ارتفاع مدار هابل. أغرب الحقائق عن تلسكوب هابل

هناك ثلاثة أجسام في مدار الأرض يعرفها حتى الأشخاص البعيدون عن علم الفلك وعلم الفضاء: القمر، الكوكب الدولي محطة فضاءوتلسكوب هابل الفضائي.

هناك ثلاثة أجسام في مدار الأرض يعرفها حتى الأشخاص البعيدون عن علم الفلك وعلم الفضاء: القمر، ومحطة الفضاء الدولية، وتلسكوب هابل الفضائي.

وهذا الأخير أكبر بثماني سنوات من محطة الفضاء الدولية وقد شهده المحطة المدارية"عالم". يعتقد الكثير من الناس أنها مجرد كاميرا كبيرة في الفضاء. الواقع أكثر تعقيدًا بعض الشيء، وليس من قبيل الصدفة أن يطلق عليه الأشخاص الذين يعملون مع هذا الجهاز الفريد باحترام المرصد السماوي.

إن تاريخ بناء هابل هو التغلب المستمر على الصعوبات والنضال من أجل التمويل والبحث عن حلول فيها مواقف غير متوقعة. إن دور هابل في العلوم لا يقدر بثمن. من المستحيل تجميع قائمة كاملة بالاكتشافات في علم الفلك والمجالات ذات الصلة التي تمت بفضل صور التلسكوب، لذلك تشير العديد من الأعمال إلى المعلومات التي حصل عليها. لكن الإحصاءات الرسمية تشير إلى ما يقرب من 15 ألف منشور.

قصة

نشأت فكرة وضع التلسكوب في المدار منذ ما يقرب من مائة عام. خلفية علميةوقد نُشرت أهمية بناء مثل هذا التلسكوب في مقال لعالم الفيزياء الفلكية ليمان سبيتزر عام 1946. وفي عام 1965، تم تعيينه رئيسًا للجنة أكاديمية العلوم التي حددت أهداف هذا المشروع.

وفي الستينيات، تم تنفيذ العديد من عمليات الإطلاق الناجحة وتم تسليم أجهزة أبسط إلى المدار، وفي عام 1968 أعطت وكالة ناسا ضوء اخضرسلف هابل، LST، التلسكوب الفضائي الكبير، مع المزيد قطر كبيرمرايا - 3 أمتار مقابل 2.4 متر في تلسكوب هابل - والمهمة الطموحة المتمثلة في إطلاقه بالفعل في عام 1972، باستخدام مكوك الفضاء الذي كان قيد التطوير آنذاك. لكن تقديرات المشروع المقدرة كانت باهظة الثمن، نشأت صعوبات بالمال، وفي عام 1974 تم إلغاء التمويل بالكامل.

إن الضغط النشط على المشروع من قبل علماء الفلك، ومشاركة وكالة الفضاء الأوروبية وتبسيط الخصائص تقريبًا لتلك الموجودة في هابل، جعل من الممكن في عام 1978 الحصول على تمويل من الكونجرس بمبلغ مثير للسخرية قدره 36 مليون دولار من حيث التكلفة الإجمالية، وهو ما اليوم يساوي حوالي 137 مليون.

في الوقت نفسه، تم تسمية التلسكوب المستقبلي على شرف إدوين هابل، عالم الفلك وعالم الكونيات الذي أكد وجود مجرات أخرى، وخلق نظرية توسع الكون وأعطى اسمه ليس فقط للتلسكوب، ولكن أيضًا القانون العلمي والكمية.

تم تطوير التلسكوب من قبل العديد من الشركات المسؤولة عن عناصر مختلفةوأكثرها تعقيدًا هو النظام البصري الذي كان بيركين إلمر يعمل عليه، والمركبة الفضائية التي كانت شركة لوكهيد تصنعها. وقد ارتفعت الميزانية بالفعل إلى 400 مليون دولار.

أخرت شركة لوكهيد إنشاء الجهاز لمدة ثلاثة أشهر وتجاوزت ميزانيتها بنسبة 30٪. إذا نظرت إلى تاريخ بناء الأجهزة ذات التعقيد المماثل، فهذا وضع طبيعي. بالنسبة لبيركين إلمر، كانت الأمور أسوأ بكثير. قامت الشركة بتلميع المرآة حسب التكنولوجيا المبتكرةحتى نهاية عام 1981، وهو ما يتجاوز الميزانية بشكل كبير ويضر بالعلاقات مع وكالة ناسا. ومن المثير للاهتمام أن المرآة الفارغة من صنع شركة كورنينج، التي تنتج اليوم زجاج غوريلا، الذي يستخدم بنشاط في الهواتف.

بالمناسبة، حصلت كوداك على عقد لتصنيع مرآة احتياطية باستخدام الطرق التقليديةالتلميع في حالة ظهور مشاكل في تلميع المرآة الرئيسية. أدى التأخير في إنشاء المكونات المتبقية إلى إبطاء العملية كثيرًا لدرجة أنها أصبحت اقتباس شهيرمن توصيف ناسا لجداول العمل التي كانت "غير مؤكدة ومتغيرة يوميًا".

أصبح الإطلاق ممكنا فقط في عام 1986، ولكن بسبب كارثة تشالنجر، تم تعليق إطلاق المكوك طوال مدة التعديلات.

تم تخزين هابل قطعة قطعة في غرف خاصة مملوءة بالنيتروجين بتكلفة ستة ملايين دولار شهريا.

ونتيجة لذلك، في 24 أبريل 1990، انطلق مكوك ديسكفري إلى المدار مع التلسكوب. في هذه المرحلة، تم إنفاق 2.5 مليار دولار على هابل. التكاليف الإجمالية اليوم تقترب من عشرة مليارات.

منذ إطلاقه، وقعت العديد من الأحداث الدرامية التي شملت هابل، لكن الحدث الرئيسي حدث في البداية.

عندما بدأ التلسكوب عمله بعد إطلاقه في المدار، اتضح أن حدته كانت أقل من المحسوبة. فبدلاً من عُشر ثانية قوسية، كانت ثانية كاملة. بعد عدة عمليات فحص، اتضح أن مرآة التلسكوب كانت مسطحة للغاية عند الحواف: فهي لم تتطابق بما يصل إلى ميكرومترين مع المرآة المحسوبة. إن الانحراف الناتج عن هذا العيب المجهري حرفيًا جعل معظم الدراسات المخطط لها مستحيلة.

تم تشكيل لجنة، اكتشف أعضاؤها السبب: أن المرآة المحسوبة بدقة لا تصدق قد تم صقلها بشكل غير صحيح. علاوة على ذلك، حتى قبل الإطلاق، ظهرت نفس الانحرافات بواسطة زوج من المصححات الفارغة المستخدمة في الاختبارات - وهي الأجهزة المسؤولة عن انحناء السطح المطلوب.

ولكنهم بعد ذلك لم يثقوا بهذه القراءات، واعتمدوا على قراءات المصحح الصفري الرئيسي، والتي أظهرت النتائج الصحيحةوالتي تم فيها الطحن. وتبين أن إحدى عدساتها تم تركيبها بشكل غير صحيح.

العامل البشري

كان من المستحيل تقنيًا تركيب مرآة جديدة مباشرة في المدار، وكان خفض التلسكوب ثم إعادته مرة أخرى مكلفًا للغاية. تم العثور على حل أنيق.

نعم، المرآة مصنوعة بشكل غير صحيح. ولكن تم القيام به بشكل خاطئ للغاية دقة عالية. فالتشويه كان معروفا، ولم يبق إلا التعويض عنه، الذي تطوروا من أجله نظام خاصتعديلات COSTAR. تقرر تثبيته كجزء من الرحلة الاستكشافية الأولى لخدمة التلسكوب.

مثل هذه الرحلة الاستكشافية عبارة عن عملية معقدة تستغرق عشرة أيام حيث يذهب رواد الفضاء إلى الفضاء الخارجي. من المستحيل أن نتخيل وظيفة أكثر مستقبلية، وهي مجرد صيانة. كانت هناك أربع بعثات إجمالاً أثناء تشغيل التلسكوب، مع رحلتين كجزء من الرحلة الثالثة.

