24 апреля 1990 года с мыса Канаверал стартовал шаттл «Дискавери». У этого полёта была одна-единственная цель — вывести на околоземную орбиту космический телескоп. Миссия полностью удалась, а орбитальная астрономическая обсерватория, названная в честь астронома Эвина Хаббла, и сегодня, спустя 30 лет, продолжает исследовать межзвёздное пространство и далёкие галактики Вселенной.
Рассказываем историю одного из самых феноменальных научных приборов, созданных человечеством.
Обсерватория размером с 5-этажный дом
А его история началась сразу после окончания Второй мировой войны. В 1946 году американский астрофизик Лайман Спитцер опубликовал статью, в которой описывал основные преимущества орбитальной обсерватории перед наземным телескопом. Во-первых, утверждал он, из-за отсутствия атмосферы должно улучшиться угловое разрешение при наблюдениях за далёкими космическими объектами. Во-вторых, по той же причине станут возможны наблюдения в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах.
В 1965 году Спитцера назначили главой комитета, который определял круг научных задач для космического телескопа, а в 1968 году NASA утвердило план его строительства. Однако деньги на финансирование были выделены конгрессом США лишь через 10 лет, после чего сразу начались полномасштабные работы по проектированию.
Предполагалось, что диаметр зеркала телескопа будет составлять 3 метра. Но в целях экономии денежных средств его пришлось сократить до 2,4 метра. Тем не менее размеры обсерватории всё равно впечатляют. Вся конструкция весит 11 тонн, а её длина — 15,9 метра — превышает высоту пятиэтажного дома.
Ровно 30 лет назад, 24 апреля 1990 года, шаттл «Дискавери» стартовал с мыса Канаверал, чтобы вывести телескоп «Хаббл» на расчётную орбиту.
Сколько же лет Вселенной?
«Он изменил наше понимание Вселенной, его взгляд с орбиты вызвал поток научных открытий. Начиная с исследований тёмной материи и заканчивая определением возраста Вселенной, “Хаббл” дал ответы на наиболее важные вопросы астрономии и выявил загадки, о существовании которых мы не знали. На протяжении всей истории человечества наш взгляд на величие и тайну космоса никогда не был столь ясным и внимательным», — сказано на сайте проекта. Какие же открытия помог совершить «Хаббл»?
Только за первые 15 лет телескоп получил и передал на Землю более 1 млн изображений разных космических объектов — планет, звёзд, туманностей, галактик. Благодаря ему впервые были получены карты поверхности Плутона и ещё одной карликовой планеты — Эриды. Сфотографированы ультрафиолетовые полярные сияния на Сатурне, Юпитере и его спутнике Ганимеде. Накоплено огромное количество данных об экзопланетах — планетах, находящихся в других звёздных системах (многие учёные считают, что исследования экзопланет тянут на Нобелевскую премию).
«Хаббл» впервые получил изображения протогалактик, первых сгустков материи, сформированных менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Он обнаружил много протопланетных дисков вокруг звёзд в Туманности Ориона, благодаря чему было доказано, что у большинства звёзд нашей Галактики идут процессы формирования планет. Он подтвердил теорию о сверхмассивных чёрных дырах и помог учёным выстроить современную космологическую модель, в которой Вселенная заполнена тёмной энергией и расширяется с ускорением. Кстати, «Хаббл» смог уточнить и возраст Вселенной: он составляет 13,7 млрд лет.
Но нас, людей далёких от астрономии и астрофизики, более всего впечатляют захватывающие дух фотоснимки галактик и туманностей. Чего стоят только великолепные «Столпы Творения» — скопления межзвёздного газа и пыли в туманности Орёл. Между прочим, самим учёным все эти фотографии в видимом спектре, как правило, без надобности — для получения информации им важнее другие диапазоны электромагнитного излучения. Но благодаря красочным снимкам поддерживается интерес общества к проекту. Да и проще объяснить налогоплательщикам, почему на него потрачены миллиарды долларов.
Гигантский цифровой фотоаппарат
Напоследок несколько примечательных фактов о телескопе «Хаббл».
Высота его орбиты — 340 миль (547 км), период обращения вокруг Земли — 96-97 минут. Аппарат движется с орбитальной скоростью 28 тысяч км/ч, то есть 7,8 км/с!
Телескоп питается от двух солнечных батарей и потребляет очень мало энергии — около 2800 Вт. Это сопоставимо с электрической мощностью кухонного чайника.
«Хаббл» считается достоянием всего человечества. Любой человек или организация может подать заявку на работу с ним независимо от национальной или академической принадлежности. Конкурс объявляется примерно раз в год. Заявка будет рассмотрена, после чего может быть предоставлено время для наблюдений. Но очередь слишком велика: суммарно запрошенное время превышает реально доступное в 6-9 раз.
На момент запуска телескопа для сохранения его данных использовались катушечные магнитофоны. Позже их заменили на жёсткие диски, информация с которых передаётся на геостационарный спутник, а уже затем — на Землю.
Хотя «Хаббл» ведёт наблюдения за самыми далёкими галактиками, есть два космических объекта, находящиеся сравнительно близко, смотреть на которые он не в состоянии. Это Солнце и расположенный рядом с ним Меркурий. Излучение Солнца может повредить датчики обсерватории.
Можно сказать, что «Хаббл» — это гигантский цифровой фотоаппарат. Ведь установленные на нём камеры фиксируют излучение Вселенной с помощью ПЗС-матриц, аналогичных тем, что используются в привычных нам «мыльницах».
Разработчики ожидали, что после 2014 года жизненно важные системы обсерватории выйдут из строя и телескоп станет бесполезен. Но он всё ещё работает, и его миссия продлена как минимум до 2021 года. На смену «Хабблу» будет запущен космический телескоп «Джеймс Уэбб». А сам «Хаббл» в конце концов войдёт в атмосферу Земли и сгорит в ней.