживает несколько веб-сайтов с изображениями и исчерпывающей информацией о телескопе.[110][111][112][113]

В 2000 году для координации усилий различных ведомств было создано Бюро по связям с общественностью (англ. Office for Public Outreach).

В Европе с 1999 года связями с общественностью занимается Европейский информационный центр (англ.) (англ. Hubble European Space Agency Information Centre, HEIC), учреждённый при Европейском координационном центре космического телескопа. Центр также отвечает за образовательные программы ЕКА, связанные с телескопом.[114]

В 2010 году на экраны вышел фильм «Хаббл IMAX 3D», в формате IMAX рассказывающий о телескопе и о космических далях. Режиссёр фильма — Тони Майерс.

8. Будущее «Хаббла»

Предполагается, что после ремонтных работ, выполненных четвёртой экспедицией, «Хаббл» проработает на орбите до 2014 года[115], после чего его сменит космический телескоп «Джеймс Вебб».

9. Технические данные

Общий вид телескопа.

9.1. Параметры орбиты

• Наклонение: 28,471°.
• Апогей: 566 км.
• Перигей: 561 км.
• Период обращения: 96,2 мин[1][116].

9.2. Космический аппарат

• Длина космического аппарата — 13,3 м, диаметр — 4,3 м, две солнечные батареи имеют размеры 2,6×7,1 м, масса 11 000 кг[1] (с установленными приборами около 12 500 кг).
• Телескоп представляет собой рефлектор системы Ричи — Кретьена с диаметром главного зеркала 2,4 м, позволяющий получать изображение с оптическим разрешением порядка 0,1 угловой секунды[5][117].

9.3. Приборы

Телескоп имеет модульную структуру и содержит пять отсеков для оптических приборов. Один из отсеков в течение долгого времени (1993—2009 годы) занимала корректирующая оптическая система (COSTAR), установленная во время первой экспедиции обслуживания в 1993 году для компенсации неточности изготовления главного зеркала. Поскольку все приборы, установленные после запуска телескопа, имеют встроенные системы коррекции дефекта, во время последней экспедиции стало возможно демонтировать систему COSTAR и использовать отсек для установки ультрафиолетового спектрографа.

Хронология установки приборов на борту космического телескопа (вновь установленные приборы выделены курсивом):

Как отмечалось выше, система наведения также используется в научных целях.

