Статья расскажет о том, как инженеры NASA, предвидя необходимость обслуживания космического телескопа Hubble, разработали его с возможностью ремонта в космосе. Благодаря пяти миссиям шаттлов с 1993 по 2009 год, астронавты заменили все основные компоненты, кроме зеркал и внешней оболочки, что увеличило электропитание на 20% и восстановило способность телескопа концентрировать и воспринимать свет без дополнительных устройств. Эти усилия продлили срок службы Hubble с запланированных 15 лет до почти 35, демонстрируя выдающиеся достижения инженерной мысли и космических технологий.
Особенности конструкции для проведения орбитального обслуживания
Космический телескоп Хаббл был построен таким образом, чтобы его обслуживание на орбите планеты было удобным для астронавтов. На поверхности телескопа размещены яркие желтые ручки и крепления для ног с целью перемещения по нему во время модернизации. Внутри — приборы и другие компоненты, которые можно заменить непосредственно в космосе. В случае поломки двигателя или приводов солнечные батареи, обеспечивающие питание телескопа, можно сворачивать и разворачивать. У Хаббла есть 49 модульных систем: от небольших предохранителей до крупных научных инструментов, к которым предусмотрен доступ.
На постройку и запуск обсерватории ушло больше времени и финансов, чем на другие миссии NASA. Такие траты оправдывали тем, что телескоп будет работать годами, а для этого к нему необходимо было организовать регулярный доступ для ремонта и обновления.
Еще в 1970-х годах до запуска планировалось, что обслуживание телескопа будет производиться примерно каждые два с половиной года на протяжении 15 лет, а своевременность осмотра и ремонта позволит избежать резкого выхода деталей из строя. Предполагали даже, что телескоп можно будет доставлять на Землю для проведения ремонта, а после — возвращать обратно. В таком случае затраты на проектирование и тестирование перед каждым полетом можно было бы сократить.
Необходимость частого обслуживания космической обсерватории стала очевидной, когда реализация программы разработки начала затягиваться, а бюджет существенно превысил изначальные расчёты. Интересно, что попытки удешевить конструкцию неожиданно привели к положительному результату: инженеры исключили несколько орбитальных сменных блоков, благодаря чему последующие ремонтные работы стали более удобными.
После развертывания телескопа в 1990 году выявился серьёзный производственный дефект — основной зеркальный элемент оказался неправильно изготовлен. Из-за ошибки в полировке зеркало имело отклонение всего в 2,2 микрона, но этого было достаточно, чтобы заметно ухудшить качество снимков. Вдобавок к этому начали отказывать гироскопы, обеспечивающие точную ориентацию телескопа, и другие ключевые компоненты.
В результате планируемые рутинные миссии по обслуживанию превратились в масштабные операции по ремонту, без которых работа Хаббла оказалась бы невозможной.
Основные компоненты обсерватории
Хаббл по длине в 13,2 метра сопоставим с размерами школьного автобуса. Он состоит из следующих основных элементов:
Оптика. Главное зеркало телескопа имеет диаметр 2,4 метра, покрыто слоем алюминия и способно собирать света в 40 тысяч раз больше, чем человеческий глаз. Свет, попадая на главное зеркало, отражается на вторичное диаметром 30,5 сантиметров, а затем возвращается через центральное отверстие главного зеркала к научным приборам для анализа.
Изначально за главным зеркалом было установлено пять научных приборов и один из трёх датчиков наведения. Последний также использовался для сбора данных. Позже некоторые приборы заменяли или модернизировали в ходе миссий по обслуживанию телескопа, чтобы адаптировать его к современным научным задачам.
Батареи. Две солнечные батареи питают все электрооборудование обсерватории. Они вырабатывают около 5000 Вт, преобразуя солнечный свет в электроэнергию, которая направляется к шести аккумуляторам.
Во всех шести батареях хранится примерно столько же энергии, сколько в 20 автомобильных аккумуляторах. Такая конструкция позволяет устройству работать даже при нахождении в тени Земли.
Антенны. Отправка данных происходит за счет двух антенн с высоким коэффициентом усиления. Также установлены антенны с низким коэффициентом усиления, которые принимают поступающие команды и задействуются при авариях для передачи информации. Обсерватория использует спутники для связи с Землей, но в чрезвычайной ситуации может самостоятельно связаться с наземной станцией.