في 2 ديسمبر 1993، قام مكوك الفضاء إنديفور، الذي كانت هذه الرحلة الخامسة له، بتسليم رواد الفضاء إلى التلسكوب. قاموا بتثبيت Costar واستبدلوا الكاميرا.

قام كوستار بتصحيح الانحراف الكروي للمرآة، حيث لعب دور أغلى النظارات في التاريخ. لقد أدى نظام التصحيح البصري مهمته حتى عام 2009، عندما اختفت الحاجة إليه بسبب استخدام البصريات التصحيحية الخاصة به في جميع الأجهزة الجديدة. لقد تخلت عن مساحة ثمينة في التلسكوب للمطياف واحتلت مكانة مرموقة فيه متحف الوطنيالملاحة الجوية والفضائية، بعد تفكيكها كجزء من رحلة خدمة هابل الرابعة في عام 2009.

يتحكم

يتم التحكم في التلسكوب ومراقبته في الوقت الفعلي على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع من مركز التحكم في جرينبيلت بولاية ماريلاند. تنقسم مهام المركز إلى نوعين: الفنية (الصيانة والإدارة ومراقبة الحالة) والعلمية (اختيار الكائنات وإعداد المهام وجمع البيانات المباشرة). يتلقى هابل كل أسبوع أكثر من 100.000 أمر مختلف من الأرض: هذه تعليمات لتصحيح المدار ومهام لتصوير الأجسام الفضائية.

في مركز تحدي الألفية، ينقسم اليوم إلى ثلاث نوبات، ويتم تعيين فريق منفصل يتكون من ثلاثة إلى خمسة أشخاص لكل منها. أثناء الرحلات الاستكشافية إلى التلسكوب نفسه، يزيد عدد الموظفين إلى عدة عشرات.

يعد هابل تلسكوبًا مزدحمًا، ولكن حتى جدول أعماله المزدحم يسمح له بمساعدة أي شخص على الإطلاق، حتى عالم الفلك غير المحترف. في كل عام، يتلقى معهد أبحاث الفضاء باستخدام التلسكوب الفضائي آلاف الطلبات لحجز الوقت من علماء الفلك من مختلف البلدان.

تحصل حوالي 20% من الطلبات على موافقة لجنة خبراء، ووفقًا لوكالة ناسا، وبفضل الطلبات الدولية، يتم إجراء ما يزيد أو ينقص من 20 ألف عملية رصد سنويًا. ويتم ربط جميع هذه الطلبات وبرمجتها وإرسالها إلى هابل من نفس المركز في ولاية ماريلاند.

بصريات

تعتمد بصريات هابل الرئيسية على نظام ريتشي-كريتيان. وتتكون من مرآة مستديرة منحنية بشكل زائدي يبلغ قطرها 2.4 متر مع وجود ثقب في وسطها. تنعكس هذه المرآة على مرآة ثانوية، ذات شكل زائدي أيضًا، والتي تعكس شعاعًا مناسبًا للرقمنة في الفتحة المركزية للمرآة الأولية. تُستخدم جميع أنواع المرشحات لتصفية الأجزاء غير الضرورية من الطيف وتسليط الضوء على النطاقات الضرورية.

تستخدم هذه التلسكوبات نظام المرايا، وليس العدسات، كما هو الحال في الكاميرات. هناك العديد من الأسباب لذلك: الاختلافات في درجات الحرارة، وتفاوتات التلميع، والأبعاد الكلية، وعدم فقدان الشعاع داخل العدسة نفسها.

لم تتغير البصريات الأساسية في هابل منذ البداية. وتم تغيير مجموعة الأدوات المختلفة التي تستخدمها بالكامل خلال عدة بعثات صيانة. تم تحديث هابل بالأجهزة، وخلال وجوده عملت هناك ثلاثة عشر أداة مختلفة. اليوم يحمل ستة، واحد منهم في حالة سبات.

كانت الكاميرات ذات الزاوية الواسعة والكواكب من الجيلين الأول والثاني، والكاميرا ذات الزاوية الواسعة من الجيل الثالث الآن، مسؤولة عن الصور الفوتوغرافية في النطاق البصري.

لم تتحقق إمكانات WFPC الأولى أبدًا بسبب مشاكل في المرآة. واستبدلت رحلة عام 1993، بعد تثبيت Kostar، في نفس الوقت بالإصدار الثاني.

تحتوي كاميرا WFPC2 على أربعة المصفوفات المربعةالصور التي شكلت منها مربعًا كبيرًا. بالكاد. تلقت إحدى المصفوفات - فقط "كوكبية" - صورة ذات تكبير أعلى، وعندما تم استعادة المقياس، تم التقاط هذا الجزء من الصورة بأقل من الجزء السادس عشر ساحة مشتركةبدلاً من الربع، ولكن بدقة أعلى.

وكانت المصفوفات الثلاث المتبقية مسؤولة عن "الزاوية الواسعة". هذا هو السبب في أن لقطات الكاميرا الكاملة تبدو وكأنها مربع تمت إزالة 3 كتل من زاوية واحدة، وليس بسبب مشاكل في تحميل الملفات أو مشاكل أخرى.

تم استبدال WFPC2 بـ WFC3 في عام 2009. يتم توضيح الفرق بينهما جيدًا من خلال إعادة تصوير أعمدة الخلق، والتي تم الحديث عنها لاحقًا.

بالإضافة إلى البصرية والقريبة نطاق الأشعة تحت الحمراءباستخدام كاميرا واسعة الزاوية، يرى هابل ما يلي:

• باستخدام مطياف STIS في الأشعة فوق البنفسجية القريبة والبعيدة، وكذلك من الأشعة تحت الحمراء المرئية إلى القريبة من الأشعة تحت الحمراء؛
• هناك، باستخدام إحدى قنوات ACS، التي تغطي قنواتها الأخرى نطاقًا تردديًا كبيرًا من الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية؛
• مصادر النقاط الضعيفة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية باستخدام مطياف COS.

الصور

صور هابل ليست صورًا فوتوغرافية بالمعنى المعتاد. الكثير من المعلومات غير متوفرة في النطاق البصري. تنبعث العديد من الأجسام الفضائية بشكل نشط في نطاقات أخرى. تم تجهيز هابل بالعديد من الأجهزة التي تحتوي على مجموعة متنوعة من المرشحات التي تسمح لها بالتقاط البيانات التي يعالجها علماء الفلك لاحقًا ويمكن تلخيصها في صورة مرئية. يتم توفير ثراء الألوان من خلال نطاقات مختلفة من الإشعاع الصادر عن النجوم والجسيمات المتأينة بها، بالإضافة إلى الضوء المنعكس.

هناك الكثير من الصور، سأخبرك فقط عن عدد قليل من الصور الأكثر إثارة. جميع الصور لها هويتها الخاصة، والتي يمكن العثور عليها بسهولة على موقع هابل spacetelescope.org أو مباشرة على جوجل. توجد العديد من الصور على الموقع بدقة عالية، لكنني هنا أترك نسخًا بحجم الشاشة.

أركان الخلق

المعرف: opo9544a

الخاص بك جدا لقطة مشهورةقام هابل بعمله في الأول من أبريل عام 95، دون أن يصرف انتباهه عن العمل الذكي في يوم كذبة أبريل. هذه هي أعمدة الخلق، وسميت بهذا الاسم لأن النجوم تتشكل من تراكمات الغاز هذه، ولأنها تشبهها في الشكل. تُظهر الصورة قطعة صغيرة من الجزء المركزي لسديم النسر.

هذا السديم موضوع مثير للاهتمامأن النجوم الكبيرة في مركزه قد بددته جزئيًا، وحتى من الأرض فقط. يتيح لك هذا الحظ النظر إلى مركز السديم، وعلى سبيل المثال، التقاط الصورة التعبيرية الشهيرة.

قامت التلسكوبات الأخرى أيضًا بتصوير هذه المنطقة في نطاقات مختلفة، ولكن من الناحية البصرية تظهر الأعمدة بشكل أكثر تعبيرًا: يتأين الغاز بنفس النجوم التي بدد جزءًا من السديم، ويتوهج باللون الأزرق والأخضر والأحمر، مما يخلق تقزحًا جميلًا.