Примечания

1. ↑ 123456The European Homepage for the NASA/ESA Hubble Space Telescope — Fact Sheet - www.spacetelescope.org/about/general/fact_sheet.html  (англ.). ЕКА.
2. ↑ 12The Hubble Program — Timeline - hubble.nasa.gov/overview/timeline.php  (англ.). — Хроника событий связанных с телескопом «Хаббл» на сайте НАСА.
3. HST Program Office. Hubble Facts: HST Orbit Decay and Shuttle Re-boost - hubble.nasa.gov/a_pdf/news/facts/sm3b/fact_sheet_reboost.pdf  (англ.) (PDF). Goddard Space Flight Center (2003).
4. Amiko Kauderer. Space Shuttle Mission Overview — STS-125: The Final Visit - www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/shuttlemissions/hst_sm4/overview.html  (англ.). NASA (26 марта 2009).
5. ↑ 12345HST - www.astronautix.com/craft/hst.htm  (англ.). — «Хаббл» в «Encyclopedia Astronautica».
6. Космический телескоп «Хаббл» - www.scientific.ru/hubble/st.html. Междисциплинарный научный сервер Scientific.ru.
7. SYNPHOT User’s Guide, version 5.0, Space Telescope Science Institute, p. 27
8. ↑ 123456The Hubble Program — Technology - hubble.nasa.gov/technology/instruments.php  (англ.). NASA.
9. About Hubble - www.spacetelescope.org/about/index.html  (англ.). — Описание телескопа на сайте ЕКА.
10. NASA's Great Observatories - www.nasa.gov/audience/forstudents/postsecondary/features/F_NASA_Great_Observatories_PS.html  (англ.). NASA.
11. ↑ 12Lyman Spitzer, Jr. «Report to Project Rand: Astronomical Advantages of an Extra-Terrestrial Observatory», перепечатанная в NASA SP-2001-4407: Exploring the Unknown Chapter 3, Document III-1 - history.nasa.gov/SP-4407/vol5/ExploreUnknown.pdf. — С. 546.
12. The Hubble Story - www.nasa.gov/mission_pages/hubble/story/the_story.html  (англ.). NASA. — Исторический обзор на официальном сайте.
13. Lyman Spitzer Jr. - www.spitzer.caltech.edu/info/241  (англ.). Caltech.
14. Baum, W. A, Johnson, F. S., Oberly, J. J., Rockwood, C. C., Strain, C. V. и Tousey, R. Solar Ultraviolet Spectrum to 88 Kilometers // Phys. Rev. — American Physical Society, 1946. — Vol. 70. — № 9—10. — P. 781—782.
15. Up close and personal — physicsworld.com - physicsworld.com/cws/article/print/37981  (англ.). physicsworld.com. Institute of Physics (www.iop.org) (2 марта 2009).
16. OAO - nasascience.nasa.gov/missions/oao  (англ.). NASA.
17. Lyman S. Spitzer. (1979) History of the Space Telescope // Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. Vol. 20. P. 29
18. ↑ 12Spitzer, Lyman, Jr. (1979). «History of the Space Telescope - adsabs.harvard.edu/abs/1979QJRAS..20...29S». Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society 20: 33—34.
19. Servicing Mission 4 — the fifth and final visit to Hubble - www.spacetelescope.org/news/html/heic0907.html  (англ.). ЕКА.
20. ↑ 123 Chapter 12. Hubble Space telescope - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf // Dunar A. J., Waring S. P. (1999) Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990. U.S. Government Printing Office, ISBN 0-16-058992-4
21. Hubble space telescope stand-in gets starring role - www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2001/h01-185.htm  (англ.). NASA. — Информация на сайте НАСА. (недоступная ссылка — история - web.archive.org/web/*/http://www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2001/h01-185.htm)
22. A. J. Dunar, S. P. Waring. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990 - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf. — U.S. Government Printing Office, 1999. — P. 496. — 713 p. — ISBN 0-16-058992-4
23. M. Robberto, A. Sivaramakrishnan, J. J. Bacinski, D. Calzetti, J. E. Krist, J. W. MacKenty, J. Piquero и M. Stiavelli. The Performance of HST as an Infrared Telescope - www.stsci.edu/hst/wfc3/documents/published/spie4013386.pdf // Proc. SPIE. — 2000. — Vol. 4013. — P. 386—393.
24. Ghitelman, David. The Space Telescope - books.google.com/books?id=xVCmPQAACAAJ. — Нью-Йорк: Michael Friedman Publishing, 1987. — P. 32. — 143 p. — ISBN 0831779713
25. Hubble Space Telescope Systems - www.gsfc.nasa.gov/gsfc/service/gallery/fact_sheets/spacesci/hst3-01/hubble_space_telescope_systems.htm  (англ.). Goddard Space Flight Center. (недоступная ссылка — история - web.archive.org/web/*/http://www.gsfc.nasa.gov/gsfc/service/gallery/fact_sheets/spacesci/hst3-01/hubble_space_telescope_systems.htm)
26. A. J. Dunar, S. P. Waring. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990 - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf. — U.S. Government Printing Office, 1999. — P. 486—487. — 713 p. — ISBN 0-16-058992-4
27. Nancy Grace Roman. Chapter 3 // «Exploring the Universe: Space-Based Astronomy and Astrophysics» NASA SP-2001-4407: Exploring the Unknown - history.nasa.gov/SP-4407/vol5/ExploreUnknown.pdf. — P. 536.
28. ST-ECF History - www.stecf.org/about/history.php  (англ.). STScI.
29. Hubble Space Telescope Servicing Mission 4 Space Telescope Operations Control Center - www.nasa.gov/pdf/206047main_STOCC-FS-2007-09-090_12_4.pdf (PDF). NASA.
30. ↑ 12Tatarewicz, Joseph N. Chapter 16: The Hubble Space Telescope Servicing Mission - history.nasa.gov/SP-4219/Contents.html P. 371. NASA.
31. The Hubble Story Continued - www.nasa.gov/mission_pages/hubble/story/the_story_2.html  (англ.). NASA. — Исторический обзор на официальном сайте.
32. John Wilford. Telescope Is Set to Peer at Space and Time - query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C0CE3D6153AF93AA35757C0A966958260&sec=&spon=&pagewanted=all  (англ.). New York Times (9 апреля 1990).
33. STS-31 - science.ksc.nasa.gov/shuttle/missions/sts-31/mission-sts-31.html  (англ.). NASA.
34. The European Homepage for the NASA/ESA Hubble Space Telescope — Frequently Asked Questions - www.spacetelescope.org/about/faq.html  (англ.).
35. The Space Telescope Observatory. Technical Report NASA CP-2244 - hdl.handle.net/2060/19820025420  (англ.). NASA.
36. Brandt J. C. et al. The Goddard High Resolution Spectrograph: Instrument, goals, and science results - articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1994PASP..106..890B&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf  (англ.) // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. — 1994. — № 106. — P. 890—908.
37. High Speed Photometer - www.sal.wisc.edu/HSP  (англ.). Astronomy Department at the University of Wisconsin — Madison. — информация на сайте Факультета Астрономии Университета Висконсина.
38. G. Fritz Benedict, Barbara E. McArthur. (2005) High-precision stellar parallaxes from Hubble Space Telescope fine guidance sensors. Transits of Venus: New Views of the Solar System and Galaxy. Proceedings of IAU Colloquium #196, Ed. D. W. Kurtz. Cambridge University Press. P. 333—346
39. Burrows C. J. et al. (1991) The imaging performance of the Hubble Space Telescope // Astrophysical Journal. Vol. 369. P. 21
40. Effects of OTA Spherical Aberration - www.stsci.edu/itt/review/ihb_cy14/WFPC2/ch5_psf2.html  (англ.). STScI. — Сравнение реальных и расчётных графиков отображения точечных объектов.
41. The Hubble Program — Servicing Missions — SM1 - hubble.nasa.gov/missions/sm1.php  (англ.). NASA.
42. ↑ 12Tatarewicz, Joseph N. Chapter 16: The Hubble Space Telescope Servicing Mission - history.nasa.gov/SP-4219/Contents.html P. 375. NASA.
43. ↑ 12Allen, Lew. The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure Report - ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910003124_1991003124.pdf  (англ.) (PDF). NASA Technical Report NASA-TM-103443 (1990). — см. страницу 515.
44. M. M. Litvac. Image inversion analysis of the HST OTA (Hubble Space Telescope Optical Telescope Assembly), phase A - adsabs.harvard.edu/abs/1991trw..rept.....L  (англ.). TRW.
45. David Redding, Sam Sirlin, Andy Boden, Jinger Mo, Bob Hanisch, Laurie Furey. Optical Prescription of the HST - hdl.handle.net/2014/31621  (англ.). JPL (июль 1995).
46. Allen, Lew. The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure Report - ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910003124_1991003124.pdf  (англ.) (PDF). NASA Technical Report NASA-TM-103443 (1990). — Отчёт комиссии Аллена, см. Appendex E.
47. ↑ 12Allen, Lew. The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure Report - ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910003124_1991003124.pdf  (англ.) (PDF). NASA Technical Report NASA-TM-103443 (1990). — Отчёт комиссии Аллена.
48. A. J. Dunar, S. P. Waring. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990 - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf. — U.S. Government Printing Office, 1999. — P. 512. — 713 p. — ISBN 0-16-058992-4
49. Selected Documents in the History of the U.S. Civil Space Program Volume V: Exploring the Cosmos / John M. Logsdon, editor. 2001
50. Chaisson, Eric. The Hubble Wars; Astrophysics Meets Astropolitics in the Two-Billion-Dollar Struggle Over the Hubble Space Telescope - books.google.com/books?id=woXD_hU4M8kC&dq=isbn:0060171146&ei=NMnRS5vQJInskwSh7N28CA&cd=1. — Harper Collins Publishers, 1994. — P. 184. — 386 p. — ISBN 0-06-017114-6
51. Tatarewicz, Joseph N. Chapter 16: The Hubble Space Telescope Servicing Mission - history.nasa.gov/SP-4219/Contents.html P. 376. NASA.
52. Jedrzejewski R. I., Hartig G., Jakobsen P., Crocker J. H., Ford H. C. (1994) In-orbit performance of the COSTAR-corrected Faint Object Camera // Astrophysical Journal Letters. Vol. 435. P. L7—L10
53. ↑ 12И. Лисов. США. Ремонт Космического телескопа имени Хаббла - www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/062/02.shtml#01 // Новости космонавтики. — 1993. — № 25.
54. ↑ 12STS-61 - www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/shuttlemissions/archives/sts-61.html  (англ.). NASA. — Описание первой экспедиции по обслуживанию КТХ.
55. Mark D. Johnston, Glenn E. Miller. SPIKE: Intelligent Scheduling of Hubble Space Telescope Observations - www.stsci.edu/resources/software_hardware/spike/technicalPapers/spike-chapter3.pdf  (англ.) (PDF). STScI.
56. A. J. Dunar, S. P. Waring. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990 - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf. — U.S. Government Printing Office, 1999. — P. 514—515. — 713 p. — ISBN 0-16-058992-4
57. History: How Hubble Came About - www.spacetelescope.org/about/history/  (англ.). ЕКА.
58. The Hubble Space Telescope: SM3A - hubble.nasa.gov/missions/sm3a.php  (англ.). NASA.
59. Thackeray’s Globules in IC 2944 - heritage.stsci.edu/2002/01/index.html. Hubble Heritage. STScI.
60. Trauger J. T., Ballester G. E., Burrows C. J., Casertano S., Clarke J. T., Crisp D. (1994) The on-orbit performance of WFPC2 // Astrophysical Journal Letters. Vol. 435. P. L3—L6
61. ↑ 123США. Второй полет к “Хабблу” - www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/144/02.shtml#08 // Новости космонавтики. — 1997. — № 4.
62. NICMOS Temperature History - www.stsci.edu/hst/nicmos/performance/temperature. STScI.
63. Servicing Mission 2 - hubble.nasa.gov/missions/sm2.php. NASA.
64. STS-103 (96) - science.ksc.nasa.gov/shuttle/missions/sts-103/mission-sts-103.html  (англ.). NASA. — Описание миссии на сайте НАСА.
65. NICMOS Temperature History - www.stsci.edu/hst/nicmos/performance/temperature  (англ.). STScI.
66. The Hubble Program — Servicing Missions — SM3B - hubble.nasa.gov/missions/sm3b.php  (англ.). NASA. — описание ремонтной экспедиции на сайте НАСА.
67. The Hubble Program — Servicing Missions — SM4 - hubble.nasa.gov/missions/sm4.php  (англ.). NASA. — описание ремонтной экспедиции на сайте НАСА.
68. Servicing Mission 4 Cancelled - www.stsci.edu/resources/sm4meeting.html. STScI (16 января 2004).
69. STS-400: Ready and Waiting - www.nasa.gov/audience/foreducators/sts400-ready-and-waiting.html  (англ.). NASA.
70. ↑ 12Guy Gugliotta. Nominee Backs a Review Of NASA’s Hubble Decision - www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2005/04/12/AR2005041201646.html  (англ.). Washington Post (April 13, 2005).
71. NASA Approves Mission and Names Crew for Return to Hubble - www.nasa.gov/home/hqnews/2006/oct/HQ_06343_HST_announcement.html  (англ.). NASA (31 октября 2006).
72. Space Telescope Imaging Spectrograph - www.stsci.edu/instruments/stis/  (англ.). STScI.
73. Whitehouse, Dr. David NASA optimistic about Hubble fate - news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3652627.stm  (англ.). BBC News (23 апреля 2004).
74. Jeff Hecht. Hubble telescope loses another gyroscope - www.newscientist.com/article/dn12600-hubble-telescope-loses-another-gyroscope-.html  (англ.). New Scientist.
75. NASA/ESA Hubble Space Telescope Begins Two-Gyro Science Operations - www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=17700  (англ.). SpaceRef.com.
76. Advanced Camera for Surveys - www.stsci.edu/hst/acs  (англ.). Space Telescope Science Institute.
77. ↑ 12Servicing Mission 4 Essentials - www.nasa.gov/mission_pages/hubble/servicing/SM4/main/SM4_Essentials.html  (англ.). NASA (24 сентября 2008). — краткая информация о четвёртой экспедиции.
78. STScI newsletter. Vol. 20. Issue 2. Spring 2003
79. Benn C. R., Sánchez S. F. (2001) Scientific Impact of Large Telescopes // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. Vol. 113. P. 385
80. W. L. Freedman, B. F. Madore, B. K. Gibson, L. Ferrarese, D. D. Kelson, S. Sakai, J. R. Mould, R. C. Kennicutt, Jr., H. C. Ford, J. A. Graham, J. P. Huchra, S. M. G. Hughes, G. D. Illingworth, L. M. Macri, P. B. Stetson. Final Results from the Hubble Space Telescope Key Project to Measure the Hubble Constant // The Astrophysical Journal. — 2001. — Vol. 553. — № 1. — P. 47—72. Препринт можно прочитать здесь - arxiv.org/abs/astro-ph/0012376.
81. APOD: March 11, 1996 — Hubble Telescope Maps Pluto - apod.nasa.gov/apod/ap960311.html  (англ.). NASA.
82. Astronomers Measure Mass of Largest Dwarf Planet - hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2007/24/full/  (англ.). NASA.
83. Hubble Provides Clear Images of Saturn's Aurora - hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1998/05  (англ.). — Информация на сайте телескопа.
84. Hubble Finds Extrasolar Planets Far Across Galaxy - www.nasa.gov/mission_pages/hubble/exoplanet_transit.html  (англ.). NASA.
85. Астрономический сайт К. Гамильтона - www.solarviews.com/eng/orionnebula1.htm (англ.)
86. Hubble Confirms Existence of Massive Black Hole at Heart of Active Galaxy - nssdc.gsfc.nasa.gov/photo_gallery/caption/hst_blkhole.txt  (англ.). Goddard Space Flight Center, NASA (25 мая 1994).
87. Gebhardt K., Bender R., Bower G., Dressler A., Faber SM, Filippenko A. V., Green R., Grillmair C., Ho L. C., Kormendy J. et al. A Relationship between Nuclear Black Hole Mass and Galaxy Velocity Dispersion // The Astrophysical Journal. — 2000. — Vol. 539. — № 1. — P. L13—L16. — DOI:10.1086/312840 - dx.doi.org/10.1086/312840 Препринт можно прочитать здесь - arxiv.org/abs/astro-ph/0006289.
88. Supernova Cosmology Project - supernova.lbl.gov/  (англ.). Lawrence Berkeley Laboratory.
89. Does Dark Energy Exist? - www.scientificamerican.com/article.cfm?id=does-dark-energy-exist  (англ.). Scientific American.
90. Autopsy of an Explosion - science.nasa.gov/newhome/headlines/ast26mar99_1.htm  (англ.). NASA.
91. Hubble's Deepest View of the Universe Unveils Bewildering Galaxies across Billions of Years - hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1996/01  (англ.). STScI, the Hubble Deep Field Team, NASA.
92. Галактики на краю видимой Вселенной - cosmo.irk.ru/part3-2.html.
93. Hubble Digs Deeply, Toward Big Bang - www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/hubble_UDF.html  (англ.). NASA.
94. Hubble Space Telescope Call for Proposals for Cycle 14 / eds. Neill Reid and Jim Younger. 2004
95. Hubble Space Telescope Call for Proposals for Cycle 18. Chapter 3 - www.stsci.edu/hst/proposing/docs/proposing/documents/cp/3_Proposal_Categories09.html. STScI.
96. Amateur Astronomers Will Use NASA's Hubble Space Telescope - hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1992/1992/23/text/  (англ.). STScI (10 сентября 1992).
97. Secosky, J и M. Potter. A Hubble Space Telescope Study of Posteclipse Brightening and Albedo Changes on Io. Icarus. — 1994. — P. 73—78.
98. O'Meara S. The Demise of the HST Amateur Program // Sky and Telescope. — 1997. — P. 97.
99. ↑ 123Hubble Space Telescope Primer for Cycle 18: Orbital Constraints - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/primer/Ch_2_Systemoverview3.html  (англ.). STScI.
100. ↑ 12HST — Hubble Space Telescope - hubble.gsfc.nasa.gov/a_pdf/news/SM2-MediaGuide.pdf  (англ.) (PDF). NASA. — используются термины «sun-avoidance zone» и «South Atlantic Anomaly».
101. The Hubble Program — Hubble Operations — Capturing Images - hubble.nasa.gov/operations/capture-image.php  (англ.). NASA. — Чтобы получить более подробную информацию, кликните на изображение.
102. The Hubble Telescope - archive.stsci.edu/hst  (англ.). STScI.
103. Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf  (англ.) (PDF). STScI. — См. Section 7.2.
104. Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf (PDF). STScI. — См. Chapter 7.
105. The Hubble Heritage Project - heritage.stsci.edu/  (англ.). STScI.
106. ↑ 12Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf  (англ.) (PDF). STScI. — См. Section 7.2.1.
107. Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf  (англ.) (PDF). STScI. — См. Section 7.1.1.
108. By Popular Demand: Hubble Observes Horsehead Nebula - heritage.stsci.edu/2001/12/caption.html. Hubble Heritage.
109. The Hubble Heritage Project Website - heritage.stsci.edu  (англ.).
110. HubbleSite - hubblesite.org/  (англ.). STScI.
111. NewsCenter - hubblesite.org/newscenter/  (англ.). STScI.
112. News Release Archive: Entire Collection - hubblesite.org/newscenter/archive/  (англ.). STScI.
113. Hubble Public Talks - hubblesite.org/about_us/public-talks.shtml  (англ.). STScI.
114. HEIC: Vision, Mission, Goals & Deliverables - www.spacetelescope.org/about_us/heic/mission.html  (англ.). ESA.
115. Результаты последней ремонтной миссии к телескопу Хаббла - www.newscientist.com/article/dn17230-gallery-the-final-mission-to-repair-hubble.html (англ.)
116. HST Orbit data - www.heavens-above.com/orbit.aspx?lat=0&lng=0&alt=0&loc=Unspecified&TZ=CET&satid=20580  (англ.). heavens-above.
117. Overview of the Hubble Space Telescope - www2.jpl.nasa.gov/saturn/hubble.html  (англ.). NASA.