Система контроля наведения состоит из реактивных колес, гироскопов, датчиков и двух приводов, предназначенных для физического вращения телескопа.
Реактивные колеса. Четыре колеса по 45 кг расположены в центре корабля и предназначены для переориентации телескопа. При повороте колеса в одном направлении вся обсерватория разворачивается в другую сторону. Компьютер получает команды из центра управления.
Гироскопы. Совершают 19 200 оборотов в минуту. Их используют для определения скорости и направления движения в трехмерном пространстве. Они также фиксируют направление и скорость вращения. Изначально установили шесть гироскопов, три из которых — в резерве. На июнь 2024 года осталось два рабочих устройства, остальные вышли из строя. Теперь телескоп работает в режиме одного гироскопа, второй пока находится в резерве.
Два датчика точного наведения для фокусировки на цели. Отклонение возможно не более чем на семь угловых миллисекунд за сутки. Всего установлено три датчика: два из них фиксируют цель, а третий используют для сбора научных данных.
Солнечные датчики. Определяют положение телескопа относительно Солнца для защиты чувствительной аппаратуры и для помощи в наведении на цель.
Магнитные датчики. Устанавливают положение обсерватории относительно магнитного поля Земли.
Научные приборы. Первоначально были установлены камеры, спектрограф, высокоскоростной фотометр, датчики точного наведения.
Две основные системы камер обеспечивают широкоугольную съемку диапазона длин волн.
Спектрограф — прибор для изучения температуры, плотности, химического состава любых объектов, поглощающих и испускающих свет.
Интерферометры, или датчики точного наведения позволяют фокусироваться на цели и измерять относительное положение и яркость звезд. Один из трех датчиков используют для сбора научных данных.
На Хаббле остался только один инструмент, который был запущен вместе с телескопом в 1990 году. Это третий датчик точного наведения. Остальные инструменты были заменены во время миссий по обслуживанию,что увеличило возможности обсерватории. Также были отремонтированы камера ACS и спектрограф STIS во время последней миссии в 2009 году.
Инженеры предполагают, что приборы и системы обсерватории могут работать еще пять и более лет до 2030-х годов.
Инструменты для работы
На протяжении почти 35 лет астронавты поддерживают бесперебойную работу обсерватории и оснащают её всё более мощным оборудованием. Для обслуживания телескопа инженеры NASA разработали более трёхсот специальных инструментов, предназначенных для работы в условиях невесомости.
Только для последней, четвёртой миссии было создано 116 таких инструментов. Среди них, например, специальный аккумуляторный гайковёрт для работы в космосе, телескопическая рукоятка для манипуляций на расстоянии, а также адаптированный осветитель, помогающий астронавтам работать в тени Хаббла.
Еще в 1976 году инженер-астронавт Стори Масгрейв разрабатывал и проектировал оборудование для обслуживания в космосе. Он был одним из основных ученых, кто занимался подготовкой инструментов для обсерватории.
Именно Стори Масгрейв в мае 1993 года, всего за семь месяцев до первой миссии, выяснил, что астронавтам предстоит работать в условиях экстремально низких температур, при которых выполнение задания становится почти невозможным. Во время проверки в термовакууме он испытал сильную боль и получил обморожение восьми пальцев, даже не заметив этого. Этот инцидент показал необходимость пересмотра оборудования и процедур. Изначально положение орбитального аппарата рассчитывалось исключительно для защиты от солнечного света. Однако после инцидента его изменили, чтобы также поддерживать оптимальную температуру для астронавтов. Вдобавок были разработаны более теплые перчатки.
Инструменты для обслуживания «Хаббла» доработали с учётом специфики работы в громоздких скафандрах и жёстких перчатках. Они были адаптированы к условиям ограниченного пространства, невесомости, а также минимизировали риск потери материалов и оборудования.
Инструмент с пистолетной рукояткой, или Pistol Grip Tool (PGT) —– одна из наиболее известных разработок. Его впервые использовали во время второй миссии по обслуживанию. Он похож на механическую отвертку. На нем можно установить скорость, количество оборотов, направление и другие характеристики.