في عام 2014، تم إعادة تصوير الأعمدة باستخدام معدات هابل المحدثة: تم تصوير النسخة الأولى بواسطة كاميرا WFPC2، والثانية بواسطة كاميرا WFC3.

المعرف: heic1501a

وردة مصنوعة من المجرات

المعرف: heic1107a

يعد الجسم Arp 273 مثالاً جميلاً للتواصل بين المجرات القريبة من بعضها البعض. الشكل غير المتماثل للجزء العلوي هو نتيجة لما يسمى بتفاعلات المد والجزر مع الجزء السفلي. ويشكلون معًا زهرة عظيمة قدمت للإنسانية في عام 2011.

ماجيك جالاكسي سمبريرو

المعرف: opo0328a

ميسييه 104 هي مجرة ​​مهيبة تبدو وكأنها تم اختراعها ورسمها في هوليوود. لكن لا، الجميلة المائة والرابعة موجودة الضواحي الجنوبيةكوكبة العذراء. وهو مشرق جدًا لدرجة أنه يمكن رؤيته حتى من خلال التلسكوبات المنزلية. تم التقاط هذا الجمال لهابل في عام 2004.

منظر جديد للأشعة تحت الحمراء لسديم رأس الحصان - صورة الذكرى السنوية الثالثة والعشرين لهابل

المعرف: heic1307a

في عام 2013، أعاد هابل تصوير بارنارد 33 في طيف الأشعة تحت الحمراء. وظهر سديم رأس الحصان الكئيب في كوكبة الجبار، شبه معتم وأسود في النطاق المرئي، في ضوء جديد. وهذا هو، النطاق.

وقبل ذلك، كان هابل قد صورها بالفعل في عام 2001:

المعرف: heic0105a

ثم فازت بالتصويت عبر الإنترنت لكائن الذكرى لأحد عشر عامًا في المدار. ومن المثير للاهتمام أنه حتى قبل صور هابل، كان رأس الحصان أحد أكثر الأشياء التي تم تصويرها.

يلتقط هابل منطقة تشكل النجوم S106

المعرف: heic1118a

S106 هي منطقة تشكل النجوم في كوكبة الدجاجة. يرجع هذا البناء الجميل إلى مقذوفات نجم شاب، يكتنفه غبار على شكل كعكة في المركز. تحتوي ستارة الغبار هذه على فجوات في الأعلى والأسفل، تنفجر من خلالها مادة النجم بشكل أكثر نشاطًا، لتشكل شكلاً يذكرنا بالخداع البصري المعروف. تم التقاط الصورة في نهاية عام 2011.

Cassiopeia A: الآثار الملونة لموت النجم

المعرف: heic0609a

ربما سمعت عن الانفجارات المستعرات الأعظم. وهذه الصورة تظهر بوضوح أحد السيناريوهات مصير المستقبلمثل هذه الأشياء.

تُظهر الصورة التي التقطت عام 2006 عواقب انفجار النجم ذو الكرسي أ، الذي حدث في مجرتنا. وتظهر بوضوح موجة من المادة المتناثرة من مركز الزلزال، ذات بنية معقدة ومفصلة.

صورة هابل لـ Arp 142

المعرف: heic1311a

ومرة أخرى صورة توضح عواقب تفاعل مجرتين وجدتا نفسيهما قريبتين من بعضهما البعض خلال رحلتهما المسكونية.

اصطدم NGC 2936 و2937 وأثر كل منهما على الآخر. وهذا بالفعل في حد ذاته حدث مثير للاهتماملكن في هذه الحالة تمت إضافة جانب آخر: الشكل الحالي للمجرات يشبه البطريق مع البيضة، وهو ما يعمل بمثابة إضافة كبيرة لشعبية هذه المجرات.

في صورة لطيفة من عام 2013، يمكنك رؤية آثار الاصطدام الذي حدث: على سبيل المثال، تتكون عين البطريق، في معظمها، من أجسام من مجرة ​​البيضة.

وبمعرفة عمر كلتا المجرتين، يمكننا أخيرًا الإجابة على ما جاء أولاً: البيضة أم البطريق.

فراشة تخرج من بقايا نجم السديم الكوكبيإن جي سي 6302

المعرف: heic0910h

في بعض الأحيان تبدو تيارات الغاز التي تصل درجة حرارتها إلى 20 ألف درجة، وتطير بسرعة تقارب مليون كيلومتر في الساعة، وكأنها أجنحة فراشة هشة، ما عليك سوى العثور على الزاوية الصحيحة. لم يكن على هابل أن ينظر، فالسديم NGC 6302 - الذي يُطلق عليه أيضًا سديم الفراشة أو الخنفساء - اتجه نحونا في الاتجاه الصحيح.

يخلق هذه الأجنحة نجم يموتمجرتنا في كوكبة سكوبيو. تأخذ تدفقات الغاز شكل جناحها مرة أخرى بسبب حلقة الغبار المحيطة بالنجم. نفس الغبار يغطي النجم نفسه منا. من الممكن أن تكون الحلقة قد تشكلت بسبب فقدان النجم للمادة على طول خط الاستواء بمعدل منخفض نسبيًا، والأجنحة بسبب فقدان النجم للمادة بسرعة أكبر من القطبين.

المجال العميق

هناك العديد من صور هابل التي تحتوي على حقل عميق في عنوانها. هذه إطارات ذات وقت تعريض ضخم يمتد لعدة أيام، وتُظهر قطعة صغيرة من السماء المرصعة بالنجوم. لإزالتها، كان عليّ أن أختار بعناية شديدة المنطقة المناسبة لمثل هذا التعرض. لا ينبغي أن تحجبه الأرض والقمر، ولا ينبغي أن تكون هناك أجسام ساطعة قريبة، وما إلى ذلك. ونتيجة لذلك، أصبح Deep Field لقطات مفيدة جدًا لعلماء الفلك، حيث يمكنهم من خلالها دراسة عمليات تكوين الكون.

أحدث إطار من هذا القبيل - مجال هابل العميق العميق لعام 2012 - ممل جدًا للعين المتوسطة - إنه تصوير غير مسبوق مع سرعة غالق تبلغ مليوني ثانية (~ 23 يومًا)، وتُظهر 5.5 ألف مجرة، وأخفها. سطوعها أقل بعشرة مليارات من حساسية الرؤية البشرية.

المعرف: heic1214a

وهذه الصورة المذهلة متاحة مجانًا على موقع هابل، وتُظهر للجميع جزءًا صغيرًا من 1/30.000.000 من سمائنا، والتي يمكن رؤية آلاف المجرات فيها.

هابل (1990 – 203 _)

ومن المقرر أن يغادر هابل مداره بعد عام 2030. تبدو هذه الحقيقة محزنة، لكن في الواقع تجاوز التلسكوب مدة مهمته الأصلية بسنوات عديدة. تم تحديث التلسكوب عدة مرات، وتم تغيير المعدات إلى المزيد والمزيد من التقدم، لكن هذه التحسينات لم تؤثر على البصريات الرئيسية.

وفي السنوات المقبلة، ستحصل البشرية على بديل أكثر تقدما للمقاتلة القديمة عند إطلاق تلسكوب جيمس ويب. ولكن حتى بعد ذلك، سيستمر هابل في العمل حتى يفشل. تم استثمار كميات لا تصدق من العمل الذي قام به العلماء والمهندسون ورواد الفضاء والأشخاص في المهن الأخرى وأموال دافعي الضرائب الأمريكيين والأوروبيين في التلسكوب.

ردًا على ذلك، تمتلك البشرية قاعدة غير مسبوقة من البيانات العلمية والأشياء الفنية التي تساعد على فهم بنية الكون وخلق موضة للعلم.

من الصعب أن نفهم قيمة هابل بالنسبة لغير علماء الفلك، لكنها كذلك بالنسبة لنا رمز جميلإنجازات البشرية. ليست خالية من المشاكل، مع تاريخ معقدلقد أصبح التلسكوب مشروعًا ناجحًا، ونأمل أن يستمر في العمل لصالح العلم لأكثر من عشر سنوات. نشرت

إذا كانت لديك أية أسئلة حول هذا الموضوع، فاطرحها على الخبراء والقراء في مشروعنا.