Литература

• Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf  (англ.) (PDF). STScI.
• Allen, Lew The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure Report - ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910003124_1991003124.pdf  (англ.) (PDF). NASA Technical Report NASA-TM-103443 (1990). Окончательный отчёт о дефекте зеркала «Хаббла».
• Dunar A. J. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990. — U.S. Government Printing Office, 1999. — ISBN 0-16-058992-4. Chapter 12, The Hubble Space Telescope - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdfPDF (260 KB). О разработке телескопа.
• Logsdon John M. NASA SP-2001-4407: Exploring the Unknown — Selected Documents in the History of the U.S. Civil Space Program. Volume V: Exploring the Cosmos - history.nasa.gov/SP-4407/vol5/ExploreUnknown.pdf. — NASA. Содержит множество основополагающих документов, таких как статья Лаймана Спитцера 1946 года, меморандум о соглашении ЕКА и другие.
• Lyman Spitzer, Jr. History of the Space Telescope - articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1979QJRAS..20...29S&data_type&#61PDF_HIGH&whole_paper&#61YES&type&#61PRINTER&filetype&#61.pdf  (англ.) // Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. — 1979. — № 20. — С. 29—36. Ранняя история и предшественники.
• Tatarewicz, Joseph N. Chapter 16: The Hubble Space Telescope Servicing Mission - history.nasa.gov/SP-4219/Contents.html. NASA. Глава из книги SP-4219: From Engineering Science To Big Science. Детальный отчёт о первой ремонтной экспедиции к телескопу.
• Zimmerman, Robert F. The Universe in a Mirror — The Saga of the Hubble Space Telescope and the Visionaries Who Built It - books.google.com/books?id=rWiBhwTZQnYC&dq=inauthor:"Robert Zimmerman"&source=gbs_navlinks_s. — Princeton UP (2008, 2010). — 287 p.

wreferat.baza-referat.ru

Радиотелескопы и космические телескопы - реферат

Первымкосмическое радиоизлучение зарегистрировал Карл Янский в 1931 году. Егорадиотелескоп представлял собой вращающуюся деревянную конструкцию,установленную на автомобильных колесах для исследования помех радиотелефоннойсвязи на длинах волн λ = 4 000 м и λ = 14,6 м. К 1932 году сталоясно, что радиопомехи приходят из Млечного Пути, где расположен центрГалактики. А в 1942 было открыто радиоизлучение Солнца. Любой радиотелескоп попринципу своего действия похож на оптический: он собирает излучение ифокусирует его на детекторе, настроенном на выбранную длину волны, а затемпреобразует этот сигнал, показывая условно раскрашенное изображение неба илиобъекта. В радиоастрономии используются различные типы антенн: дипольныеантенны, параболические рефлекторы, радиоинтерферометры. Чаще всего в качествеантенны используется большая вогнутая чаша или зеркало параболической формы. Зеркалоотражает радиоволны, которые собираются вблизи фокуса и улавливаютсяоблучателем – полуволновым диполем, принимающим излучение заданной длины волны.В 1963 году начал работать 300-метровый радиотелескоп со сферической антенной вАресибо на острове Пуэрто-Рико, установленный в огромном естественномкотловане, в горах. В 1976 году на Северном Кавказе в России начал работать600-метровый радиотелескоп РАТАН-600. Угловое разрешение радиотелескопа наволне 3 см составляет 10".

15-метровыйтелескоп Европейской Южной обсерватории. Радиотелескоп в Аресибо, Пуэрто-Рико.

Внекоторых обсерваториях используются набор антенн, установленных на большойтерритории. На радиоастрономической станции ФИАН в Пущино в России введен встрой БСА. Это поле антенн длиной 300 метров и шириной 400 метров; работает БСАна длине волны 3 м. Угловое разрешение радиотелескопа δ = λ/D редкобывает лучше 1'. Для 300-метрового радиотелескопа в Аресибо на длине волныλ = 70 см теоретическое угловое разрешение будет равно δ = 0,7/300 =8' – в несколько сот раз хуже, чем у оптических телескопов. Чтобы существенноулучшить угловое разрешение, в радиоастрономии используют радиоинтерферометры.Простейший радиоинтерферометр состоит из двух радиотелескопов, разнесенных нарасстояние, называемое базой интерферометра. Радиотелескопы, объединенные вединую систему, называют системой апертурного синтеза.

Системарадиотелескопов VLA в Нью-Мексико (США).

Угловоеразрешение системы апертурного синтеза VLA Национальной радиоастрономическойобсерватории США в Сокорро, состоящей из 27 радиотелескопов, на длине волны 1,3см составляет 0,05". Радиоинтерферометр MERLIN в Великобритании, состоящийиз 7 радиотелескопов, на длине волны 6 см дает угловое разрешение 0,05".Налаживают связь между радиотелескопами, находящимися в разных странах и дажена разных континентах. Такие системы получили название радиоинтерферометров сосверхдлинной базой (РСДБ). Такие системы дают максимально возможное угловоеразрешение, в несколько тысяч раз лучшее, чем у любого оптического телескопа.

Принципиальнаясхема телескопа им. Хаббла. Особое значение в наш космический век придаетсяорбитальным обсерваториям. Наиболее известная из них – космический телескоп им.Хаббла – запущен в апреле 1990 года и имеет диаметр 2,4 м. После установки в1993 году корректирующего блока телескоп регистрирует объекты вплоть до 30-йзвездной величины, а его угловое увеличение – лучше 0,1" (под таким углом виднагорошина с расстояния в несколько десятков километров). С помощью телескопаудалось получить снимки далеких объектов Солнечной системы, наблюдать падениекометы Шумейкеров – Леви на Юпитер и извержение Ио, изучить цефеиды и квазары,получить снимки предельно слабых галактик. Исследования с орбиты проводятся нетолько в оптическом, но и во всех других диапазонах электромагнитногоизлучения.

Астрофизическиймодуль «Квант» орбитальной станции «Мир» (на фотографии слева от него отходятдве солнечные батареи и вертикальная штанга). Астрономические данные,полученных на различных современных телескопах, накапливаются на специальныхкомпьютерах. Обычно результаты наблюдений в течение года считаютсясобственностью получившего их ученого. Затем данные переходят в общеепользование. В настоящее время создаются виртуальные обсерватории, в которыхбудут доступны данные наблюдений с обсерваторий VLT, Космического телескопа им.Хаббла и других. Список литературы

Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.astrogalaxy.ru

2dip.su

Реферат: Космический телескоп им. Хаббла

ПРОЕКТ КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПА ИМЕНИ ХАББЛА В 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 ТЕЛЕСКОПА На 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 СИСТЕМЫ HST 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 ХАББЛА 1)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

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)

www.referatmix.ru

Реферат Телескоп Хаббл

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 История
  • 1.1 Предыстория, концепции, ранние проекты
  • 1.2 Борьба за финансирование проекта
  • 1.3 Организация проектирования и строительства
  • 1.4 Изготовление оптической системы
  • 1.5 Космический аппарат
  • 1.6 Координация исследований и управление полётом
  • 1.7 Запуск и начало работы
  • 1.8 Приборы, установленные на момент запуска
  • 1.9 Дефект главного зеркала
  • 1.10 Причины дефекта
  • 1.11 Поиски решения
  • 1.12 Система оптической коррекции (COSTAR)
• 2 Техническое обслуживание телескопа
  • 2.1 Первая экспедиция
  • 2.2 Вторая экспедиция
  • 2.3 Третья экспедиция (A)
  • 2.4 Третья экспедиция (B)
  • 2.5 Четвёртая экспедиция
    • 2.5.1 Дебаты
    • 2.5.2 Работы по ремонту
• 3 Достижения
  • 3.1 Наиболее значимые наблюдения
• 4 Доступ к телескопу
• 5 Планирование наблюдений
• 6 Передача, хранение и обработка данных телескопа
  • 6.1 Передача на Землю
  • 6.2 Архивирование и доступ к данным
  • 6.3 Анализ и обработка информации
• 7 Связи с общественностью
• 8 Будущее «Хаббла»
• 9 Технические данные
  • 9.1 Параметры орбиты
  • 9.2 Космический аппарат
  • 9.3 Приборы
ПримечанияЛитература

Введение

Косми́ческий телеско́п «Хаббл» (англ. Hubble Space Telescope, HST, КТХ, код обсерватории «250») — автоматическая обсерватория на орбите вокруг Земли, названная в честь Эдвина Хаббла. Телескоп «Хаббл» — совместный проект НАСА и Европейского космического агентства[2][5][9]; он входит в число Больших обсерваторий НАСА[10].

Размещение телескопа в космосе даёт возможность регистрировать электромагнитное излучение в диапазонах, в которых земная атмосфера непрозрачна; в первую очередь — в инфракрасном диапазоне. Благодаря отсутствию влияния атмосферы, разрешающая способность телескопа в 7—10 раз больше, чем у аналогичного телескопа, расположенного на Земле[11].

1. История

1.1. Предыстория, концепции, ранние проекты

Лайман Спитцер

Эдвин Хаббл

Первое упоминание концепции орбитального телескопа встречается в книге Германа Оберта «Ракета в межпланетном пространстве» (нем. «Die Rakete zu den Planetenraumen»), изданной в 1923 году.

В 1946 году американский астрофизик Лайман Спитцер опубликовал статью «Астрономические преимущества внеземной обсерватории» (англ. Astronomical advantages of an extra-terrestrial observatory). В статье отмечены два главных преимущества такого телескопа. Во-первых, его угловое разрешение будет ограничено лишь дифракцией, а не турбулентными потоками в атмосфере; в то время разрешение наземных телескопов было от 0,5 до 1,0 угловой секунды, тогда как теоретический предел разрешения по дифракции для телескопа с зеркалом 2,5 метра составляет около 0,1 секунды. Во-вторых, космический телескоп мог бы вести наблюдение в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, в которых поглощение излучений земной атмосферой весьма значительно[11][12].

Спитцер посвятил значительную часть своей научной карьеры продвижению проекта. В 1962 году доклад, опубликованный Национальной академией наук США, рекомендовал включить разработку орбитального телескопа в космическую программу, и в 1965 году Спитцер был назначен главой комитета, в задачу которого входило определение научных задач для крупного космического телескопа.[13]

Космическая астрономия стала развиваться после окончания Второй мировой войны. В 1946 году впервые был получен ультрафиолетовый спектр Солнца.[14] Орбитальный телескоп для исследований Солнца был запущен Великобританией в 1962 году в рамках программы «Ариэль», а в 1966 году НАСА запустило в космос первую орбитальную обсерваторию OAO-1 (англ. Orbiting Astronomical Observatory).[15] Миссия не увенчалась успехом из-за отказа аккумуляторов через три дня после старта. В 1968 году была запущена OAO-2, которая производила наблюдения ультрафиолетового излучения звёзд и галактик вплоть до 1972 года, значительно превысив расчётный срок эксплуатации в 1 год.[16]

Миссии OAO послужили наглядной демонстрацией роли, которую могут играть орбитальные телескопы, и в 1968 году НАСА утвердило план строительства телескопа-рефлектора с зеркалом диаметром 3 м. Проект получил условное название LST (англ. Large Space Telescope). Запуск планировался на 1972 год. Программа подчёркивала необходимость регулярных пилотируемых экспедиций для обслуживания телескопа с целью обеспечения продолжительной работы дорогостоящего прибора. Параллельно развивавшаяся программа «Спейс шаттл» давала надежды на получение соответствующих возможностей[17].

1.2. Борьба за финансирование проекта

Благодаря успеху программы ОАО в астрономическом сообществе сложился консенсус о том, что строительство крупного орбитального телескопа должно стать приоритетной задачей. В 1970 году НАСА учредило два комитета, один для изучения и планирования технических аспектов, задачей второго была разработка программы научных исследований. Следующим серьёзным препятствием было финансирование проекта, затраты на который должны были превзойти стоимость любого наземного телескопа. Конгресс США поставил под сомнение многие статьи предложенной сметы и существенно урезал ассигнования, первоначально предполагавшие масштабные исследования инструментов и конструкции обсерватории. В 1974 году, в рамках программы сокращений расходов бюджета, инициированной президентом Фордом, Конгресс полностью отменил финансирование проекта[18].