Также он производит запись информации о выполняемых работах. Если в будущем понадобится ослабить крепление, астронавт сможет скорректировать свои действия путем сравнения с имеющейся записью. Сегодня этот инструмент используют для работы в космосе, в том числе на МКС.
Во время последней четвертой сервисной миссии понадобилось открутить 111 маленьких винтов при ремонте спектрографа STIS. Для этого создали аналогичное устройство Mini Power Tool (MPT), но меньших размеров, с большей скоростью и со светодиодными фонарями.
Придумали специальная пластина захвата крепежа для 111 винтов, которая позволяла им оставаться на месте, а не улететь в космос или попасть в другие части Хаббла и повредить их. Пластина также видна на фотографии. Отверстия в ней удерживали винты и в то же время давали доступ к каждому винту при помощи электроинструмента. Впоследствии MPT также стали использовать на МКС.
Для удобства работы в космосе инженеры спроектировали фиксатор для ног, который впервые использовали во время первой миссии в 1993 году. Этот инструмент помогает астронавтам фиксироваться в невесомости, обеспечивая устойчивость и точность при выполнении сложных задач.
Представляет собой устойчивую платформу для фиксации ботинок астронавта, при этом человек может отталкиваться и поворачиваться во время работы. Гнезда для фиксатора расположены вокруг телескопа и в грузовом отсеке космического челнока. Крепление для ботинка предполагает, что сначала астронавт должен поместить носок в одно из стремян, а затем зафиксировать пятку. Наклон платформы после этого можно регулировать.
Аппликатор смазки использовали для ослабления болтов дверных защелок, чтобы их было легче открывать. Для нанесения смазки нужно было нажать на курок.
Тренировки астронавтов
В ходе пяти миссий к Хабблу астронавты провели в космосе 57 дней 15 часов 48 минут и 8 секунд.
Подготовка проводилась в трех центрах: Космическом центре имени Кеннеди во Флориде, Космическом центре имени Джонсона в Техасе и Центре космических полетов имени Годдарда в Мэриленде.
Обучение включало:
-
моделирование операций шаттла и обсерватории в Джонсоне и Центре управления операциями космического телескопа в Годдарде;
-
тестирование и подготовку инструментов и оборудования для полета в Годдарде;
-
подготовку операций к запуску, полету и посадке космического шаттла в Кеннеди.
Точные копии Хаббла и его компонентов позволяли астронавтам отрабатывать все движения и предусмотреть нюансы. Миссии основывались на исключении возможных неожиданностей.
Методы и инструменты совершенствовали благодаря испытаниям в симуляторе нейтральной плавучести в Центре космических полетов имени Джорджа К. Маршалла и учебном центре невесомости в Космическом центре Джонсона.
Тренажер плавучести создавал условия микрогравитации и помогал оценить примерные временные затраты для выполнения конкретных задач.
На тренировках астронавты отрабатывали все возможные движения и затруднения, с которыми можно было столкнуться на орбите. Знали каждое движение рук, повороты тела, манипуляции с инструментами. Например, астронавт Джон Грюнсфельд тренировался целый год на копии блока управления питанием для осуществления его замены во время миссии 3B. А астронавты Брюс МакКэндлесс и Кэти Салливан годами отрабатывали различные аварийные ситуации.
Непосредственно перед полетом на протяжении нескольких недель астронавты упражнялись каждый день по 6–7 часов в симуляторе, потом обсуждали и анализировали работу, а после этого шли на полтора–два часа в спортзал.
Миссии оказались успешными, потому что они были результатом долгих и усердных тренировок, постоянного анализа и совершенствования действий и оборудования.
Миссия обслуживания 1: исправление дефекта оптической системы
-
Период: 2–13 декабря 1993 годаё
-
Количество выходов в космос: 5 выходов общей длительностью более 35 часов
-
Шаттл: STS-61
-
Космический челнок: Индевор
С первых дней запуска Хаббла стало ясно, что снимки, которые он делал, были более низкого качества, чем предполагалось по расчетам. Кроме того, вскоре начали выходить из строя некоторые системы: сбои произошли в гироскопах, используемых для наведения телескопа, а также в солнечных батареях, которые начали вибрировать под воздействием теплового расширения.