24 أبريل 1990تم إطلاقه في مدار الأرض تلسكوب هابل المداريالذي قام على مدار ربع قرن تقريبًا من وجوده بالعديد من الاكتشافات العظيمة التي ألقت الضوء على الكون وتاريخه وأسراره. واليوم سنتحدث عن هذا المرصد المداري الذي أصبح أسطوريًا في عصرنا هذا تاريخوكذلك حول بعض اكتشافات مهمة مصنوعة بمساعدتها.

تاريخ الخلق

ظهرت فكرة وضع التلسكوب حيث لا يتداخل أي شيء مع عمله في سنوات ما بين الحربين العالميتين في أعمال المهندس الألماني هيرمان أوبرث، لكن المبرر النظري لذلك تم طرحه عام 1946 من قبل عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي ليمان سبيتزر. لقد كان مفتونًا جدًا بالفكرة لدرجة أنه كرس نفسه لتنفيذها. معظممن مسيرته العلمية.

أطلقت بريطانيا العظمى أول تلسكوب مداري في عام 1962، والولايات المتحدة الأمريكية في عام 1966. وقد أقنعت نجاحات هذه الأجهزة المجتمع العلمي العالمي أخيرًا بالحاجة إلى بناء مرصد فضائي كبير قادر على النظر حتى إلى الأعماق ذاتها. الكون.

بدأ العمل في المشروع الذي أصبح في نهاية المطاف تلسكوب هابل في عام 1970، ولكن لفترة طويلة لم يكن هناك تمويل كاف للقيام بذلك. التنفيذ الناجحأفكار. وكانت هناك فترات أوقفت فيها السلطات الأمريكية التدفقات المالية تماما.

وانتهت حالة النسيان في عام 1978، عندما خصص الكونجرس الأمريكي 36 مليون دولار لإنشاء المختبر المداري. وفي الوقت نفسه، بدأ العمل النشط في تصميم وبناء المنشأة، التي شاركت فيها العديد من مراكز الأبحاث وشركات التكنولوجيا، أي ما مجموعه اثنين وثلاثين مؤسسة حول العالم.

في البداية، تم التخطيط لإطلاق التلسكوب في المدار في عام 1983، ثم تم تأجيل هذه التواريخ إلى عام 1986. لكن كارثة مكوك الفضاء تشالنجر في 28 يناير 1986 أجبرتنا على مراجعة تاريخ إطلاق الكائن مرة أخرى. ونتيجة لذلك، أطلق هابل إلى الفضاء في 24 أبريل 1990 على متن المكوك ديسكفري.

إدوين هابل

بالفعل في أوائل الثمانينيات، تم تسمية التلسكوب المتوقع تكريما لإدوين باول هابل، عالم الفلك الأمريكي العظيم الذي قدم مساهمة كبيرة في تطوير فهمنا لماهية الكون، وكذلك ما ينبغي أن يكون عليه علم الفلك والفيزياء الفلكية في المستقبل. كن ك.

كان هابل هو الذي أثبت وجود مجرات أخرى في الكون إلى جانب مجرة ​​درب التبانة، كما وضع الأساس لنظرية توسع الكون.

توفي إدوين هابل عام 1953، لكنه أصبح أحد المؤسسين المدرسة الأمريكيةعلم الفلك ممثله ورمزه الأكثر شهرة. ليس من قبيل الصدفة أن يتم تسمية التلسكوب ليس فقط باسم هذا العالم العظيم ، ولكن أيضًا الكويكب.

أهم اكتشافات تلسكوب هابل

وفي تسعينيات القرن العشرين، أصبح تلسكوب هابل أحد أشهر الأشياء التي صنعها الإنسان والتي ورد ذكرها في الصحافة. نُشرت الصور التي التقطها هذا المرصد المداري على الصفحات الأولى وعلى أغلفة المجلات العلمية والشعبية، وكذلك في الصحف العادية، بما في ذلك الصحف الصفراء.

أحدثت الاكتشافات التي تمت بمساعدة هابل ثورة كبيرة ووسعت الفهم البشري للكون، وما زالت تفعل ذلك حتى يومنا هذا.

قام التلسكوب بتصوير وأرسل إلى الأرض أكثر من مليون صورة عالية الدقة، مما يسمح للمرء بالنظر إلى أعماق الكون التي كان من المستحيل الوصول إليها لولا ذلك.

أحد الأسباب الأولى التي دفعت وسائل الإعلام إلى الحديث عن تلسكوب هابل هو الصور الفوتوغرافية التي التقطها للمذنب شوميكر-ليفي 9، الذي اصطدم بكوكب المشتري في يوليو 1994. قبل حوالي عام من السقوط، أثناء مراقبة هذا الجسم، سجل المرصد المداري انقسامه إلى عدة عشرات من الأجزاء، والتي سقطت بعد ذلك على مدار أسبوع على سطح الكوكب العملاق.

حجم هابل (قطر المرآة 2.4 متر) يسمح له بإجراء البحوث في مجموعة واسعة من مجالات علم الفلك والفيزياء الفلكية. على سبيل المثال، تم استخدامه لالتقاط صور للكواكب الخارجية (الكواكب الموجودة خارج المجموعة الشمسية). النظام الشمسي)، شاهد معاناة النجوم القديمة وولادة نجوم جديدة، والعثور على الثقوب السوداء الغامضة، واستكشاف تاريخ الكون، وكذلك التحقق من التيار النظريات العلميةأو تأكيدها أو دحضها.

تحديث

على الرغم من إطلاق التلسكوبات المدارية الأخرى، لا يزال هابل هو الأداة الرئيسية لمراقبي النجوم في عصرنا، حيث يزودهم باستمرار معلومات جديدةمن أبعد أركان الكون.

ومع ذلك، مع مرور الوقت، بدأت المشاكل في تشغيل هابل في الظهور. على سبيل المثال، بالفعل في الأسبوع الأول من تشغيل التلسكوب، اتضح أن مرآته الرئيسية بها عيب لم يسمح بتحقيق الحدة المتوقعة للصور. لذلك كان علينا تركيب نظام تصحيح بصري على الجسم الموجود في مداره مباشرة، ويتكون من مرآتين خارجيتين.

لإصلاح وتحديث مرصد هابل المداري، تم تنفيذ أربع بعثات إليه، تم خلالها تركيب معدات جديدة على التلسكوب - كاميرات ومرايا وألواح شمسية وأجهزة أخرى لتحسين تشغيل النظام وتوسيع نطاق المرصد .

مستقبل

بعد أحدث التحديثوالذي حدث في عام 2009، تقرر أن يبقى تلسكوب هابل في مداره حتى عام 2014، حيث سيتم استبداله بمرصد فضائي جديد، وهو جيمس ويب. ولكن من المعروف الآن أن العمر التشغيلي للمنشأة سيتم تمديده على الأقل حتى عام 2018، أو حتى 2020.

هناك ثلاث مزايا للنظائر: لا تتأثر جودة الصورة، بسبب قلة تشتت الضوء، والأشياء الموجودة، ونطاق الموجات الكهرومغناطيسية من الأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة فوق البنفسجية. يتم استغلال كل هذه المزايا بالكامل بفضل التصميم المعقد لتلسكوب هابل.

يبلغ قطر المرآة الأساسية للتلسكوب 2.4 مترًا، أما المرآة الثانوية فيبلغ قطرها 0.34 مترًا، وقد تم التحقق من المسافة بينهما بدقة وتبلغ 4.9 مترًا، ويسمح النظام البصري بتجميع الضوء في شعاع يبلغ قطره 0.05 بوصة (حتى على الأكثر أفضل التلسكوباتعلى الأرض دائرة التشتت أكبر من 0.5 بوصة). دقة تلسكوب هابل أكبر بـ 7-10 مرات من نظائره على الأرض.

مع مثل هذا التعرض فمن الضروري جدا درجة عاليةالاستقرار ودقة الإشارة. كانت هذه هي الصعوبة الرئيسية في التصميم - ونتيجة لذلك، مزيج معقد من أجهزة الاستشعار والجيروسكوبات و أدلة النجوميسمح لك بالحفاظ على التركيز ضمن مسافة 0.007 بوصة لفترة طويلة (دقة الإشارة لا تقل عن 0.01 بوصة).