В ответ на это астрономами была развёрнута широкая кампания по лоббированию. Многие учёные[кто?] лично встретились с сенаторами и конгрессменами, было также проведено несколько крупных рассылок писем в поддержку проекта. Национальная Академия Наук опубликовала доклад, в котором подчёркивалась важность создания большого орбитального телескопа, и в результате сенат согласился выделить половину средств из бюджета, первоначально утверждённого Конгрессом[18].

Финансовые проблемы привели к сокращениям, главным из которых было решение уменьшить диаметр зеркала с 3 до 2,4 метра, для снижения затрат и получения более компактной конструкции. Также был отменён проект телескопа с полутораметровым зеркалом, который предполагалось запустить с целью тестирования и отработки систем, и принято решение о кооперации с Европейским космическим агентством. ЕКА согласилось участвовать в финансировании, а также предоставить ряд инструментов и солнечные батареи для обсерватории, взамен за европейскими астрономами резервировалось не менее 15 % времени наблюдений[19]. В 1978 году Конгресс утвердил финансирование в размере 36 млн долл., и сразу после этого начались полномасштабные работы по проектированию. Дата запуска планировалась на 1983 год. В начале 1980-х телескоп получил имя Эдвина Хаббла.

1.3. Организация проектирования и строительства

Работа над созданием космического телескопа была поделена между многими компаниями и учреждениями. Космический центр Маршалла отвечал за разработку, проектирование и строительство телескопа, Центр космических полётов Годдарда занимался общим руководством разработкой научных приборов и был выбран в качестве наземного центра управления. Центр Маршалла заключил контракт с компанией «Перкин-Элмер» на проектирование и изготовление оптической системы телескопа (англ. Optical Telescope Assembly, OTA) и датчиков точного наведения. Корпорация «Локхид» получила контракт на строительство космического аппарата для телескопа[20].

1.4. Изготовление оптической системы

Полировка главного зеркала телескопа, лаборатория компании «Перкин-Элмер», май 1979 года.

Зеркало и оптическая система в целом были наиболее важными частями конструкции телескопа, и к ним предъявлялись особо жёсткие требования. Обычно зеркала телескопов изготавливаются с допуском примерно в одну десятую длины волны видимого света, но, поскольку космический телескоп предназначался для наблюдений в диапазоне от ультрафиолетового до почти инфракрасного, а разрешающая способность должна была быть в десять раз выше, чем у наземных приборов, допуск для изготовления его главного зеркала был установлен в 1/20 длины волны видимого света, или примерно 30 нм.

Компания «Перкин-Элмер» намеревалась использовать новые станки с числовым программным управлением для изготовления зеркала заданной формы. Компания «Кодак» получила контракт на изготовление запасного зеркала с использованием традиционных методов полировки, на случай непредвиденных проблем с неапробированными технологиями (зеркало, изготовленное компанией «Кодак», в настоящее время находится в экспозиции музея Смитсоновского института[21]). Работы над основным зеркалом начались в 1979 году, для изготовления использовалось стекло со сверхнизким коэффициентом расширения. Для уменьшения веса зеркало состояло из двух поверхностей — нижней и верхней, соединённых решётчатой конструкцией сотовой структуры.

Резервное зеркало телескопа, Смитсоновский музей авиации и космонавтики, Вашингтон.

Работы по полировке зеркала продолжались до мая 1981 года, при этом были сорваны первоначальные сроки и значительно превышен бюджет[22]. В отчётах НАСА того периода выражаются сомнения в компетентности руководства компании «Перкин-Элмер» и её способности успешно завершить проект такой важности и сложности. В целях экономии средств НАСА отменило заказ на резервное зеркало и перенесло дату запуска на октябрь 1984 года. Окончательно работы завершились к концу 1981 года, после нанесения отражающего покрытия из алюминия толщиной 75 нм и защитного покрытия из фторида магния толщиной в 25 нм[23][24].

Несмотря на это, сомнения в компетентности «Перкин-Элмер» оставались, поскольку сроки окончания работ над остальными компонентами оптической системы постоянно отодвигались, а бюджет проекта рос. Графики работ, предоставляемые компанией, НАСА охарактеризовало как «неопределённые и изменяющиеся ежедневно» и отложило запуск телескопа до апреля 1985 года. Тем не менее, сроки продолжали срываться, задержка росла в среднем на один месяц каждый квартал, а на завершающем этапе росла на один день ежедневно. НАСА было вынуждено ещё дважды перенести старт, сначала на март, а затем на сентябрь 1986 года. К тому времени общий бюджет проекта вырос до 1,175 млрд долларов[20].

1.5. Космический аппарат

Начальные этапы работ над космическим аппаратом, 1980.

Другой сложной инженерной проблемой было создание космического корабля для телескопа и остальных приборов. Основными требованиями были защита оборудования от постоянных перепадов температур при нагреве от прямого солнечного освещения и охлаждения в тени Земли и особо точное ориентирование телескопа. Телескоп смонтирован внутри лёгкой алюминиевой капсулы, которая покрыта многослойной термоизоляцией, обеспечивающей стабильную температуру. Жёсткость капсулы и крепление приборов обеспечивает внутренняя пространственная рама из углепластика[25].

Хотя работы по созданию космического аппарата проходили более успешно, чем изготовление оптической системы, «Локхид» также допустила некоторое отставание от графика и превышение бюджета. К маю 1985 года перерасход средств составил около 30 % от первоначального объёма, а отставание от плана — 3 месяца. В докладе, подготовленном Космическим центром Маршалла, отмечалось, что при проведении работ компания не проявляет инициативу, предпочитая полагаться на указания НАСА[20].

1.6. Координация исследований и управление полётом

В 1983 году, после некоторого противоборства между НАСА и научным сообществом был учреждён Научный институт космического телескопа. Институт управляется Ассоциацией университетов по астрономическим исследованиям (англ.) (англ. AURA — Association of Universities for Research in Astronomy) и располагается в кампусе университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд. Университет Хопкинса — один из 32 американских университетов и иностранных организаций, входящих в ассоциацию. Научный институт космического телескопа отвечает за организацию научных работ и обеспечение доступа астрономов к полученным данным; эти функции НАСА хотело оставить под своим контролем, но учёные предпочли передать их академическим учреждениям[26][27].

Европейский координационный центр космического телескопа был основан в 1984 году в городе Гархинг, Германия для предоставления аналогичных возможностей европейским астрономам[28].

Управление полётом было возложено на Центр космических полётов Годдарда (англ.), который находится в городе Гринбелт, Мэриленд, в 48 километрах от Научного института космического телескопа. За функционированием телескопа ведётся круглосуточное посменное наблюдение четырьмя группами специалистов. Техническое сопровождение осуществляется НАСА и компаниями-контакторами через Центр Годдарда[29].

1.7. Запуск и начало работы

Старт шаттла «Дискавери» с телескопом «Хаббл» на борту.

Первоначально запуск телескопа на орбиту планировался на октябрь 1986 года, но катастрофа «Челленджера» 28 января приостановила программу «Спейс шаттл» на несколько лет, и запуск пришлось отложить.

Всё это время телескоп хранился в помещении с искусственно очищенной атмосферой, его бортовые системы были частично включены. Расходы на хранение составляли около 6 млн долларов в месяц, что ещё больше увеличило расходы на проект[30].

Вынужденная задержка позволила произвести ряд усовершенствований: солнечные батареи были заменены на более эффективные, был модернизирован бортовой вычислительный комплекс и системы связи, а также изменена конструкция кормового защитного кожуха с целью облегчить обслуживание телескопа на орбите[30][31]. Кроме того, программное обеспечение для управления телескопом было не готово в 1986 году и фактически было окончательно написано только к моменту запуска в 1990-м[32].

После возобновления полётов шаттлов в 1988 году запуск был окончательно назначен на 1990 год. Перед запуском накопившаяся на зеркале пыль была удалена при помощи сжатого азота, а все системы прошли тщательное тестирование.

Шаттл «Дискавери» STS-31 стартовал 24 апреля 1990 года и на следующий день вывел телескоп на расчётную орбиту[33].

От начала проектирования до запуска было затрачено 2,5 млрд долларов при начальном бюджете в 400 млн. Общие расходы на проект, по оценке на 1999 год, составили 6 млрд долларов с американской стороны и 593 млн евро, оплаченных ЕКА[34].

1.8. Приборы, установленные на момент запуска

На момент запуска на борту были установлены шесть научных приборов:

• Широкоугольная и планетарная камера (англ.). Камера была сконструирована в Лаборатории реактивного движения НАСА. Она была оснащена набором из 48 светофильтров для выделения участков спектра, представляющих особый интерес для астрофизических наблюдений. Прибор имел 8 ПЗС-матриц, разделённых между двумя камерами, каждая из которых использовала по 4 матрицы. Широкоугольная камера обладала большим углом обзора, в то время как планетарная камера имела большее фокусное расстояние и, следовательно, давала большее увеличение[35].

• Спектрограф высокого разрешения Годдарда (англ.). Спектрограф предназначался для работы в ультрафиолетовом диапазоне. Прибор был создан в Центре космических полётов Годдарда и мог работать со спектральными разрешениями величиной около 2000, 20 000 и 100 000[36].

• Камера съёмки тусклых объектов (англ.). Прибор разработан ЕКА. Камера предназначалась для съёмки объектов в ультрафиолетовом диапазоне с высоким разрешением до 0,05 с.

• Спектрограф тусклых объектов. Предназначался для исследования особо тусклых объектов в ультрафиолетовом диапазоне.

• Высокоскоростной фотометр (англ.). Создан в Университете Висконсина, разработка финансировалась НАСА. Предназначался для наблюдений за переменными звёздами и другими объектами с изменяющейся яркостью. Мог делать до 10 000 замеров в секунду с погрешностью около 2 %[37].

• Датчики точного наведения (англ.) (англ. Fine Guidance Sensors), также могут использоваться в научных целях, обеспечивая астрометрию с миллисекундной точностью. Это позволяет находить параллакс и собственное движение объектов с точностью до 0,2 угловой миллисекунды и наблюдать орбиты двойных звёзд с угловым диаметром до 12 миллисекунд[38].

1.9. Дефект главного зеркала

Уже в первые недели после начала работы полученные изображения продемонстрировали серьёзную проблему в оптической системе телескопа. Хотя качество изображений было лучше, чем у наземных телескопов, «Хаббл» не мог достичь заданной резкости, и разрешение снимков было значительно хуже ожидаемого. Изображения точечных источников имели радиус свыше одной секунды дуги вместо фокусировки в окружность 0,1 секунды в диаметре, согласно спецификации[39][40].

Анализ изображений показал, что источником проблемы является неверная форма главного зеркала. Несмотря на то, что это было, возможно, наиболее точно рассчитанное зеркало из когда-либо созданных, а допуск составлял не более 1/20 длины волны видимого света, оно было изготовлено слишком плоским по краям. Отклонение от заданной формы поверхности составило лишь 2 мкм[41], но результат оказался катастрофическим — сильная сферическая аберрация, оптический дефект, при котором свет, отражённый от краёв зеркала, фокусируется в точке, отличной от той, в которой фокусируется свет, отражённый от центра зеркала[42].

Влияние дефекта на астрономические исследования зависело от конкретного типа наблюдений — характеристики рассеяния были достаточны для получения уникальных наблюдений ярких объектов с высокой разрешающей способностью, и спектроскопия также практически не пострадала[43]. Тем не менее, потеря значительной части светового потока из-за расфокусировки значительно уменьшили пригодность телескопа для наблюдений тусклых объектов и получения изображений с высокой контрастностью. Это означало, что практически все космологические программы стали просто невыполнимыми, поскольку требовали наблюдений особо тусклых объектов[42].