Причина низкого качества снимков — сферическая аберрация, обусловленная ошибкой в первичном зеркале, которая возникла еще на этапе его изготовления. Основной прибор для контроля параметров был собран с просчетом. В связи с этим и само зеркало получилось с отклонением в два микрона. Ошибка требовала коррекции. Без нее Хаббл мог работать и дальше, собирать другие данные по приборам, но в таком случае финансовые затраты на его постройку и запуск не были бы оправданы.
Корректирующий модуль Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) представляет собой систему зеркал для корректировки фокуса света, отраженного от главного зеркала. Он включает 5300 деталей вместе с самими зеркалами, а именно механические компоненты и электронику, управляемые с Земли. Оптика компенсировала недостаток зеркала, как очки исправляют проблемы со зрением. Но для установки новой системы потребовалось демонтировать высокоскоростной фотометр, который мог проводить наблюдение за объектами с изменяющейся яркостью и делать 10 тысяч замеров в секунду.
Зеркала COSTAR способствовали попаданию лучей во все научные приборы, кроме широкоугольной камеры. Ее заменили на другую камеру WFPC2 со встроенной корректирующей оптикой. Новый прибор улучшил чувствительность телескопа в ультрафиолетовом диапазоне.
Все будущее оборудование в течение пяти экспедиций модернизировали с учетом сферической аберрации, а система COSTAR в итоге была удалена в 2009 году.
Во время Миссии обслуживания 1 (SM1) также произвели замену солнечных батарей. Первоначальные солнечные панели изгибались во время нагревания и охлаждения, что приводило к небольшим колебаниям. Но такое дрожание отражалось на датчиках наведения. Они периодически теряли цель во время проведения наблюдений. Новые батареи должны были решить эту проблему.
Три из шести гироскопов к моменту миссии вышли из строя. В те времена Хабблу требовались три гироскопа для наведения и отслеживания объекта, остальные были запасными. При потере еще одного гироскопа Хаббл не смог бы собирать научные данные. Расположены они парами, и астронавты заменили две пары таких устройств.
По итогу были модернизированы и установлены следующие компоненты:
-
COSTAR;
-
широкоугольная камера WFPC2;
-
солнечные батареи SA2 и один электропривод солнечной батареи;
-
два электронных блока управления гироскопами;
-
магнитометры;
-
спектрограф высокого разрешения Годдарда (GHRS);
-
блоки памяти главного и бортового компьютера (это разные устройства).
Миссия обслуживания 2: увеличение эффективности обсерватории
-
Период: 11–21 февраля 1997 года
-
Количество выходов в космос: 4 запланированных и 1 незапланированный выход
-
Шаттл: STS-82
-
Космический челнок: Дискавери
Миссия обслуживания 2 (SM2) повысила эффективность и производительность Хаббла, а также расширить диапазон видимых длин волн до ближнего инфракрасного света за счет установки двух новых инструментов. Теперь телескоп мог исследовать отдаленные части Вселенной.
Всего было совершено четыре запланированных выхода в космос и пятый незапланированный. Последний выход понадобился для восстановления теплоизоляции Хаббла в некоторых зонах.
Спектрограф высокого разрешения Годдарда и спектрограф слабых объектов в ходе миссии были заменены на спектрограф Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) и камеру ближнего инфракрасного диапазона и многообъектный спектрометр, или Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS).
Спектрограф STIS анализирует состав, температуру, движение и другие химические и физические свойства цели. Он мог одновременно охватывать группу объектов, например, Галактику, в то время как предыдущие приборы были способны наблюдать только за одной точкой. Прибор чувствителен к ультрафиолетовому, ближнему инфракрасному и другим длинам волн. Также он может блокировать свет от ярких объектов для исследования более тусклых целей.
Спектрограф STIS вышел из строя в августе 2004 из-за сбоя электропитания. Во время последней миссии в 2009 году его отремонтировали.
Благодаря камере и спектрометру NICMOS, можно было изучать пылевые скопления, процессы формирования звезд и планет. NICMOS, в свою очередь, состоял из трех камер для получения инфракрасных изображений и проведения спектроскопического наблюдения. Он впервые предоставил вид Вселенной в ближнем инфракрасном диапазоне.
