Kosmický dalekohled Hubble: 11,3 miliardové oko, které pokračuje v hlubšímu pohledu

Kosmický dalekohled Hubble: 11,3 miliardové oko, které pokračuje v hlubšímu pohledu

Hubbleův běžný účet nyní dosahuje přibližně 11,3 miliardy dolarů v dolarech z roku 2015, když se počítá každá servisní cesta, což z něj dělá nejdražší vědeckou misi, kterou NASA kdy vypustila. Ta cena koupila desetiletí práce: observatoř překročila 30 let na oběžné dráze v dubnu 2020 a inženýři nyní očekávají, že bude fungovat v třicátých nebo dokonce čtyřicátých letech.

Nic z toho nebylo zaručeno. Hubble opustil Zemi s výrobním defektem, který jej skoro zničil, a přežil pouze proto, že jeho návrh umožnil astronautům vlézt dovnitř a znovu jej postavit na oběžné dráze, více než jednou. Co následuje, je příběh o tom, jak se vadné zrcadlo stalo jedním z nejproduktivnějších vědeckých přístrojů kdy vyrobených.

Dalekohled Pojmenovaný na Počest Muže, Který Kosmos Přepsal

Observatoř ne vždy nesla Hubbleovo jméno. Teprve v roce 1983 jej úředníci přidali, poctou astronomu, který prokázal, že se sám vesmír rozpíná směrem ven, vycházejíc z práce položené Georgem Lemaitrem. Pojmenování dalekohledu po osobě, která prokázala, že se kosmos stále rozpíná, se ukázalo jako vhodné, protože přístroj by pokračoval v upřesnění stejného měření po dalších čtyři desetiletí.

Dostání hardware do vesmíru trvalo déle než plánováno. Space Shuttle Discovery jej konečně vynesen 24. dubna 1990, letící jako mise STS-31, po letech zpoždění po uzemnění flotily raketoplánů. Jakmile se dostala na oběžnou dráhu, mise stále musela prokázat, že stroj funguje podle návrhu.

Výrobní Defekt, který Nikdo Nechytil včas

Důkaz nepřišel hned. Inženýři brousili primární zrcadlo Hubble na hladkost přibližně 10 nanometrů, téměř nevěrohodnou úroveň přesnosti, ale vynechali něco většího: okraj stejného zrcadla byl přibližně 2200 nanometrů příliš plochý. Vada měřená na zlomcích lidského vlasu stačila k rozmazání každého obrazu, který dalekohled poslal domů.

Oprava zrcadla již obíhajícího kolem planety nebyla nikdy součástí původního plánu, ale kosmická loď byla od začátku postavena s ohledem na budoucí opravárenské týmy. Tato jediná volba návrhu je to, co z nehanebné chyby udělalo oprávitelnou.

Astronauti Přestavují Observatoř na Oběžné Dráze

Astronaut Kathryn Thornton pracuje na Hubblu během mimořádné aktivity servisní mise
Astronaut Kathryn Thornton pracuje na kosmickém dalekohledu Hubble během mimořádné aktivity servisní mise. NASA Hubble Space Telescope, Public domain, via Wikimedia Commons

Mezi prosincem 1993 a květnem 2009 NASA poslala pět samostatných týmů na práci na Hubblu, z nichž každý jel na raketoplánu. První z těchto návštěv vyměnil fotometr vysoké rychlosti za opravný balíček nazvaný COSTAR a nahradil původní kameru vylepšenou kamerou Wide Field and Planetary Camera 2, která interně kompenzovala zakřivené zrcadlo. Náhle mohl dalekohled vidět, co měl vždy vidět.

Poslední servisní volání, provedené Atlantidou v roce 2009, se ukázalo být milníkem samo o sobě: byl to 30. let raketoplánu celkem, a pozoruhodně jeho první cesta za více než 14 let, která nešla místo toho na vesmírnou stanici. Byla to také jediná doba, kdy Atlantida kdy Hubble navštívila — Discovery již zvládly dvě servisní operace, zatímco Columbia a Endeavour každá vzaly jednu.

Poštovní Známka Patch Oblohy, Balíčky S Galaxiemi

Koncem roku 1995 se Hubble během deseti po sobě jdoucích nocí mezi 18. a 28. prosincem zaměřil na malý, zřejmě prázdný kousek oblohy a spojil 342 samostatných expozic do jedné fotografie. Cílová oblast se rozprostírala jen přibližně 2,6 obloukových minut, úhel tak malý, že je srovnatelný s držením tenisového míčku 100 metrů daleko a pokusem posoudit jeho šířku.

Skoro nic v té skvrně se neukázalo být prázdné. Výsledný obrázek, známý jako Hubble Deep Field, prokázal, že dokonce i nejzjevně prázdnější kouty oblohy jsou plné vzdálených galaxií, jakmile dostatečně dlouho hledíte a sbíráte dostatek světla.

Hlouběji a Hlouběji do Minulosti

Hubble Extreme Deep Field Ukazující Tisíce Vzdálených Galaxií
Hubble Extreme Deep Field, postavený z let expozic zaměřených na stejný kousek oblohy. NASA; ESA; G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch, University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, Leiden University; , Public domain, via Wikimedia Commons

Deep Field byl pouze prvním pokusem. Pozdější, delší expozice zvaná Hubble Ultra-Deep Field si udržela titul nejcitlivějšího viditelného světelného astronomického obrazu kdy vyrobeného, rekordu, který si udržela až do roku 2012, kdy jej převzal Hubble eXtreme Deep Field. Každý následující obraz tlačil dalekohled dále zpět v kosmickém čase stlačováním více sebraného světla z stejné skvrny tmy.

Ultra-Deep Field sám zacílil malý kousek jižního souhvězdí Fornax a vědci počítají přibližně 10 000 galaxií zabalených v tomto jediném snímku. Extreme Deep Field šel ještě dále a zachytil galaxie tak, jak vypadaly před 13,2 miliardou lety — jednu z nich, věří vědci, se už vytvořila pouhých 450 milionů let po Velkém třesku.

Astronom, Podle Kterého Je Dalekohled Pojmenován

Edwin Hubble se narodil 20. listopadu 1889 a zemřel 28. září 1953, desetiletí předtím, než by jakákoli kosmická loď nesla jeho jméno do vesmíru. Jeho nejvýznamnější nález přišel v roce 1929, kdy potvrdil, že galaxie více vzdálené od Země se stahují rychleji než ty blízké — vzor, který pole nyní nazývá Hubbleův zákon, ačkoli Lemaitre předložil stejný nápad o dva roky dříve.

Přisoudit vědci zákon, který jiný navrhoval dříve, je stará zvyklost v astronomii, a to něco vypovídá o tom, jak spolupracující — a někdy chaotické — může být historie za „pojmenovaným" objevem.

Archiv, který Pokračuje v Růstu

Hubbleův vlastní přístrojový tábor v průběhu desetiletí procházel hardwarem, ale jeho výstup se nadále hromadí: archiv nyní obsahuje více než 3 miliony expozic, shromážděných přes 10 různých vědeckých přístrojů, které v různých časech letěly na kosmické lodi. Navzdory novějším observatořím vypuštěným od té doby zůstává vedoucím dalekohledem pracujícím v ultrafialkovém a viditelném světle z oběžné dráhy.

Tato kombinace dlouhověkosti a objemu je důvod, proč Hubble stále generuje čerstvé objevy tři desetiletí později. Každý další rok provozu přispívá k souboru dat, který jen málokterý jiný přístroj může vyrovnat, přeměňuje rutinní pozorovací čas na rostoucí vědecký zdroj.

Zdroje