Ocenianie, jak działa Kosmiczny Teleskop Hubble'a

Na naszej niskiej orbicie okołoziemskiej znajduje się teleskop znany jako Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak działa Hubble, aby uchwycić wszechświat na oszałamiającym obrazie?

Teleskop Hubble'a to teleskop kosmiczny, który ma wiele zalet w porównaniu z teleskopami naziemnymi.

Chociaż teleskopy naziemne są zwykle umieszczane na bardzo wysokich obszarach (takich jak góry) z minimalnym zanieczyszczeniem światłem, nadal muszą zmagać się z turbulencjami atmosferycznymi, które nieco obniżają ostrość widzenia. Jednym z efektów samych turbulencji atmosferycznych jest to, że widzimy gwiazdy, które wydają się migotać.

Inną wadą teleskopów naziemnych jest to, że atmosfera ziemska może pochłaniać większość promieni podczerwonych i ultrafioletowych, które przez nią przechodzą. Teraz teleskopy kosmiczne mogą łatwiej wykrywać te fale. Dlatego Hubble został umieszczony w przestrzeni kosmicznej: aby astronomowie mogli badać kosmos na wszystkich długościach fal, zwłaszcza tych, których nie można było wykryć z powierzchni Ziemi.

Teleskopy kosmiczne, takie jak Hubble, mają jednak jedną wadę, polegającą na tym, że są bardzo trudne w utrzymaniu i naprawie po uszkodzeniu. Jednak Hubble był pierwszym teleskopem zaprojektowanym specjalnie do mocowania bezpośrednio na orbicie Ziemi przez astronautów, podczas gdy innych teleskopów kosmicznych, takich jak Kepler i Spitzer, w ogóle nie można było naprawić.

Hubble wykonuje jeden pełny obrót wokół Ziemi co 97 minut, poruszając się z prędkością 8 kilometrów na sekundę. Możesz pomyśleć, że jest to bardzo duża prędkość, ale z powodu dużej średnicy Ziemi ta prędkość Hubble'a nie ma jeszcze znaczenia.

Hubble musi utrzymać tę prędkość, jeśli ma nadal okrążać Ziemię. Gdyby był trochę wolniejszy, Hubble spadłby w kierunku Ziemi, ale gdyby był szybszy, zostałby wyrzucony poza orbitę Ziemi. Teraz, kiedy się porusza, lustro Hubble'a wychwytuje światło z wszechświata, a następnie światło jest wysyłane do niektórych jego instrumentów naukowych.

Zawarta w teleskopie znanym jako reflektor Cassegraina, metoda Hubble'a jest w rzeczywistości bardzo prosta. Światło z obiektów we wszechświecie, które dotykają zwierciadła głównego teleskopu lub zwierciadła głównego, zostanie odbite na zwierciadle wtórnym. Następnie zwierciadło wtórne skupi światło przez otwór w środku zwierciadła głównego, aby przesłać je do instrumentów naukowych.

Niektórzy ludzie, być może łącznie z tobą, często błędnie twierdzą, że teleskopy służą do powiększania obiektów. Chociaż nie tak. Prawdziwą funkcją teleskopu jest zbieranie większej ilości światła z ciał niebieskich niż ludzkie oko. Im większe lustro teleskopu, tym więcej światła może zebrać i tym lepsze wyniki obrazowania.

Przeczytaj także: Pochodzenie aparatu: od muzułmańskiego wynalazcy do współczesnych zaawansowanych aparatów

Samo zwierciadło główne Hubble'a ma średnicę 2,4 metra, czyli małą w porównaniu z obecnymi teleskopami naziemnymi, które mogą osiągnąć średnicę 10 metrów lub więcej. Jednak lokalizacja Hubble'a poza atmosferą zapewnia wyjątkową ostrość obrazu.

Gdy lustra Hubble'a zgromadzą światło, instrumenty naukowe Hubble'a zaczną działać, jednocześnie lub indywidualnie, w zależności od potrzeb obserwacji. Każdy instrument jest zaprojektowany do badania wszechświata w inny sposób.

Te instrumenty obejmują:

Wide Field Camera 3 (WFC3) , instrument, który może widzieć trzy różne rodzaje światła: bliskie ultrafioletowe, widzialne i bliskie podczerwieni, chociaż nie jednocześnie. Jego rozdzielczość i pole widzenia są znacznie większe niż innych instrumentów na Hubble. WFC3 jest jednym z dwóch najnowszych instrumentów Hubble'a i jest szeroko stosowany do badania ciemnej energii, ciemnej materii, powstawania gwiazd i odkrywania odległych galaktyk.