NICMOS проработал до 1999 года. В 2002 году астронавты во время миссии 3B установили криоохладитель, и он снова включился. В 2009 году камера Hubble Wide Field Camera 3 (WFC3) взяла на себя его функции. В настоящее время NICMOS не работает.
Также добавили блок дооснащения Optical Control Electronics Enhancement Kit (OCE-EK). Он увеличил возможности датчика точного наведения за счет электроуправления механизмом.
В ходе экспедиции астронавты установили твердотельный цифровой регистратор SSR вместо одного из трех инженерных записывающих катушечных устройств ESTR. С новым регистратором можно было хранить в десять раз больше данных. Еще один ESTR был заменен запасным блоком аналогичного устройства. А во время миссии 3A катушечные устройства заменили твердотельными регистраторами.
По итогу были модернизированы и установлены следующие компоненты:
-
спектрограф STIS;
-
камера и спектрометр NICMOS;
-
датчик точного наведения FGS;
-
блок OCE-EK;
-
твердотельный цифровой регистратор SSR;
-
катушечный магнитофон ESTR;
-
одно из четырех реактивных колес RWA;
-
блок обработки данных DIU;
-
второй электропривод солнечных батарей SADE;
-
комплект для улучшения батарей BIK;
-
крышки магнитометра;
-
теплоизоляция.
Миссия обслуживания 3А: ремонт гироскопа
-
Период: 19–27 декабря 1999 года
-
Количество выходов в космос: 3 выхода
-
Шаттл: STS-103
-
Космический челнок: Дискавери
Миссия по обслуживанию SM3A изначально планировалась на июнь 2000 года как профилактическая. Но 13 ноября 1999 года отказал четвертый из шести гироскопов, и Хаббл в ожидании ремонта перешел в безопасный режим. Миссию решили провести досрочно и осуществить часть работ по программе третьего сервисного обслуживания, поэтому она получила название 3A
Астронавты заменили все шесть гироскопов во время первой миссии по обслуживанию. После этого были разработаны планы действий на случай выхода из строя гироскопов. Первым ввели режим работы с двумя гироскопами, который позволял продолжать научные наблюдения при минимальном количестве работающих устройств. Этот режим впервые использовали в 2004 году, когда миссия по обслуживанию была отменена из-за катастрофы шаттла «Колумбия».
Позже инженеры разработали режим работы на одном гироскопе, чтобы сохранить последний в резерве и продлить срок службы телескопа. Во время последней экспедиции в 2009 году астронавты заменили все шесть гироскопов. Однако к 2024 году четыре из них уже вышли из строя, и Хаббл работает в режиме одного гироскопа, продолжая выполнять научные задачи.
Также была проведена замена бортового компьютера на более мощный. В новом блоке используется процессор Intel 80486 с повышенной устойчивостью к радиации. После этого стало возможным перенести часть вычислений, ранее выполнявшихся на Земле, непосредственно на бортовую систему телескопа, увеличив его производительность в 20 раз.
Еще астронавты установили шесть комплектов улучшения напряжения и температуры VIK для регулировки уровня заряда аккумуляторов и защиты от перегрева и перезарядки батарей.
По итогу модернизировали и установили следующие компоненты:
-
шесть гироскопов;
-
бортовой компьютер;
-
датчик точного наведения;
-
твердотельный цифровой регистратор SSR;
-
комплект улучшения напряжения и температуры VIK;
-
передатчик для отправки научных данных.
Миссия обслуживания 3B: замена батарей и камеры
-
Период: 1–12 марта 2002 года
-
Количество выходов в космос: 5 выходов общей продолжительностью более 35 часов
-
Шаттл: STS-109
-
Космический челнок: Колумбия
Миссия обслуживания 3B (SM3B) увеличила научные возможности и производительность телескопа.
Солнечные батареи SA2 заменили на SA3. Впервые их модернизировали во время первой миссии. Батареи SA3 — более прочные, мощные, устойчивые к экстремальным температурам и на треть меньше предыдущих. Их производительность повысилась более чем на 20 процентов. Уменьшенный размер панелей способствовал снижению сопротивления и лучшему удержанию орбиты. SA3 установлены на Хаббле и на сегодняшний день, в 2025 году.