1.10. Причины дефекта

Анализируя изображения точечных источников света, астрономы установили, что коническая постоянная зеркала составляет −1,0139, вместо требуемой −1,00229[44][45]. То же число было получено путём проверки нуль-корректоров (приборы, позволяющие измерять с высокой точностью кривизну полируемой поверхности), использованных компанией «Перкин-Элмер», а также из анализа интерферограмм, полученных в процессе наземного тестирования зеркала[46].

Комиссия, возглавляемая Лю Алленом (англ.), директором Лаборатории реактивного движения, установила, что дефект возник в результате ошибки при монтаже главного нуль-корректора, полевая линза которого была сдвинута на 1,3 мм относительно правильного положения. Сдвиг произошёл по вине техника, осуществлявшего сборку прибора. Он ошибся при работе с лазерным измерителем, применявшимся для точного размещения оптических элементов прибора, а когда после окончания монтажа заметил непредвиденный зазор между линзой и поддерживающей её конструкцией, то просто вставил обычную металлическую шайбу[47].

В процессе полировки зеркала его поверхность проверялась при помощи двух других нуль-корректоров, каждый из которых правильно указывал на наличие сферической аберрации. Эти проверки были специально предусмотрены для исключения серьёзных оптических дефектов. Несмотря на чёткие инструкции по контролю качества, компания проигнорировала результаты измерений, предпочитая верить, что два нуль-корректора менее точны, чем главный, показания которого свидетельствовали об идеальной форме зеркала[48].

Комиссия возложила вину за произошедшее в первую очередь на исполнителя. Отношения между оптической компанией и НАСА серьёзно ухудшились в процессе работы над телескопом из-за постоянного срыва графика работ и перерасхода средств. НАСА установило, что компания не относилась к работам над зеркалом как к основной части своего бизнеса и пребывала в уверенности, что заказ не может быть передан другому подрядчику после начала работ. Хотя комиссия подвергла компанию суровой критике, часть ответственности лежала также на НАСА, в первую очередь — за неспособность обнаружить серьёзные проблемы с контролем качества и нарушение процедур со стороны исполнителя[49][47].

1.11. Поиски решения

Поскольку конструкция телескопа изначально предусматривала обслуживание на орбите, учёные немедленно начали поиск потенциального решения, которое можно было бы применить во время первой технической миссии, запланированной на 1993 год. Хотя «Кодак» закончила изготовление запасного зеркала для телескопа, замена его в космосе не представлялась возможной, а снимать с орбиты телескоп для замены зеркала на Земле было бы слишком долго и дорого. Факт, что зеркало с высокой точностью было отполировано до неправильной формы, привёл к идее разработать новый оптический компонент, который бы выполнял преобразование, эквивалентное ошибке, но с обратным знаком. Новое устройство работало бы подобно очкам для телескопа, корректируя сферическую аберрацию[50].

Из-за разницы в конструкции приборов требовалось разработать два различных корректирующих устройства. Одно предназначалось для Широкоформатной и Планетарной камеры, которая имела специальные зеркала, перенаправлявшие свет на её сенсоры, и коррекция могла осуществляться за счёт использования зеркал иной формы, которые бы полностью компенсировали аберрацию. Соответствующее изменение было предусмотрено в конструкции новой Планетарной камеры. Прочие приборы не имели промежуточных отражающих поверхностей и, таким образом, нуждались во внешнем корректирующем устройстве[51].

1.12. Система оптической коррекции (COSTAR)

Коррекция аберрации телескопа. Снимок галактики М100 до и после установки COSTAR.

Система, предназначенная для коррекции сферической аберрации, получила название COSTAR и состояла из двух зеркал, одно из которых компенсировало дефект[52]. Для установки COSTAR на телескоп было необходимо демонтировать один из приборов, и учёные приняли решение пожертвовать высокоскоростным фотометром[53][54].

В течение первых трёх лет работы, до установки корректирующих устройств, телескоп выполнил большое количество наблюдений[43][55]. В частности, дефект не оказывал большого влияния на спектроскопические замеры. Несмотря на отменённые из-за дефекта эксперименты, было достигнуто множество важных научных результатов, в том числе новые алгоритмы улучшения качества изображений с помощью деконволюции[56].

2. Техническое обслуживание телескопа

Обслуживание «Хаббла» производится во время выходов в открытый космос с космических кораблей многоразового использования типа «Спейс шаттл».

Всего были осуществлены четыре экспедиции по обслуживанию телескопа «Хаббл», одна из которых была разбита на два вылета[57][58].

2.1. Первая экспедиция

Работы на телескопе во время первой экспедиции.

В связи с выявившимся дефектом зеркала значение первой экспедиции по обслуживанию было особенно велико, поскольку она должна была установить на телескопе корректирующую оптику. Полёт «Индевор» STS-61 состоялся 2—13 декабря 1993 года, работы на телескопе продолжались в течение десяти дней. Экспедиция была одной из сложнейших за всю историю, в её рамках были осуществлены пять длительных выходов в открытый космос.

Высокоскоростной фотометр был заменён на систему оптической коррекции, широкоугольная и планетарная камера — на новую модель (WFPC2 (англ.)) с системой внутренней оптической коррекции[53][54]. Камера имела три квадратных ПЗС-матрицы, соединённых углом, и меньшую «планетарную» матрицу более высокого разрешения в четвёртом углу. Поэтому снимки камеры имеют характерную форму выщербленного квадрата[59].

Кроме этого, были заменены солнечные батареи и системы управления приводами батарей, четыре гироскопа системы наведения, два магнитометра и обновлён бортовой вычислительный комплекс. Также была произведена коррекция орбиты, необходимая из-за потери высоты вследствие трения о воздух при движении в верхних слоях атмосферы.

31 января 1994 года НАСА объявило об успехе миссии и продемонстрировало первые снимки значительно лучшего качества[60]. Успешное завершение экспедиции было крупным достижением, как для НАСА, так и для астрономов, которые получили в своё распоряжение полноценный инструмент.

2.2. Вторая экспедиция

Второе техобслуживание было произведено 11—21 февраля 1997 года в рамках миссии «Дискавери» STS-82[61]. Спектрограф Годдарда и Спектрограф тусклых объектов были заменены на Регистрирующий спектрограф космического телескопа (англ.) (англ. Space Telescope Imaging Spectrograph, STIS) и Камеру и мульти-объектный спектрометр ближнего инфракрасного диапазона (англ. Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer, NICMOS).

NICMOS позволяет проводить наблюдения и спектрометрию в инфракрасном диапазоне от 0,8 до 2,5 мкм. Для получения необходимых низких температур детектор прибора помещён в сосуд Дьюара и охлаждается жидким азотом[61][62].

STIS имеет рабочий диапазон 115—1000 нм и позволяет вести двумерную спектрографию, то есть получать спектр одновременно нескольких объектов в поле зрения.

Был также заменён бортовой регистратор, произведён ремонт теплоизоляции и выполнена коррекция орбиты[61][63].

2.3. Третья экспедиция (A)

Экспедиция 3A («Дискавери» STS-103) состоялась 19—27 декабря 1999 года, после того, как было принято решение о досрочном проведении части работ по программе третьего сервисного обслуживания. Это было вызвано тем, что три из шести гироскопов системы наведения вышли из строя. Четвёртый гироскоп отказал за несколько недель до полёта, сделав телескоп непригодным для наблюдений. Экспедиция заменила все шесть гироскопов, датчик точного наведения и бортовой компьютер. Новый компьютер использовал процессор Intel 80486 в специальном исполнении — с повышенной устойчивостью к радиации. Это позволило производить часть вычислений, выполнявшихся ранее на земле, при помощи бортового комплекса[64].

2.4. Третья экспедиция (B)

«Хаббл» в грузовом отсеке шаттла перед возвращением на орбиту, на фоне восходящей Земли. Экспедиция STS-109.

Экспедиция 3B (четвёртая миссия) выполнена 1—12 марта 2002 года, полёт «Колумбия» STS-109. В ходе экспедиции камера съёмки тусклых объектов была заменена на усовершенствованную обзорную камеру (англ.) (англ. Advanced Camera for Surveys, ACS) и восстановлено функционирование Камеры и спектрометра околоинфракрасного диапазона, в системе охлаждения которого в 1999 году закончился жидкий азот[65].

Были во второй раз заменены солнечные батареи. Новые панели были на треть меньше по площади, что значительно уменьшило потери на трение в атмосфере, но при этом вырабатывали на 30 % больше энергии, благодаря чему стала возможна одновременная работа со всеми приборами, установленными на борту обсерватории. Также был заменён узел распределения энергии, что потребовало полного выключения электропитания на борту — впервые с момента запуска[66].

Произведённые работы существенно расширили возможности телескопа. Два прибора, введённые в строй в ходе работ — ACS и NICMOS, позволили получить изображения глубокого космоса.

2.5. Четвёртая экспедиция

Работы на телескопе во время четвертой экспедиции.

Пятое и последнее техобслуживание (SM4) было произведено 11—24 мая 2009 года, в рамках миссии «Атлантис» STS-125. Ремонт включал замену одного из трёх датчиков точного наведения, всех гироскопов, установку новых аккумуляторов, блока форматирования данных и починку теплоизоляции. Также была восстановлена работоспособность усовершенствованной обзорной камеры и регистрирующего спектрографа и были установлены новые приборы[67].

2.5.1. Дебаты

Очередная экспедиция была назначена на февраль 2005 года, но после катастрофы космического корабля «Колумбия» в марте 2003 года была отложена на неопределённый срок, что поставило под угрозу дальнейшую работу «Хаббла». Даже после возобновления полётов шаттлов миссия была отменена, поскольку было принято решение, что каждый отправляющийся в космос челнок должен иметь возможность достичь МКС в случае обнаружения неисправностей, а из-за большой разницы в наклонении и высоте орбит шаттл не может причалить к станции после посещения телескопа[68][69].

Под давлением Конгресса и общественности, требовавших принятия мер по спасению телескопа, 29 января 2004 года Шон О’Киф (англ.), бывший тогда администратором НАСА, объявил, что изучит ещё раз решение об отмене экспедиции к телескопу[70].

13 июля 2004 года официальная комиссия Академии наук США приняла рекомендацию, что телескоп должен быть сохранён, невзирая на очевидный риск, и 11 августа того же года О’Киф поручил Центру Годдарда приготовить детальные предложения о проведении обслуживания телескопа при помощи робота. После изучения этот план был признан «технически неосуществимым»[70].

31 октября 2006 года новым администратором НАСА Майклом Гриффином было официально объявлено о подготовке последней миссии по ремонту и модернизации телескопа[71].

2.5.2. Работы по ремонту

К началу ремонтной экспедиции на борту накопился ряд неисправностей, неустранимых без посещения телескопа: отказали резервные системы питания у Регистрирующего спектрографа (STIS) и Усовершенствованной обзорной камеры (ACS), в результате чего STIS прекратил работу в 2004 году, а ACS работала ограниченно. Из шести гироскопов системы ориентации функционировали только четыре. К тому же требовали замены никель-водородные аккумуляторы телескопа[72][73][74][75][76].

Неисправности были полностью устранены в ходе ремонта, при этом на «Хаббл» были установлены два совершенно новых прибора: Ультрафиолетовый спектрограф (англ.) (англ. Cosmic Origin Spectrograph, COS) был установлен вместо системы COSTAR. Поскольку все находящиеся на данный момент на борту приборы имеют встроенные средства корректировки дефекта главного зеркала, надобность в системе отпала. Широкоугольная камера WFC2 была заменена на новую модель — WFC3 (англ. Wide Field Camera 3), которая отличается большим разрешением и чувствительностью, особенно в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах[77].