هناك ستة منها رئيسية مثبتة على متن الطائرة الأجهزة العلمية، وهي الإنجازات الفكر العلميأثناء إطلاق المكوك. هذه هي Goddard عالية للعمل في نطاق الأشعة فوق البنفسجية، وكاميرا ومطياف لتصوير الأجسام الخافتة، وكاميرا كوكبية وكاميرا واسعة الزاوية، ومقياس ضوئي عالي السرعة لمراقبة الأجسام ذات السطوع المتفاوت، وأجهزة استشعار توجيه دقيقة.

ولضمان اكتفاء النظام ذاتيا ولا يحتاج إلى مصادر طاقة، فقد تم تجهيزه بألواح شمسية قوية، تقوم بدورها بشحن ست بطاريات هيدروجين ونيكل. توجد جميع أجهزة الكمبيوتر والبطاريات وأجهزة القياس عن بعد والأنظمة الأخرى بحيث يمكن استبدالها بسهولة إذا لزم الأمر.

فيديو حول الموضوع

الأدوات البصرية معروفة منذ العصور القديمة. استخدم أرخميدس العدسات لتركيز الضوء وتدمير سفن العدو الخشبية. لكن التلسكوبات ظهرت بعد ذلك بكثير، والسبب في ذلك غير معروف.

أصول

تم إنشاء نظام التعاليم حول البصريات من قبل العلماء اليونانيين إقليدس وأرسطو. في جوهرها، البصريات هي نتيجة دراسة هيكل العين البشرية، ولم يسمح تخلف علم التشريح في العصور القديمة بتطوير البصريات إلى علم جاد.

وفي القرن الثالث عشر، ظهرت النظارات الأولى بناءً على معرفة الأشعة المستقيمة. لقد خدموا أغراضًا نفعية - فقد ساعدوا الحرفيين في فحص التفاصيل الصغيرة. من غير المرجح أن يكون هذا الاختراع نتيجة بحث طويل - ربما كان حظًا خالصًا، اكتشاف أن الزجاج المطحون يمكن أن يكون له تأثير في تكبير الجسم عند الاقتراب من العين.

كتب عالم الطبيعة الإنجليزي بيكون عن الآلات العربية التي يمكنها، نظريًا، التكبير بحيث يمكن رؤية النجوم على سطحها. مسافة قريبة. وصلت عبقرية دافنشي إلى مستويات عالية لدرجة أنه صمم آلاته الزجاجية الخاصة وكتب أطروحات عن القياس الضوئي. لقد تم التفكير في التلسكوب أحادي العدسة، أو بشكل أكثر دقة، رسوماته ووثائقه الفنية، بأدق التفاصيل من قبل ليوناردو، وادعى العبقري نفسه أنه يمكن تحقيق التكبير بمقدار 50 مرة بهذه الطريقة. من غير المرجح أن يكون لمثل هذا البناء الحق في الحياة، ولكن الحقيقة هي حقيقة - تم وضع الحجر الأول في مؤسسة اتجاه جديد في العلوم.

تم صنع أول نطاق اكتشاف في هولندا عام أواخر السادس عشر - أوائل السابع عشرالقرن (تختلف الآراء حول التاريخ الدقيق اليوم) بقلم Z. Jansen في ميدلبورغ على غرار تلسكوب إيطالي معين. وقد تم توثيق هذا الحدث رسميا. أظهر الهولنديون مهارة كبيرة في إنتاج مناظير الإكتشاف. ميتزيوس، ليبرشي - تم حفظ أسمائهم في السجلات، وتم تقديم منتجاتهم إلى بلاط الدوقات والملوك، حيث تمت مكافأة الحرفيين بمبالغ كبيرة من المال. من كان الأول لا يزال مجهولا حتى يومنا هذا. وكانت الأدوات تُصنع من مواد رخيصة الثمن، ولكن على أساس عملي، وليس نظري، كما كان الحال سابقًا.

حصل جاليليو جاليلي على درجة الأستاذية في جامعة بادوا لتقديمه نموذج التلسكوب الخاص به إلى دوجي البندقية. لا يترك تأليفها أدنى شك، حيث لا تزال المنتجات محفوظة في متاحف فلورنسا. مكنت تلسكوباته من تحقيق تكبير 30 مرة، بينما صنع أساتذة آخرون تلسكوبات بتكبير 3 مرات. كما ساهم أيضًا في وضع أساس عملي لعقيدة مركزية النظام الشمسي، حيث قام شخصيًا بمراقبة الكواكب والنجوم.

قام عالم الفلك العظيم يوهانس كيبلر، بعد أن تعرف على اختراع جاليليو، بتجميع ملف مفصل

منذ بداية علم الفلك، منذ زمن غاليليو، كان علماء الفلك يتابعون ذلك هدف مشترك: رؤية المزيد، رؤية أبعد، رؤية أعمق. ويعد تلسكوب هابل الفضائي، الذي تم إطلاقه عام 1990، خطوة كبيرة في هذا الاتجاه. ويوجد التلسكوب في مدار أرضي فوق الغلاف الجوي، مما قد يؤدي إلى تشويه وحجب الإشعاع القادم من الأجسام الفضائية. وبفضل غيابه، يتلقى علماء الفلك صورًا ذات جودة عالية باستخدام هابل. يكاد يكون من المستحيل المبالغة في تقدير الدور الذي لعبه التلسكوب في تطوير علم الفلك - يعد هابل أحد أكثر المشاريع نجاحًا وطويلة الأمد لوكالة الفضاء ناسا. وأرسل مئات الآلاف من الصور الفوتوغرافية إلى الأرض، وسلطت الضوء على العديد من أسرار علم الفلك. لقد ساعد في تحديد عمر الكون، وتحديد النجوم الزائفة، وإثبات وجود الثقوب السوداء الضخمة في مركز المجرات، وحتى إجراء تجارب للكشف عن المادة المظلمة.

غيرت هذه الاكتشافات الطريقة التي ينظر بها علماء الفلك إلى الكون. وقد ساعدت القدرة على الرؤية بتفصيل كبير في تحويل البعض الفرضيات الفلكيةإلى حقائق. تم تجاهل العديد من النظريات من أجل السير في اتجاه واحد صحيح. من بين إنجازات هابل، أحد أهم إنجازاتها هو التصميم عمر الكونوالتي يقدرها العلماء اليوم بـ 13 - 14 مليار سنة. وهذا بلا شك أكثر دقة من البيانات السابقة التي تتراوح بين 10 إلى 20 مليار سنة. لعب هابل أيضًا دورًا رئيسيًا في اكتشاف الطاقة المظلمة، وهي القوة الغامضة التي تسبب توسع الكون بمعدل متزايد باستمرار. وبفضل هابل، تمكن علماء الفلك من رؤية المجرات في جميع مراحل تطورها، بدءا من التكوين الذي حدث في الكون الشاب، مما ساعد العلماء على فهم كيفية حدوث ولادتها. وباستخدام التلسكوب، تم العثور على أقراص كوكبية أولية وتراكمات من الغاز والغبار حول النجوم الشابة، والتي ستظهر حولها نجوم جديدة قريبًا (وفقًا للمعايير الفلكية بالطبع). أنظمة الكواكب. لقد كان قادرًا على العثور على مصادر انفجارات أشعة جاما - انفجارات طاقة غريبة وقوية بشكل لا يصدق - في المجرات البعيدة أثناء انهيار النجوم فائقة الكتلة. وهذا ليس سوى جزء من اكتشافات أداة فلكية فريدة من نوعها، لكنها تثبت بالفعل أن مبلغ 2.5 مليار دولار الذي تم إنفاقه على الإنشاء والإطلاق في المدار والصيانة هو الاستثمار الأكثر ربحية على مستوى البشرية جمعاء.