Оригинальный блок управления питанием (Power Control Unit, PCU) был заменён на новый, который использовал полную мощность обновлённых солнечных батарей. PCU отвечает за контроль и распределение электроэнергии другим частям телескопа через четыре блока распределения питания (Power Distribution Unit, PDU). Процедура замены потребовала полного отключения Хаббла, что длилось несколько часов и было тщательно спланировано.
Вместо последнего оставшегося оригинального прибора — камеры для съёмки тусклых объектов — была установлена более мощная расширенная камера для исследований (Advanced Camera for Surveys, ACS), которая в 10 раз превосходит предыдущую по производительности. С её помощью учёные смогли приступить к изучению планет соседних звёздных систем, что ранее считалось недостижимым.
Камера состоит из трёх специализированных каналов:
-
Канал высокого разрешения (High-Resolution Channel, HRC): предназначен для детального изучения планет соседних звёзд и внутренних областей галактик.
-
Широкоугольный канал (Wide Field Channel, WFC): обеспечивает обзор вдвое больше, чем у предыдущей камеры, что позволяет изучать распределение галактик и условия на планетах.
-
Солнечно-блокирующий канал: предназначен для наблюдений объектов, находящихся близко к ярким звёздам.
В 2007 году вышли из строя два из трёх научных каналов камеры, использующихся для захвата различных типов изображений. Во время четвёртой миссии инженеры смогли отремонтировать наиболее востребованный — широкий канал WFC, обеспечивающий получение широкоугольных изображений высокого разрешения. Однако канал высокого разрешения HRC, нацеленный на детальные снимки планет и галактик, восстановить не удалось, несмотря на попытки.
Астронавты восстановили работу камеры NICMOS, установив криоохладитель для его инфракрасных детекторов. Это продлило срок службы на несколько лет — до 2008 года.
По итогу были модернизированы и установлены следующие компоненты:
-
солнечные батареи SA3;
-
блок управления питанием PCU;
-
расширенная камера для исследований ACS;
-
одно из четырех реактивных колес RWA.
Миссия обслуживания 4: плановый ремонт и модернизация
-
Период: 11–24 мая 2009 года
-
Количество выходов в космос: 5 выходов общей продолжительностью почти 37 часов
-
Шаттл: STS-125
-
Космический челнок: Atlantis
Пятая по счету и четвертая по названию миссия SM4 должна была состояться в 2004 году, но ее отменили из-за потери шаттла «Колумбия». После этого ее перенесли на 2008 год и снова отложили в связи с техническими проблемами. В итоге она состоялась в 2009 году и помогла подготовить Хаббл к дальнейшей многолетней работе.
Астронавтам удалось починить один из каналов камеры ACS и вышедший из строя еще в 2004 году спектрограф STIS. Это были первые ремонтные работы на орбите, и они сопровождались такими трудностями, как замерзшие болты и сорванные винты.
Уже разработанные инструменты для ремонта STIS адаптировали для работ на ACS, что значительно сэкономило время. Астронавты работали в условиях строгих временных ограничений, так как каждый выход в открытый космос требовал тщательной координации и не оставлял права на ошибку. Ремонт ACS включал замену четырех плат и нового блока питания, а для восстановления STIS потребовалась замена электронной платы.
Астронавты заменили камеру WFPC2 на усовершенствованную широкоугольную камеру Wide Field Camera (WFC3), которая обладает большей чувствительностью. Этот прибор был создан для работы в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном спектрах, что значительно расширило возможности телескопа. WFC3 идеально дополнила установленную ранее ACS, усилив потенциал телескопа в исследованиях.
Теперь на борту Хаббла функционируют две главные камеры: ACS и WFC3. Вместе они обеспечивают съемку изображений в широком диапазоне длин волн и открывают доступ к изучению самых отдаленных галактик. Их совместная работа дала ученым возможность исследовать строение Вселенной с беспрецедентной детализацией.