После этой миссии телескоп «Хаббл» должен будет продолжать свою работу на орбите по крайней мере до 2014 года[77].

3. Достижения

Столпы творения — один из самых известных снимков, полученных телескопом. Рождение новых звёзд в Туманности Орёл.

За 15 лет работы на околоземной орбите «Хаббл» получил 700 тыс. изображений 22 тыс. небесных объектов — звёзд, туманностей, галактик, планет. Поток данных, которые он ежедневно генерирует в процессе наблюдений, составляет около 15 ГБ. Общий их объём, накопленный за всё время работы телескопа, превышает 20 терабайт. Более 3900 астрономов получили возможность использовать его для наблюдений, опубликовано около 4000 статей в научных журналах. Установлено, что, в среднем, индекс цитирования астрономических статей, основанных на данных этого телескопа, в два раза выше, чем статей, основанных на других данных. Ежегодно в списке 200 наиболее цитируемых статей не менее 10 % занимают работы, выполненные на основе материалов Хаббла. Нулевой индекс цитирования имеют около 30 % работ по астрономии в целом и только 2 % работ, выполненных с помощью космического телескопа[78].

Тем не менее, цена, которую приходится платить за достижения «Хаббла», весьма высока: специальное исследование, посвящённое изучению влияния на развитие астрономии телескопов различных типов, установило, что, хотя работы, выполненные при помощи орбитального телескопа, имеют суммарный индекс цитирования в 15 раз больше, чем у наземного рефлектора с 4-метровым зеркалом, стоимость содержания космического телескопа выше в 100 и более раз[79].

3.1. Наиболее значимые наблюдения

• При помощи измерения расстояний до цефеид в Скоплении Девы было уточнено значение постоянной Хаббла. До наблюдений орбитального телескопа погрешность определения постоянной оценивалась в 50 %, наблюдения позволили снизить погрешность до 10 %[80].
• «Хаббл» предоставил высококачественные изображения столкновения кометы Шумейкеров — Леви 9 с Юпитером в 1994 году.
• Впервые получены карты поверхности Плутона[81] и Эриды[82].
• Впервые наблюдались ультрафиолетовые полярные сияния на Сатурне[83], Юпитере и Ганимеде.
• Получены дополнительные данные о планетах вне солнечной системы, в том числе спектрометрические[84].
• Найдено большое количество протопланетных дисков вокруг звёзд в Туманности Ориона[85]. Доказано, что процесс формирования планет происходит у большинства звёзд нашей Галактики.
• Частично подтверждена теория о сверхмассивных чёрных дырах в центрах галактик, на основе наблюдений выдвинута гипотеза, связывающая массу чёрных дыр и свойства галактики[86][87].
• По результатам наблюдений квазаров получена современная космологическая модель, представляющая собой Вселенную, расширяющуюся с ускорением, заполненную тёмной энергией, и уточнён возраст Вселенной — 13,7 млрд лет[88][89].
• Обнаружено наличие эквивалентов гамма-всплесков в оптическом диапазоне[90].
• В 1995 году «Хаббл» провёл исследования участка неба (Hubble Deep Field) размером в одну тридцатимиллионную площади неба, содержащего несколько тысяч тусклых галактик. Сравнение этого участка с другим, расположенным в другой части неба (Hubble Deep Field South), подтвердило гипотезу об изотропности Вселенной[91][92].
• В 2004 году был сфотографирован участок неба (Hubble Ultra Deep Field) с эффективной выдержкой около 106 секунд (11,3 суток), что позволило продолжить изучение отдалённых галактик вплоть до эпохи образования первых звёзд. Впервые были получены изображения протогалактик, первых сгустков материи, которые сформировались менее чем через миллиард лет после Большого взрыва[93].

4. Доступ к телескопу

Любой человек или организация может подать заявку на работу с телескопом — не существует ограничений по национальной или академической принадлежности. Конкуренция за время наблюдений очень высока, обычно суммарно запрошенное время в 6—9 раз превышает реально доступное[94].

На изображении, полученном по программе Hubble Ultra Deep Field, видны сотни галактик, самые красные и тусклые образовались всего через 800 млн лет после Большого взрыва.

Конкурс заявок на наблюдение объявляется примерно раз в год. Заявки делятся на несколько категорий:

• Общие наблюдения (англ. General observer). В эту категорию попадает большинство заявок, требующих обычной процедуры и длительности наблюдений.
• Блиц-наблюдения (англ. Snapshot observations), наблюдения, требующие не более 45 минут, включая время наведения телескопа, позволяют заполнить паузы между общими наблюдениями.
• Срочные наблюдения (англ. Target of Opportunity), для изучения явлений, которые можно наблюдать в течение ограниченного, заранее известного промежутка времени.

Кроме того, 10 % времени наблюдений остаётся в так называемом «резерве директора института космического телескопа»[95]. Астрономы могут подавать заявки на использование резерва в любое время, обычно он используется для наблюдений незапланированных краткосрочных явлений, таких как взрывы сверхновых. Съёмки глубокого космоса по программам Hubble Deep Field и Hubble Ultra Deep Field также были осуществлены за счёт директорского резерва.

В течение первых нескольких лет часть времени из резерва выделялась астрономам-любителям[96]. Их заявки рассматривались комитетом, состоящим также из наиболее видных астрономов-непрофессионалов. Основными требованиями к заявке были оригинальность исследования и несовпадение темы с поданными запросами профессиональных астрономов. В общей сложности, в период между 1990 и 1997 годом было произведено 13 наблюдений по программам, предложенным астрономами-любителями. В дальнейшем, из-за сокращения бюджета института, предоставление времени непрофессионалам было прекращено[97][98].

5. Планирование наблюдений

Планирование наблюдений является чрезвычайно сложной задачей, так как необходимо учитывать влияние множества факторов:

• Поскольку телескоп находится на низкой орбите, что необходимо для обеспечения обслуживания, значительная часть астрономических объектов затенена Землёй чуть меньше половины времени обращения. Существует так называемая «зона длительной видимости», примерно в направлении 90° к плоскости орбиты, однако из-за прецессии орбиты точное направление изменяется с восьминедельным периодом[99].
• Из-за повышенного уровня радиации наблюдения невозможны, когда телескоп пролетает над Южно-Атлантической аномалией[99][100].
• Минимальное отклонение от Солнца составляет около 50° для предотвращения попадания прямого солнечного света в оптическую систему, что, в частности, делает невозможными наблюдения Меркурия, а прямые наблюдения Луны и Земли допустимы при отключённых датчиках точного наведения[100].
• Так как орбита телескопа проходит в верхних слоях атмосферы, плотность которых меняется с течением времени, невозможно точно предсказать местоположение телескопа. Ошибка шестинедельного предсказания может составлять до 4 тыс. км. В связи с этим, точные расписания наблюдений составляются всего на несколько дней вперёд, чтобы избежать ситуации, когда выбранный для наблюдения объект будет не виден в назначенное время[99].

6. Передача, хранение и обработка данных телескопа

6.1. Передача на Землю

Данные «Хаббла» сначала запасаются в бортовых накопителях, на момент запуска в этом качестве использовались катушечные магнитофоны, в ходе экспедиций 2 и 3A они были заменены на твердотельные накопители. Затем, через систему коммуникационных спутников (TDRSS (англ.)), расположенных на низкой орбите, данные передаются в Центр Годдарда[101].

6.2. Архивирование и доступ к данным

В течение первого года с момента получения данные предоставляются только основному исследователю (подателю заявки на наблюдение), а затем помещаются в архив со свободным доступом[102]. Исследователь может подать просьбу на имя директора института о сокращении или увеличении этого срока.[103]

Наблюдения, выполненные за счёт времени из резерва директора, немедленно становятся общественным достоянием, так же как вспомогательные и технические данные.

Данные в архиве хранятся в формате FITS, удобном для астрономического анализа[104]. Проект «Наследие Хаббла» публикует небольшую наиболее визуально эффектную часть данных в форматах TIFF и JPEG для широкой публики[105].

6.3. Анализ и обработка информации

Астрономические данные, снятые с ПЗС-матриц приборов, должны пройти ряд преобразований, прежде чем станут пригодными для анализа. Институт космического телескопа разработал пакет программ для автоматического преобразования и калибрации данных. Преобразования производятся автоматически при запросе данных. Из-за большого объёма информации и сложности алгоритмов обработка может занять сутки и более[106].

Астрономы могут также получить необработанные данные и выполнить эту процедуру самостоятельно, что удобно, когда процесс преобразования отличается от стандартного[106].

Данные могут быть обработаны при помощи различных программ, но Институт телескопа предоставляет пакет STSDAS (Система анализа научных данных космического телескопа, англ. Space Telescope Science Data Analysis System). Пакет содержит все необходимые для обработки данных программы, оптимизированные для работы с информацией «Хаббла». Пакет работает как модуль популярной астрономической программы IRAF[107].

7. Связи с общественностью

В 2001 году, в честь 11-й годовщины запуска, НАСА предоставило пользователям Интернета выбрать объект наблюдения, подавляющее большинство проголосовало за туманность Конская Голова[108]

Для проекта космического телескопа всегда было важно привлечь внимание и воображение широкой публики, и в особенности американских налогоплательщиков, внёсших наиболее значительный вклад в финансирование «Хаббла».

Одним из наиболее важных для связей с общественностью является проект «Наследие Хаббла» (англ. The Hubble Heritage)[109]. Его задачей является публикация наиболее эффектных визуально и эстетически изображений, полученных телескопом. Галереи проекта содержат не только оригинальные снимки, но и созданные на их основе коллажи и рисунки. Проекту выделено небольшое количество времени наблюдений для получения полноценных цветных изображений объектов, фотографирование которых в видимой части спектра не было необходимым для исследований.

Кроме того, Институт космического телескопа поддерживает несколько веб-сайтов с изображениями и исчерпывающей информацией о телескопе.[110][111][112][113]

В 2000 году для координации усилий различных ведомств было создано Бюро по связям с общественностью (англ. Office for Public Outreach).

В Европе с 1999 года связями с общественностью занимается Европейский информационный центр (англ.) (англ. Hubble European Space Agency Information Centre, HEIC), учреждённый при Европейском координационном центре космического телескопа. Центр также отвечает за образовательные программы ЕКА, связанные с телескопом.[114]

В 2010 году на экраны вышел фильм «Хаббл IMAX 3D», в формате IMAX рассказывающий о телескопе и о космических далях. Режиссёр фильма — Тони Майерс.

8. Будущее «Хаббла»

Предполагается, что после ремонтных работ, выполненных четвёртой экспедицией, «Хаббл» проработает на орбите до 2014 года[115], после чего его сменит космический телескоп «Джеймс Вебб».

9. Технические данные

Общий вид телескопа.

9.1. Параметры орбиты

• Наклонение: 28,471°.
• Апогей: 566 км.
• Перигей: 561 км.
• Период обращения: 96,2 мин[1][116].

9.2. Космический аппарат

• Длина космического аппарата — 13,3 м, диаметр — 4,3 м, две солнечные батареи имеют размеры 2,6×7,1 м, масса 11 000 кг[1] (с установленными приборами около 12 500 кг).
• Телескоп представляет собой рефлектор системы Ричи — Кретьена с диаметром главного зеркала 2,4 м, позволяющий получать изображение с оптическим разрешением порядка 0,1 угловой секунды[5][117].

9.3. Приборы

Телескоп имеет модульную структуру и содержит пять отсеков для оптических приборов. Один из отсеков в течение долгого времени (1993—2009 годы) занимала корректирующая оптическая система (COSTAR), установленная во время первой экспедиции обслуживания в 1993 году для компенсации неточности изготовления главного зеркала. Поскольку все приборы, установленные после запуска телескопа, имеют встроенные системы коррекции дефекта, во время последней экспедиции стало возможно демонтировать систему COSTAR и использовать отсек для установки ультрафиолетового спектрографа.