Spektrograf pochodzenia kosmicznego (COS) , w tym inny z nowych instrumentów Hubble'a, COS to spektrograf, który może widzieć wyłącznie w świetle ultrafioletowym. Spektrograf jest jak pryzmat, oddzielający światło od ciał niebieskich do jego kolorów składowych. Dostarcza również „odcisku palca” długości fali obserwowanego obiektu, który informuje astronomów o jego temperaturze, składzie chemicznym, gęstości i ruchu. COS zwiększy czułość Hubble'a na ultrafiolet co najmniej 70 razy podczas obserwacji bardzo słabych obiektów.

Advanced Camera for Survey (ACS) , instrument, który pozwala Hubbleowi widzieć światło widzialne i jest przeznaczony do badania niektórych działań wczesnego Wszechświata. ACS pomaga mapować rozmieszczenie ciemnej materii, wykrywać najbardziej odległe obiekty we wszechświecie, wyszukiwać duże planety i badać ewolucję gromad galaktyk. ACS na krótko przestał działać w 2007 roku z powodu braku prądu, ale został naprawiony w maju 2009.

Spektrograf obrazowania teleskopu kosmicznego (STIS) , kolejny spektrograf na Hubble'u, który jest w stanie widzieć w świetle ultrafioletowym, widzialnym i bliskiej podczerwieni. W przeciwieństwie do COS, STIS jest znany ze swojej zdolności do polowania na czarne dziury. Podczas gdy COS działa najlepiej tylko do badania gwiazd lub kwazarów, STIS może mapować większe obiekty, takie jak galaktyki.

Przeczytaj także: Oto etapy zaćmienia Księżyca, wiesz co?

Kamera bliskiej podczerwieni i spektrometr wieloprzedmiotowy (NICMOS) to czujnik ciepła Hubble'a. Jego wrażliwość na światło podczerwone pozwala astronomom obserwować ciała niebieskie ukryte za pyłem międzygwiazdowym. Ten instrument NICMOS jest zwykle używany, gdy Hubble bada mgławicę.

Ostatni instrument, czujniki precyzyjnego prowadzenia (FGS) , to urządzenie, które jest w stanie zablokować pozycję Hubble'a na ciele niebieskim, które chcesz obserwować, utrzymując go we właściwym kierunku. Oprócz tego FGS może służyć również do precyzyjnego pomiaru odległości gwiazd.

Cóż, wszystkie te instrumenty Hubble'a mogą być aktywne, ponieważ są wspierane przez światło słoneczne. Hubble ma kilka paneli słonecznych, które mogą bezpośrednio przekształcać światło słoneczne w energię elektryczną. Część tej elektryczności będzie przechowywana w bateriach, które utrzymują aktywność teleskopu, gdy znajduje się nad nocnym obszarem Ziemi, zablokowanym przed światłem słonecznym.

Hubble jest również wyposażony w cztery anteny, które służą do wysyłania i odbierania informacji między Hubble'em a Zespołem Operacyjnym w Goddard Space Flight Center w Maryland w USA. Ponadto w Hubble są dwa główne komputery i kilka mniejszych systemów. Jeden z głównych komputerów służy do obsługi poleceń kierujących teleskopem, a drugi do sterowania instrumentami, odbierania ich danych i wysyłania ich do satelitów, aż ostatecznie trafią do Centrum Misji na Ziemi.

Po tym, jak Mission Center otrzyma dane z Hubble'a, pracujący tam personel rozpocznie tłumaczenie danych, takich jak inne długości fal, i zarchiwizuje informacje na urządzeniu pamięci masowej. Sam Hubble wysyła informacje wystarczające do zapełnienia około 18 płyt DVD każdego tygodnia. Astronomowie mogą pobierać zarchiwizowane dane przez Internet i analizować je z dowolnego miejsca na świecie.

Tak właśnie działa Kosmiczny Teleskop Hubble'a. A tak przy okazji, możesz również użyć Hubble'a do prowadzenia badań. Wystarczy wysłać najlepsze propozycje do Centrum Misyjnego Hubble'a. Wybrane propozycje będą miały okazję wykorzystać możliwości Hubble'a do obserwacji i badań. Każdego roku przeglądanych jest około 1000 wniosków, a wybieranych jest około 200.

Chcesz obserwować wszechświat za pomocą Hubble'a?