تلسكوب هابل الفضائي

يتمتع هابل بأداء مذهل. يستفيد المجتمع الفلكي بأكمله من قدرته على رؤية أعماق الكون. يمكن لكل عالم فلك إرسال طلب إلى وقت محدداستخدام خدماتها، ويقرر مجموعة من المتخصصين ما إذا كان من الممكن القيام بذلك. وبعد المراقبة، عادةً ما يستغرق الأمر عامًا قبل أن يتلقى المجتمع الفلكي نتائج البحث. وبما أن البيانات التي يتم الحصول عليها باستخدام التلسكوب متاحة للجميع، فيمكن لأي عالم فلكي إجراء أبحاثه من خلال تنسيق البيانات مع المراصد حول العالم. هذه السياسة تجعل البحث مفتوحًا وبالتالي أكثر فعالية. ومع ذلك، فإن القدرات الفريدة للتلسكوب تعني أيضًا أعلى مستوى من الطلب عليه - حيث يناضل علماء الفلك في جميع أنحاء العالم من أجل الحق في استخدام خدمات هابل في أوقات فراغهم من المهام الرئيسية. كل عام، يتم تلقي أكثر من ألف طلب، من بينها الأفضل، وفقا للخبراء، يتم اختيارهم، ولكن وفقا للإحصاءات، فإن 200 فقط راضون - فقط خمس العدد الإجمالي للمتقدمين يجرون أبحاثهم باستخدام هابل.

لماذا كان من الضروري إطلاق التلسكوب إلى الفضاء القريب من الأرض، ولماذا الطلب الكبير على الجهاز بين علماء الفلك؟ الحقيقة هي أن تلسكوب هابل كان قادرًا على حل مشكلتين للتلسكوبات الأرضية في وقت واحد. أولاً، طمس الإشارة الغلاف الجوي للأرضيحد من قدرات التلسكوبات الأرضية، بغض النظر عن تفوقها التقني. يتيح لنا ضباب الغلاف الجوي رؤية النجوم المتلألئة عندما ننظر إلى السماء. ثانيا، يمتص الغلاف الجوي الإشعاعات ذات طول موجي معين، وأشدها الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما. وهذا مشكلة خطيرةلأن دراسة الأجسام الفضائية تكون أكثر فعالية كلما زاد نطاق الطاقة المأخوذة.
ومن أجل تجنب التأثير السلبي للغلاف الجوي على جودة الصور الناتجة، يقع التلسكوب فوقه، على مسافة 569 كيلومترًا فوق السطح. وفي الوقت نفسه، يقوم التلسكوب بدورة واحدة حول الأرض خلال 97 دقيقة، ويتحرك بسرعة 8 كيلومترات في الثانية.

النظام البصري لتلسكوب هابل

تلسكوب هابل هو نظام ريتشي-كريتيان، أو نسخة محسنة من نظام كاسيجرين، حيث يضرب الضوء في البداية مرآة أولية، ثم ينعكس، ويصطدم بمرآة ثانوية، والتي تركز الضوء وتوجهه إلى نظام الأدوات العلمية للتلسكوب من خلال ثقب صغير في المرآة الأساسية. غالبًا ما يعتقد الناس خطأً أن التلسكوب يقوم بتكبير الصورة. في الواقع، هو يجمع فقط الحد الأقصى للمبلغالضوء من الكائن. وبناء على ذلك، كلما كانت المرآة الرئيسية أكبر المزيد من الضوءسوف تتجمع وكلما أصبحت الصورة أكثر وضوحًا. المرآة الثانية تركز الإشعاع فقط. يبلغ قطر مرآة هابل الأساسية 2.4 متر. يبدو الأمر صغيرا، مع الأخذ في الاعتبار أن قطر مرايا التلسكوبات الأرضية يصل إلى 10 أمتار أو أكثر، لكن غياب الغلاف الجوي لا يزال يمثل ميزة كبيرة للنسخة الكوميدية.
لمراقبة الأجسام الفضائيةيحتوي التلسكوب على عدد من الأدوات العلمية، التي تعمل معًا أو بشكل منفصل. كل واحد منهم فريد من نوعه بطريقته الخاصة.

الكاميرا المتقدمة للاستطلاعات (ACS). أحدث أداة مراقبة مرئية مصممة للبحث في بدايات الكون، تم تركيبها في عام 2002. وساعدت هذه الكاميرا في رسم خريطة لتوزيع المادة السوداء، واكتشاف الأجسام البعيدة، ودراسة تطور مجموعات المجرات.

كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف الأجسام المتعددة (NICMOS). مستشعر الأشعة تحت الحمراء، يكتشف الحرارة عندما تكون الأشياء مخفية الغبار بين النجومأو الغاز، كما هو الحال، على سبيل المثال، في مناطق تكوين النجوم النشطة.

كاميرا للأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف الأجسام المتعددة (مطياف التصوير بالتلسكوب الفضائي - STIS). يعمل مثل المنشور، والضوء المتحلل. ومن الطيف الناتج يمكن الحصول على معلومات حول درجة الحرارة والتركيب الكيميائي والكثافة وحركة الأجسام قيد الدراسة. توقف تلسكوب STIS عن العمل في 3 أغسطس 2004 بسبب مشاكل فنية، ولكن سيتم تجديد التلسكوب خلال عملية صيانة مجدولة في عام 2008.

الكاميرا الكوكبية واسعة النطاق 2 (WFPC2). أداة عالمية تم من خلالها التقاط معظم الصور المعروفة للجميع. بفضل 48 مرشحا، فإنه يسمح لك برؤية الأشياء في نطاق واسع إلى حد ما من الأطوال الموجية.

أجهزة استشعار التوجيه الدقيق (FGS). إنهم ليسوا مسؤولين فقط عن التحكم وتوجيه التلسكوب في الفضاء - فهم يوجهون التلسكوب بالنسبة للنجوم ولا يسمحون له بالانحراف عن المسار، لكنهم يقومون أيضًا بإجراء قياسات دقيقة للمسافات بين النجوم وتسجيل النسب حركة.
كما هو الحال مع العديد من المركبات الفضائية في مدار الأرض، فإن مصدر الطاقة لتلسكوب هابل هو اشعاع شمسي، مثبتة بواسطة لوحين شمسيين يبلغ طولهما اثني عشر مترًا، ومتراكمة للتشغيل دون انقطاع أثناء المرور جانب الظلأرض. يعد تصميم نظام التوجيه إلى الهدف المطلوب - جسم ما في الكون - أمرًا مثيرًا للاهتمام أيضًا - فبعد كل شيء، يعد تصوير مجرة ​​بعيدة أو نجم زائف بنجاح بسرعة 8 كيلومترات في الثانية أمرًا رائعًا للغاية مهمة صعبة. يتضمن نظام توجيه التلسكوب المكونات التالية: أجهزة استشعار التوجيه الدقيقة التي سبق ذكرها، والتي تحدد موقع الجهاز بالنسبة للنجمين "القائدين"؛ أجهزة استشعار الموقع بالنسبة للشمس ليست مجرد أدوات مساعدة لتوجيه التلسكوب، ولكنها أيضًا الأدوات اللازمةلتحديد الحاجة إلى إغلاق/فتح باب الفتحة لمنع "احتراق" المعدات عند تعرضها لأشعة الشمس المركزة؛ أجهزة الاستشعار المغناطيسية التي توجه المركبة الفضائية بالنسبة لها حقل مغناطيسيأرض؛

ومع ذلك، فإن عمل هابل سيكون بلا معنى دون القدرة على نقل البيانات التي تم الحصول عليها للدراسة في المختبرات على الأرض. ولحل هذه المشكلة، تم تركيب أربعة هوائيات على هابل، والتي تتبادل المعلومات مع فريق عمليات الطيران في مركز غودارد لرحلات الفضاء في الحزام الأخضر. تُستخدم الأقمار الصناعية الموجودة في مدار الأرض للتواصل مع التلسكوب وتعيين الإحداثيات؛ كما أنها مسؤولة عن نقل البيانات. يمتلك هابل جهازي كمبيوتر والعديد من الأنظمة الفرعية الأقل تعقيدًا. يتحكم أحد أجهزة الكمبيوتر في ملاحة التلسكوب، بينما تكون جميع الأنظمة الأخرى مسؤولة عن تشغيل الأجهزة والتواصل مع الأقمار الصناعية.