Хронология установки приборов на борту космического телескопа (вновь установленные приборы выделены курсивом):

Как отмечалось выше, система наведения также используется в научных целях.

Примечания

1. ↑ 123456The European Homepage for the NASA/ESA Hubble Space Telescope — Fact Sheet - www.spacetelescope.org/about/general/fact_sheet.html  (англ.). ЕКА.
2. ↑ 12The Hubble Program — Timeline - hubble.nasa.gov/overview/timeline.php  (англ.). — Хроника событий связанных с телескопом «Хаббл» на сайте НАСА.
3. HST Program Office. Hubble Facts: HST Orbit Decay and Shuttle Re-boost - hubble.nasa.gov/a_pdf/news/facts/sm3b/fact_sheet_reboost.pdf  (англ.) (PDF). Goddard Space Flight Center (2003).
4. Amiko Kauderer. Space Shuttle Mission Overview — STS-125: The Final Visit - www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/shuttlemissions/hst_sm4/overview.html  (англ.). NASA (26 марта 2009).
5. ↑ 12345HST - www.astronautix.com/craft/hst.htm  (англ.). — «Хаббл» в «Encyclopedia Astronautica».
6. Космический телескоп «Хаббл» - www.scientific.ru/hubble/st.html. Междисциплинарный научный сервер Scientific.ru.
7. SYNPHOT User’s Guide, version 5.0, Space Telescope Science Institute, p. 27
8. ↑ 123456The Hubble Program — Technology - hubble.nasa.gov/technology/instruments.php  (англ.). NASA.
9. About Hubble - www.spacetelescope.org/about/index.html  (англ.). — Описание телескопа на сайте ЕКА.
10. NASA's Great Observatories - www.nasa.gov/audience/forstudents/postsecondary/features/F_NASA_Great_Observatories_PS.html  (англ.). NASA.
11. ↑ 12Lyman Spitzer, Jr. «Report to Project Rand: Astronomical Advantages of an Extra-Terrestrial Observatory», перепечатанная в NASA SP-2001-4407: Exploring the Unknown Chapter 3, Document III-1 - history.nasa.gov/SP-4407/vol5/ExploreUnknown.pdf. — С. 546.
12. The Hubble Story - www.nasa.gov/mission_pages/hubble/story/the_story.html  (англ.). NASA. — Исторический обзор на официальном сайте.
13. Lyman Spitzer Jr. - www.spitzer.caltech.edu/info/241  (англ.). Caltech.
14. Baum, W. A, Johnson, F. S., Oberly, J. J., Rockwood, C. C., Strain, C. V. и Tousey, R. Solar Ultraviolet Spectrum to 88 Kilometers // Phys. Rev. — American Physical Society, 1946. — Vol. 70. — № 9—10. — P. 781—782.
15. Up close and personal — physicsworld.com - physicsworld.com/cws/article/print/37981  (англ.). physicsworld.com. Institute of Physics (www.iop.org) (2 марта 2009).
16. OAO - nasascience.nasa.gov/missions/oao  (англ.). NASA.
17. Lyman S. Spitzer. (1979) History of the Space Telescope // Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. Vol. 20. P. 29
18. ↑ 12Spitzer, Lyman, Jr. (1979). «History of the Space Telescope - adsabs.harvard.edu/abs/1979QJRAS..20...29S». Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society 20: 33—34.
19. Servicing Mission 4 — the fifth and final visit to Hubble - www.spacetelescope.org/news/html/heic0907.html  (англ.). ЕКА.
20. ↑ 123 Chapter 12. Hubble Space telescope - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf // Dunar A. J., Waring S. P. (1999) Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990. U.S. Government Printing Office, ISBN 0-16-058992-4
21. Hubble space telescope stand-in gets starring role - www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2001/h01-185.htm  (англ.). NASA. — Информация на сайте НАСА. (недоступная ссылка — история - web.archive.org/web/*/http://www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2001/h01-185.htm)
22. A. J. Dunar, S. P. Waring. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990 - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf. — U.S. Government Printing Office, 1999. — P. 496. — 713 p. — ISBN 0-16-058992-4
23. M. Robberto, A. Sivaramakrishnan, J. J. Bacinski, D. Calzetti, J. E. Krist, J. W. MacKenty, J. Piquero и M. Stiavelli. The Performance of HST as an Infrared Telescope - www.stsci.edu/hst/wfc3/documents/published/spie4013386.pdf // Proc. SPIE. — 2000. — Vol. 4013. — P. 386—393.
24. Ghitelman, David. The Space Telescope - books.google.com/books?id=xVCmPQAACAAJ. — Нью-Йорк: Michael Friedman Publishing, 1987. — P. 32. — 143 p. — ISBN 0831779713
25. Hubble Space Telescope Systems - www.gsfc.nasa.gov/gsfc/service/gallery/fact_sheets/spacesci/hst3-01/hubble_space_telescope_systems.htm  (англ.). Goddard Space Flight Center. (недоступная ссылка — история - web.archive.org/web/*/http://www.gsfc.nasa.gov/gsfc/service/gallery/fact_sheets/spacesci/hst3-01/hubble_space_telescope_systems.htm)
26. A. J. Dunar, S. P. Waring. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990 - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf. — U.S. Government Printing Office, 1999. — P. 486—487. — 713 p. — ISBN 0-16-058992-4
27. Nancy Grace Roman. Chapter 3 // «Exploring the Universe: Space-Based Astronomy and Astrophysics» NASA SP-2001-4407: Exploring the Unknown - history.nasa.gov/SP-4407/vol5/ExploreUnknown.pdf. — P. 536.
28. ST-ECF History - www.stecf.org/about/history.php  (англ.). STScI.
29. Hubble Space Telescope Servicing Mission 4 Space Telescope Operations Control Center - www.nasa.gov/pdf/206047main_STOCC-FS-2007-09-090_12_4.pdf (PDF). NASA.
30. ↑ 12Tatarewicz, Joseph N. Chapter 16: The Hubble Space Telescope Servicing Mission - history.nasa.gov/SP-4219/Contents.html P. 371. NASA.
31. The Hubble Story Continued - www.nasa.gov/mission_pages/hubble/story/the_story_2.html  (англ.). NASA. — Исторический обзор на официальном сайте.
32. John Wilford. Telescope Is Set to Peer at Space and Time - query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9C0CE3D6153AF93AA35757C0A966958260&sec=&spon=&pagewanted=all  (англ.). New York Times (9 апреля 1990).
33. STS-31 - science.ksc.nasa.gov/shuttle/missions/sts-31/mission-sts-31.html  (англ.). NASA.
34. The European Homepage for the NASA/ESA Hubble Space Telescope — Frequently Asked Questions - www.spacetelescope.org/about/faq.html  (англ.).
35. The Space Telescope Observatory. Technical Report NASA CP-2244 - hdl.handle.net/2060/19820025420  (англ.). NASA.
36. Brandt J. C. et al. The Goddard High Resolution Spectrograph: Instrument, goals, and science results - articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1994PASP..106..890B&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf  (англ.) // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. — 1994. — № 106. — P. 890—908.
37. High Speed Photometer - www.sal.wisc.edu/HSP  (англ.). Astronomy Department at the University of Wisconsin — Madison. — информация на сайте Факультета Астрономии Университета Висконсина.
38. G. Fritz Benedict, Barbara E. McArthur. (2005) High-precision stellar parallaxes from Hubble Space Telescope fine guidance sensors. Transits of Venus: New Views of the Solar System and Galaxy. Proceedings of IAU Colloquium #196, Ed. D. W. Kurtz. Cambridge University Press. P. 333—346
39. Burrows C. J. et al. (1991) The imaging performance of the Hubble Space Telescope // Astrophysical Journal. Vol. 369. P. 21
40. Effects of OTA Spherical Aberration - www.stsci.edu/itt/review/ihb_cy14/WFPC2/ch5_psf2.html  (англ.). STScI. — Сравнение реальных и расчётных графиков отображения точечных объектов.
41. The Hubble Program — Servicing Missions — SM1 - hubble.nasa.gov/missions/sm1.php  (англ.). NASA.
42. ↑ 12Tatarewicz, Joseph N. Chapter 16: The Hubble Space Telescope Servicing Mission - history.nasa.gov/SP-4219/Contents.html P. 375. NASA.
43. ↑ 12Allen, Lew. The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure Report - ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910003124_1991003124.pdf  (англ.) (PDF). NASA Technical Report NASA-TM-103443 (1990). — см. страницу 515.
44. M. M. Litvac. Image inversion analysis of the HST OTA (Hubble Space Telescope Optical Telescope Assembly), phase A - adsabs.harvard.edu/abs/1991trw..rept.....L  (англ.). TRW.
45. David Redding, Sam Sirlin, Andy Boden, Jinger Mo, Bob Hanisch, Laurie Furey. Optical Prescription of the HST - hdl.handle.net/2014/31621  (англ.). JPL (июль 1995).
46. Allen, Lew. The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure Report - ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910003124_1991003124.pdf  (англ.) (PDF). NASA Technical Report NASA-TM-103443 (1990). — Отчёт комиссии Аллена, см. Appendex E.
47. ↑ 12Allen, Lew. The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure Report - ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910003124_1991003124.pdf  (англ.) (PDF). NASA Technical Report NASA-TM-103443 (1990). — Отчёт комиссии Аллена.
48. A. J. Dunar, S. P. Waring. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990 - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf. — U.S. Government Printing Office, 1999. — P. 512. — 713 p. — ISBN 0-16-058992-4
49. Selected Documents in the History of the U.S. Civil Space Program Volume V: Exploring the Cosmos / John M. Logsdon, editor. 2001
50. Chaisson, Eric. The Hubble Wars; Astrophysics Meets Astropolitics in the Two-Billion-Dollar Struggle Over the Hubble Space Telescope - books.google.com/books?id=woXD_hU4M8kC&dq=isbn:0060171146&ei=NMnRS5vQJInskwSh7N28CA&cd=1. — Harper Collins Publishers, 1994. — P. 184. — 386 p. — ISBN 0-06-017114-6
51. Tatarewicz, Joseph N. Chapter 16: The Hubble Space Telescope Servicing Mission - history.nasa.gov/SP-4219/Contents.html P. 376. NASA.
52. Jedrzejewski R. I., Hartig G., Jakobsen P., Crocker J. H., Ford H. C. (1994) In-orbit performance of the COSTAR-corrected Faint Object Camera // Astrophysical Journal Letters. Vol. 435. P. L7—L10
53. ↑ 12И. Лисов. США. Ремонт Космического телескопа имени Хаббла - www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/062/02.shtml#01 // Новости космонавтики. — 1993. — № 25.
54. ↑ 12STS-61 - www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/shuttlemissions/archives/sts-61.html  (англ.). NASA. — Описание первой экспедиции по обслуживанию КТХ.
55. Mark D. Johnston, Glenn E. Miller. SPIKE: Intelligent Scheduling of Hubble Space Telescope Observations - www.stsci.edu/resources/software_hardware/spike/technicalPapers/spike-chapter3.pdf  (англ.) (PDF). STScI.
56. A. J. Dunar, S. P. Waring. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990 - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdf. — U.S. Government Printing Office, 1999. — P. 514—515. — 713 p. — ISBN 0-16-058992-4
57. History: How Hubble Came About - www.spacetelescope.org/about/history/  (англ.). ЕКА.
58. The Hubble Space Telescope: SM3A - hubble.nasa.gov/missions/sm3a.php  (англ.). NASA.
59. Thackeray’s Globules in IC 2944 - heritage.stsci.edu/2002/01/index.html. Hubble Heritage. STScI.
60. Trauger J. T., Ballester G. E., Burrows C. J., Casertano S., Clarke J. T., Crisp D. (1994) The on-orbit performance of WFPC2 // Astrophysical Journal Letters. Vol. 435. P. L3—L6
61. ↑ 123США. Второй полет к “Хабблу” - www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/144/02.shtml#08 // Новости космонавтики. — 1997. — № 4.
62. NICMOS Temperature History - www.stsci.edu/hst/nicmos/performance/temperature. STScI.
63. Servicing Mission 2 - hubble.nasa.gov/missions/sm2.php. NASA.
64. STS-103 (96) - science.ksc.nasa.gov/shuttle/missions/sts-103/mission-sts-103.html  (англ.). NASA. — Описание миссии на сайте НАСА.
65. NICMOS Temperature History - www.stsci.edu/hst/nicmos/performance/temperature  (англ.). STScI.
66. The Hubble Program — Servicing Missions — SM3B - hubble.nasa.gov/missions/sm3b.php  (англ.). NASA. — описание ремонтной экспедиции на сайте НАСА.
67. The Hubble Program — Servicing Missions — SM4 - hubble.nasa.gov/missions/sm4.php  (англ.). NASA. — описание ремонтной экспедиции на сайте НАСА.
68. Servicing Mission 4 Cancelled - www.stsci.edu/resources/sm4meeting.html. STScI (16 января 2004).
69. STS-400: Ready and Waiting - www.nasa.gov/audience/foreducators/sts400-ready-and-waiting.html  (англ.). NASA.
70. ↑ 12Guy Gugliotta. Nominee Backs a Review Of NASA’s Hubble Decision - www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2005/04/12/AR2005041201646.html  (англ.). Washington Post (April 13, 2005).
71. NASA Approves Mission and Names Crew for Return to Hubble - www.nasa.gov/home/hqnews/2006/oct/HQ_06343_HST_announcement.html  (англ.). NASA (31 октября 2006).
72. Space Telescope Imaging Spectrograph - www.stsci.edu/instruments/stis/  (англ.). STScI.
73. Whitehouse, Dr. David NASA optimistic about Hubble fate - news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3652627.stm  (англ.). BBC News (23 апреля 2004).
74. Jeff Hecht. Hubble telescope loses another gyroscope - www.newscientist.com/article/dn12600-hubble-telescope-loses-another-gyroscope-.html  (англ.). New Scientist.
75. NASA/ESA Hubble Space Telescope Begins Two-Gyro Science Operations - www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=17700  (англ.). SpaceRef.com.
76. Advanced Camera for Surveys - www.stsci.edu/hst/acs  (англ.). Space Telescope Science Institute.
77. ↑ 12Servicing Mission 4 Essentials - www.nasa.gov/mission_pages/hubble/servicing/SM4/main/SM4_Essentials.html  (англ.). NASA (24 сентября 2008). — краткая информация о четвёртой экспедиции.
78. STScI newsletter. Vol. 20. Issue 2. Spring 2003
79. Benn C. R., Sánchez S. F. (2001) Scientific Impact of Large Telescopes // Publications of the Astronomical Society of the Pacific. Vol. 113. P. 385
80. W. L. Freedman, B. F. Madore, B. K. Gibson, L. Ferrarese, D. D. Kelson, S. Sakai, J. R. Mould, R. C. Kennicutt, Jr., H. C. Ford, J. A. Graham, J. P. Huchra, S. M. G. Hughes, G. D. Illingworth, L. M. Macri, P. B. Stetson. Final Results from the Hubble Space Telescope Key Project to Measure the Hubble Constant // The Astrophysical Journal. — 2001. — Vol. 553. — № 1. — P. 47—72. Препринт можно прочитать здесь - arxiv.org/abs/astro-ph/0012376.
81. APOD: March 11, 1996 — Hubble Telescope Maps Pluto - apod.nasa.gov/apod/ap960311.html  (англ.). NASA.
82. Astronomers Measure Mass of Largest Dwarf Planet - hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2007/24/full/  (англ.). NASA.
83. Hubble Provides Clear Images of Saturn's Aurora - hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1998/05  (англ.). — Информация на сайте телескопа.
84. Hubble Finds Extrasolar Planets Far Across Galaxy - www.nasa.gov/mission_pages/hubble/exoplanet_transit.html  (англ.). NASA.
85. Астрономический сайт К. Гамильтона - www.solarviews.com/eng/orionnebula1.htm (англ.)
86. Hubble Confirms Existence of Massive Black Hole at Heart of Active Galaxy - nssdc.gsfc.nasa.gov/photo_gallery/caption/hst_blkhole.txt  (англ.). Goddard Space Flight Center, NASA (25 мая 1994).
87. Gebhardt K., Bender R., Bower G., Dressler A., Faber SM, Filippenko A. V., Green R., Grillmair C., Ho L. C., Kormendy J. et al. A Relationship between Nuclear Black Hole Mass and Galaxy Velocity Dispersion // The Astrophysical Journal. — 2000. — Vol. 539. — № 1. — P. L13—L16. — DOI:10.1086/312840 - dx.doi.org/10.1086/312840 Препринт можно прочитать здесь - arxiv.org/abs/astro-ph/0006289.
88. Supernova Cosmology Project - supernova.lbl.gov/  (англ.). Lawrence Berkeley Laboratory.
89. Does Dark Energy Exist? - www.scientificamerican.com/article.cfm?id=does-dark-energy-exist  (англ.). Scientific American.
90. Autopsy of an Explosion - science.nasa.gov/newhome/headlines/ast26mar99_1.htm  (англ.). NASA.
91. Hubble's Deepest View of the Universe Unveils Bewildering Galaxies across Billions of Years - hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1996/01  (англ.). STScI, the Hubble Deep Field Team, NASA.
92. Галактики на краю видимой Вселенной - cosmo.irk.ru/part3-2.html.
93. Hubble Digs Deeply, Toward Big Bang - www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/hubble_UDF.html  (англ.). NASA.
94. Hubble Space Telescope Call for Proposals for Cycle 14 / eds. Neill Reid and Jim Younger. 2004
95. Hubble Space Telescope Call for Proposals for Cycle 18. Chapter 3 - www.stsci.edu/hst/proposing/docs/proposing/documents/cp/3_Proposal_Categories09.html. STScI.
96. Amateur Astronomers Will Use NASA's Hubble Space Telescope - hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1992/1992/23/text/  (англ.). STScI (10 сентября 1992).
97. Secosky, J и M. Potter. A Hubble Space Telescope Study of Posteclipse Brightening and Albedo Changes on Io. Icarus. — 1994. — P. 73—78.
98. O'Meara S. The Demise of the HST Amateur Program // Sky and Telescope. — 1997. — P. 97.
99. ↑ 123Hubble Space Telescope Primer for Cycle 18: Orbital Constraints - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/primer/Ch_2_Systemoverview3.html  (англ.). STScI.
100. ↑ 12HST — Hubble Space Telescope - hubble.gsfc.nasa.gov/a_pdf/news/SM2-MediaGuide.pdf  (англ.) (PDF). NASA. — используются термины «sun-avoidance zone» и «South Atlantic Anomaly».
101. The Hubble Program — Hubble Operations — Capturing Images - hubble.nasa.gov/operations/capture-image.php  (англ.). NASA. — Чтобы получить более подробную информацию, кликните на изображение.
102. The Hubble Telescope - archive.stsci.edu/hst  (англ.). STScI.
103. Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf  (англ.) (PDF). STScI. — См. Section 7.2.
104. Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf (PDF). STScI. — См. Chapter 7.
105. The Hubble Heritage Project - heritage.stsci.edu/  (англ.). STScI.
106. ↑ 12Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf  (англ.) (PDF). STScI. — См. Section 7.2.1.
107. Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf  (англ.) (PDF). STScI. — См. Section 7.1.1.
108. By Popular Demand: Hubble Observes Horsehead Nebula - heritage.stsci.edu/2001/12/caption.html. Hubble Heritage.
109. The Hubble Heritage Project Website - heritage.stsci.edu  (англ.).
110. HubbleSite - hubblesite.org/  (англ.). STScI.
111. NewsCenter - hubblesite.org/newscenter/  (англ.). STScI.
112. News Release Archive: Entire Collection - hubblesite.org/newscenter/archive/  (англ.). STScI.
113. Hubble Public Talks - hubblesite.org/about_us/public-talks.shtml  (англ.). STScI.
114. HEIC: Vision, Mission, Goals & Deliverables - www.spacetelescope.org/about_us/heic/mission.html  (англ.). ESA.
115. Результаты последней ремонтной миссии к телескопу Хаббла - www.newscientist.com/article/dn17230-gallery-the-final-mission-to-repair-hubble.html (англ.)
116. HST Orbit data - www.heavens-above.com/orbit.aspx?lat=0&lng=0&alt=0&loc=Unspecified&TZ=CET&satid=20580  (англ.). heavens-above.
117. Overview of the Hubble Space Telescope - www2.jpl.nasa.gov/saturn/hubble.html  (англ.). NASA.