Вторым научным прибором, установленным во время этой миссии, стал ультрафиолетовый спектрограф Cosmic Origins Spectrograph (COS). С его помощью ученые начали исследовать процессы формирования и эволюции галактик, изучать происхождение звездных систем и особенности межзвездной среды. Спектрограф COS дополнил функциональность STIS. Для его установки астронавты демонтировали оптическое устройство COSTAR, которое утратило актуальность, поскольку все новые приборы уже были спроектированы с учетом изначального дефекта.
Оригинальный комплект из шести батарей сменили на второй, который работает до сих пор.
По итогу были модернизированы, отремонтированы и установлены следующие компоненты:
-
широкоугольная камера WFC3;
-
канал камеры ACS;
-
спектрограф STIS;
-
спектрограф COS;
-
комплект батарей;
-
гироскопы;
-
блок управления научными приборами и обработки данных;
-
один из трех датчиков точного наведения;
-
теплоизоляционные панели.
Итоги пяти сервисных миссий
Восстановление работоспособности спектрографа STIS и камеры ACS — первые ремонтные работы в истории человечества, которые проводились на орбите. Разработка и успешное осуществление такой программы стали первым шагом к возможности обслуживания космических аппаратов в открытом космосе.
В целом в результате пяти миссий удалось повысить производительность, доработать конструкцию отдельных деталей и расширить научные возможности Хаббла. Все новые приборы имели встроенную корректирующую оптику, благодаря чему в итоге COSTAR стал не нужен, и астронавты смогли его снять.
Предполагалось, что телескоп сможет работать минимум до 2014 года, но он продолжает собирать научные данные даже спустя еще 11 лет.
За время работы Хаббл провел более 1,6 миллиона наблюдений. Вот некоторые из его открытий и исследований.
Два самых значимых открытий
-
Расширение Вселенной: Хаббл показал, что Вселенная расширяется с постоянным ускорением — открытие, ставшее основой для изучения тёмной энергии.
-
Обнаружение самой далекой звезды: Телескоп зафиксировал свет звезды Earendel, находящейся на расстоянии 12,9 миллиардов световых лет от Земли.
Исследования
-
Формирование экзопланет: Телескоп наблюдает, как зарождаются новые планетные системы.
-
Большое Красное Пятно на Юпитере: Хаббл изучает гигантский атмосферный вихрь, а также помогает отслеживать эволюцию штормов.
-
Чёрные дыры: Телескоп исследует воздействие чёрных дыр и помогает находить сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик.
Применение технологий в повседневной жизни
-
Медицина: Технологии полировки зеркал, применённые для Хаббла, адаптированы для создания высокоточных хирургических инструментов.
-
Геном человека: Алгоритмы, разработанные для анализа данных телескопа, использовались при секвенировании человеческого генома.
-
Мониторинг исчезающих видов: Модифицированный алгоритм распознавания звёзд помогает отслеживать китовых акул по индивидуальному узору их пятен.
Будущее Хаббла
Телескоп Хаббл остаётся уникальным научным инструментом, который дал человечеству возможность сделать множество открытий. На 2025 год он продолжает функционировать, несмотря на то, что последняя миссия по обслуживанию состоялась более 15 лет назад.
Однако время и износ берут своё. За годы работы у телескопа отказывали различные системы, он несколько раз переходил в безопасный режим — специальный режим работы, в котором отключаются все научные приборы, и телескоп работает только для минимальной стабилизации и поддержания связи с Землёй. Это помогает предотвратить повреждения при технических неисправностях.
С 2024 года Хаббл функционирует в режиме одного гироскопа, а второй остаётся в резерве. Такой подход помогает продлить срок службы телескопа до 2030-х годов, по крайней мере, так предполагают инженеры.
Тем временем, NASA заключило контракт на эксплуатацию телескопа до 30 июня 2026 года, но учёные уже обсуждают варианты безопасного завершения миссии. Орбита Хаббла постепенно снижается, и в будущем NASA планирует организовать контролируемый спуск, чтобы обломки телескопа, которые не сгорят в атмосфере, упали в заранее определённое место, исключающее угрозу для людей.
НЛО прилетело и оставило здесь промокод для читателей нашего блога:
-15% на заказ любого VDS (кроме тарифа Прогрев) — HABRFIRSTVDS