مخطط لنقل المعلومات من المدار إلى الأرض

البيانات من الأرض مجموعة بحثالوصول إلى مركز جودارد لرحلات الفضاء، ثم إلى معهد البحوثمعهد علوم التلسكوب الفضائي، حيث يقوم مجموعة من المتخصصين بمعالجة البيانات وتسجيلها على الوسائط المغناطيسية الضوئية. يرسل التلسكوب كل أسبوع إلى الأرض معلومات كافية لملء أكثر من عشرين قرص DVD، والوصول إلى هذا الكم الهائل من المعلومات القيمة مفتوح للجميع. يتم تخزين الجزء الأكبر من البيانات بتنسيق FITS الرقمي، وهو مناسب جدًا للتحليل، ولكنه غير مناسب تمامًا للنشر في وسائل الإعلام. ولهذا السبب يتم نشر الصور الأكثر إثارة للاهتمام لعامة الناس بتنسيقات الصور الأكثر شيوعًا - TIFF وJPEG. وهكذا، أصبح تلسكوب هابل ليس مجرد أداة علمية فريدة من نوعها، ولكن أيضا واحدة من الفرص القليلة المتاحة لأي شخص للنظر إلى جمال الكون - المهنية، والهواة، وحتى شخص غير معتاد على علم الفلك. وللأسف، علينا أن نقول إن الوصول إلى التلسكوب أمام علماء الفلك الهواة مغلق الآن بسبب انخفاض تمويل المشروع.

التلسكوب المداريهابل

إن ماضي تلسكوب هابل لا يقل إثارة للاهتمام عن حاضره. لأول مرة فكرة الخلق تركيب مماثلنشأت في عام 1923 مع مؤسسها هيرمان أوبرث تكنولوجيا الصواريخألمانيا. كان هو أول من تحدث عن إمكانية توصيل التلسكوب إلى حوالي مدار الأرضباستخدام صاروخ، مع أن الصواريخ نفسها لم تكن موجودة بعد. وقد تم تطوير هذه الفكرة في عام 1946 في منشوراته حول الحاجة إلى إنشاء مرصد فضائي من قبل عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي ليمان سبيتزر. وتنبأ بإمكانية الاستلام صور فريدة من نوعها، وهو أمر مستحيل القيام به في الظروف الأرضية. وعلى مدار الخمسين عامًا التالية، روج عالم الفيزياء الفلكية لهذه الفكرة بنشاط حتى بداية تطبيقها الحقيقي.

كان سبيتزر رائدًا في تطوير العديد من مشاريع المراصد المدارية، بما في ذلك القمر الصناعي كوبرنيكوس والمرصد الفلكي المداري. وبفضله تمت الموافقة على مشروع التلسكوب الفضائي الكبير في عام 1969؛ ولسوء الحظ، وبسبب نقص التمويل، تم تقليل أبعاد التلسكوب ومعداته إلى حد ما، بما في ذلك حجم المرايا وعدد الأدوات.

في عام 1974، تم اقتراح صنع أدوات قابلة للتبديل بدقة 0.1 ثانية قوسية وأطوال موجية تشغيلية من الأشعة فوق البنفسجية إلى المرئية والأشعة تحت الحمراء. كان من المفترض أن يقوم المكوك بتسليم التلسكوب إلى مداره وإعادته إلى الأرض لإجراء أعمال الصيانة والإصلاحات التي كانت ممكنة أيضًا في الفضاء.

في عام 1975، بدأت ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) العمل على تلسكوب هابل. وفي عام 1977، وافق الكونجرس على تمويل التلسكوب.

بعد هذا القرار، بدأ تجميع قائمة الأدوات العلمية للتلسكوب، وتم اختيار خمسة فائزين في مسابقة إنشاء المعدات. كان هناك قدر كبير من العمل في المستقبل. قرروا تسمية التلسكوب تكريما لعالم الفلك الذي أظهر أن "القصاصات" الصغيرة المرئية من خلال التلسكوب هي مجرات بعيدة وأثبتت أن الكون يتوسع.

بعد عدة تأخيرات، كان من المقرر إطلاقه في أكتوبر 1986، ولكن في 28 يناير 1986، انفجر مكوك الفضاء تشالنجر بعد دقيقة واحدة من إقلاعه. واستمر اختبار المكوكات لأكثر من عامين، مما يعني تأجيل إطلاق تلسكوب هابل إلى مداره لمدة أربع سنوات. خلال هذا الوقت، تم تحسين التلسكوب، وفي 24 أبريل 1990، ارتفع الجهاز الفريد إلى مداره.

إطلاق المكوك وعلى متنه تلسكوب هابل

في ديسمبر 1993، تم نقل مكوك الفضاء إنديفور، بطاقمه المكون من سبعة أفراد، إلى المدار لإجراء صيانة التلسكوب. تم استبدال كاميرتين أيضًا الألواح الشمسية. في عام 1994، تم التقاط الصور الأولى من التلسكوب، والتي صدمت جودتها علماء الفلك. لقد برر هابل نفسه تمامًا.

صيانة وتحديث واستبدال الكاميرات والألواح الشمسية وفحص الكسوة العازلة للحرارة وكذلك صيانةأقيمت ثلاث مرات أخرى: في أعوام 1997 و1999 و2002.

ترقية تلسكوب هابل، 2002

كان من المفترض أن تتم الرحلة التالية في عام 2006، ولكن في 1 فبراير 2003، بسبب مشاكل في الجلد، احترق مكوك الفضاء كولومبيا في الغلاف الجوي أثناء عودته. ونتيجة لذلك، هناك حاجة إلى التصرف دراسات إضافيةإمكانية مواصلة استخدام المكوكات، والتي انتهت فقط في 31 أكتوبر 2006. وهذا ما أدى إلى تأجيل الصيانة المقررة التالية للتلسكوب إلى سبتمبر 2008.
واليوم يعمل التلسكوب بشكل طبيعي، حيث ينقل 120 جيجابايت من المعلومات أسبوعيًا. ويجري أيضًا تطوير خليفة هابل، تلسكوب ويب الفضائي، والذي سيستكشف الأجسام ذات الانزياح الأحمر العالي في الكون المبكر. وسيكون على ارتفاع 1.5 مليون كيلومتر، ومن المقرر إطلاقه في عام 2013.

وبطبيعة الحال، فإن هابل لا يدوم إلى الأبد. ومن المقرر إجراء الإصلاح التالي في عام 2008، ولكن لا يزال التلسكوب يتآكل تدريجيًا ويصبح غير صالح للعمل. سيحدث هذا حوالي عام 2013. عندما يحدث هذا، سيبقى التلسكوب في المدار حتى يتحلل. بعد ذلك، سيبدأ هابل في السقوط على الأرض، وسيتبع إما محطة مير، أو سيتم تسليمه بأمان إلى الأرض ويصبح معرضًا متحفيًا له تاريخ فريد. ولكن لا يزال إرث تلسكوب هابل: اكتشافاته، ومثاله على العمل والصور الفوتوغرافية التي لا تشوبها شائبة تقريبًا، والتي يعرفها الجميع - سيبقى قائمًا. يمكننا أن نكون متأكدين من أن إنجازاته ستستمر في المساعدة في حل ألغاز الكون لفترة طويلة قادمة، كانتصار للحياة الغنية بشكل مذهل لتلسكوب هابل.

في نهاية سبتمبر 2008 في التلسكوب الذي سمي باسمه. فشلت وحدة هابل المسؤولة عن نقل المعلومات إلى الأرض. تمت إعادة جدولة مهمة إصلاح التلسكوب لشهر فبراير 2009.

الخصائص التقنية للتلسكوب الذي سمي على اسمه. هابل:

الإطلاق: 24 أبريل 1990 الساعة 12:33 بالتوقيت العالمي
الأبعاد: 13.1 × 4.3 م
الوزن: 11,110 كجم
التصميم البصري: ريتشي كريتيان
التظليل: 14%
مجال الرؤية: 18 بوصة (للأغراض العلمية)، 28 بوصة (للتوجيه)
الدقة الزاوية: 0.1 بوصة عند 632.8 نانومتر
النطاق الطيفي: 115 نانومتر – 1 ملم
دقة التثبيت: 0.007 بوصة خلال 24 ساعة
المدار التصميمي للمركبة الفضائية: الارتفاع - 693 كم، الميل - 28.5 درجة
الفترة المدارية حول زيسلي: بين 96 و97 دقيقة
مدة التشغيل المخطط لها: 20 سنة (مع الصيانة)
تكلفة التلسكوب والمركبة الفضائية: 1.5 مليار دولار (بدولارات 1989)
المرآة الرئيسية: القطر 2400 ملم؛ نصف قطر الانحناء 11.040 ملم؛ مربع الانحراف 1.0022985
المرآة الثانوية: القطر 310 مم؛ نصف قطر الانحناء 1.358 ملم؛ الانحراف التربيعي 1.49686
المسافات: بين مراكز المرآة 4906.071 ملم؛ من المرآة الثانوية إلى التركيز 6406.200 ملم

ما هو هابل؟

أصبح العالم الأمريكي إدوين باول هابل معروفًا على نطاق واسع باكتشافه توسع الكون. لا يزال العلماء العظماء يذكرونه كثيرًا في مقالاتهم. هابل هو الرجل الذي سُمي التلسكوب الراديوي باسمه، وبفضله تم استبدال كل الارتباطات والصور النمطية بالكامل.