Литература

• Hubble Space Telescope Primer for Cycle 17 - www.stsci.edu/hst/proposing/documents/cp/primer.pdf  (англ.) (PDF). STScI.
• Allen, Lew The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure Report - ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19910003124_1991003124.pdf  (англ.) (PDF). NASA Technical Report NASA-TM-103443 (1990). Окончательный отчёт о дефекте зеркала «Хаббла».
• Dunar A. J. Power To Explore—History of Marshall Space Flight Center 1960—1990. — U.S. Government Printing Office, 1999. — ISBN 0-16-058992-4. Chapter 12, The Hubble Space Telescope - history.msfc.nasa.gov/book/chpttwelve.pdfPDF (260 KB). О разработке телескопа.
• Logsdon John M. NASA SP-2001-4407: Exploring the Unknown — Selected Documents in the History of the U.S. Civil Space Program. Volume V: Exploring the Cosmos - history.nasa.gov/SP-4407/vol5/ExploreUnknown.pdf. — NASA. Содержит множество основополагающих документов, таких как статья Лаймана Спитцера 1946 года, меморандум о соглашении ЕКА и другие.
• Lyman Spitzer, Jr. History of the Space Telescope - articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1979QJRAS..20...29S&data_type&#61PDF_HIGH&whole_paper&#61YES&type&#61PRINTER&filetype&#61.pdf  (англ.) // Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. — 1979. — № 20. — С. 29—36. Ранняя история и предшественники.
• Tatarewicz, Joseph N. Chapter 16: The Hubble Space Telescope Servicing Mission - history.nasa.gov/SP-4219/Contents.html. NASA. Глава из книги SP-4219: From Engineering Science To Big Science. Детальный отчёт о первой ремонтной экспедиции к телескопу.
• Zimmerman, Robert F. The Universe in a Mirror — The Saga of the Hubble Space Telescope and the Visionaries Who Built It - books.google.com/books?id=rWiBhwTZQnYC&dq=inauthor:"Robert Zimmerman"&source=gbs_navlinks_s. — Princeton UP (2008, 2010). — 287 p.

wreferat.baza-referat.ru

Смотрите также

• 
  Шагреневая кожа реферат
• 
  Черная риторика реферат
• 
  Реферат лазерная хирургия
• 
  Реферат вестфальский мир
• 
  Реферат биография хемингуэя
• 
  Вилюйский энцефалит реферат
• 
  Вестфальский мир реферат
• 
  Реферат библиотечное общение
• 
  Реферат пушка гаусса
• 
  Реферат о свияжске
• 
  Холатхои фавкулодда реферат