يعد تلسكوب هابل أحد أشهر الأجسام التي ترتبط مباشرة بالفضاء. يمكن اعتباره بثقة مرصدًا مداريًا آليًا حقيقيًا. هذا عملاق الفضاءتطلب الأمر استثمارًا ماليًا كبيرًا (بعد كل شيء، كانت تكاليف التلسكوب المكتشف أعلى بمئات المرات من تكلفة التلسكوب الأرضي)، فضلاً عن الموارد والوقت. وبناءً على ذلك، قررت أكبر وكالتين في العالم، مثل وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، دمج قدراتهما وعمل مشروع مشترك.

في أي عام تم إطلاقه لم يعد معروفا معلومات سرية. تم الإطلاق إلى المدار الأرضي في 24 أبريل 1990 على متن المكوك ديسكفري STS-31. وبالعودة إلى التاريخ، تجدر الإشارة إلى أنه كان من المقرر في الأصل أن تكون سنة الإطلاق مختلفة، وكان من المفترض أن يكون التاريخ المتوقع هو أكتوبر 1986. ولكن في يناير من نفس العام، حدثت كارثة تشالنجر واضطر الجميع إلى تأجيل الإطلاق المخطط له، ومع كل شهر من التوقف، زادت تكلفة البرنامج بمقدار 6 ملايين دولار، ففي النهاية، ليس من السهل الاحتفاظ ببرنامج الكائن الذي يجب إرساله إلى الفضاء في حالة ممتازة، تم وضعه في غرفة خاصة، حيث تم إنشاء جو منقى بشكل مصطنع، وكانت الأنظمة الموجودة على متنه تعمل جزئيًا، كما تم استبدال بعض الأجهزة بأخرى أكثر حداثة.

عندما تم إطلاق هابل، توقع الجميع انتصارًا لا يصدق، ولكن لم يسير كل شيء على الفور كما أرادوا. واجه العلماء مشاكل منذ الصور الأولى. وكان واضحاً أن هناك خللاً في مرآة التلسكوب، كما أن جودة الصور كانت مختلفة عما كان متوقعاً. كما لم يكن من الواضح تماما كم سوف تمر سنواتمنذ لحظة اكتشاف المشكلة حتى حلها. بعد كل شيء، كان من الواضح أنه من المستحيل استبدال المرآة الرئيسية للتلسكوب مباشرة في المدار، وكانت إعادتها إلى الأرض مكلفة للغاية، لذلك تقرر أنه من الضروري تركيب معدات إضافية عليها واستخدامها للتعويض لذلك، في ديسمبر 1993، تم إرسال المكوك إنديفور مع الهياكل اللازمة. ذهب رواد الفضاء إلى الفضاء الخارجي خمس مرات ونجحوا في تثبيت الأجزاء الضرورية على تلسكوب هابل.

ما الجديد الذي شاهده التلسكوب في الفضاء؟ وما هي الاكتشافات التي تمكنت البشرية من تحقيقها بناءً على الصور الفوتوغرافية؟ هذه بعض الأسئلة الأكثر شيوعًا التي يطرحها العلماء على الإطلاق. وبطبيعة الحال، أكبر النجوم تم التقاطها بواسطة التلسكوبلم تمر مرور الكرام. وهي، بفضل تفرد التلسكوب، حدد علماء الفلك في وقت واحد تسعة نجوم ضخمة (في عنقود نجمي R136)، الذي تبلغ كتلته أكثر من 100 مرة كتلة الشمس. كما تم اكتشاف نجوم تزيد كتلتها عن كتلة الشمس بـ 50 مرة.

ومن الجدير بالملاحظة أيضًا صورة مائتي نجم ساخن بجنون والتي تشكل معًا السديم NGC 604. وكان هابل هو الذي تمكن من التقاط مضان السديم الناتج عن الهيدروجين المتأين.

الحديث عن النظرية .الانفجار العظيم، والتي تعد اليوم واحدة من أكثر المواضيع التي تمت مناقشتها على نطاق واسع والأكثر موثوقية في تاريخ أصل الكون، فمن الجدير أن نتذكر إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف. يعد إشعاع CMB أحد الأدلة الأساسية. ولكن هناك عامل آخر كان الانزياح الأحمر الكوني، وكانت النتيجة ظهور تأثير دوبلر. ووفقاً لها يرى الجسم الأشياء التي تقترب منه باللون الأزرق، وإذا ابتعدت عنها تصبح أكثر احمراراً. وهكذا، عند مراقبة الأجسام الفضائية من تلسكوب هابل، كان التحول باللون الأحمر وعلى هذا الأساس تم التوصل إلى استنتاج حول توسع الكون.

عند النظر إلى صور التلسكوب، فإن أول ما ستراه هو المجال البعيد. في الصورة، لن تتمكن بعد الآن من رؤية النجوم بشكل فردي - ستكون مجرات بأكملها ويطرح السؤال على الفور: في أي مسافة يمكن للتلسكوب الرؤية وما هو الحد الأقصى لها؟ من أجل الإجابة على كيفية رؤية التلسكوب حتى الآن، نحتاج إلى إلقاء نظرة فاحصة على تصميم هابل.

مواصفات التلسكوب

1. الأبعاد الكلية للقمر الصناعي بأكمله: الطول 13.3 م، والوزن حوالي 11 طنًا، ولكن مع الأخذ في الاعتبار جميع الأجهزة المثبتة، يصل وزنه إلى 12.5 طنًا وقطره 4.3 م.
2. يمكن أن تصل دقة شكل الاتجاه إلى 0.007 ثانية قوسية.
3. لوحان شمسيان ثنائيان بقدرة 5 كيلو وات، ولكن هناك 6 بطاريات أخرى تبلغ سعتها 60 أمبير في الساعة.
4. جميع المحركات تعمل بالهيدرازين.
5. هوائي قادر على استقبال جميع البيانات بسرعة 1 كيلو بايت / ثانية والإرسال بسرعة 256/512 كيلو بايت / ثانية.
6. المرآة الرئيسية يبلغ قطرها 2.4 م وكذلك المرآة المساعدة 0.3 م. مادة المرآة الرئيسية هي زجاج الكوارتز المنصهر وهو غير عرضة للتشوه الحراري.
7. ما هو التكبير، وكذلك البعد البؤري، أي 56.6 م.
8. تردد الدورة مرة واحدة كل ساعة ونصف.
9. نصف قطر كرة هابل هو نسبة سرعة الضوء إلى ثابت هابل.
10. خصائص الإشعاع - 1050-8000 أنجستروم.
11. ولكن على أي ارتفاع فوق سطح الأرض يقع القمر الصناعي، فهو معروف منذ زمن طويل. هذا هو 560 كم.

كيف يعمل تلسكوب هابل؟

مبدأ تشغيل التلسكوب هو عاكس لنظام ريتشي-كريتيان. هيكل النظام هو المرآة الرئيسية، وهي مقعرة بشكل زائدي، ولكن مرآتها المساعدة محدبة بشكل زائدي. يُطلق على الجهاز المثبت في منتصف المرآة الزائدية اسم العدسة. مجال الرؤية حوالي 4 درجات.

إذن من الذي شارك بالفعل في إنشاء هذا التلسكوب المذهل، والذي، على الرغم من عمره الجليل، لا يزال يسعدنا باكتشافاته؟

يعود تاريخ إنشائها إلى السبعينيات البعيدة من القرن العشرين. عملت عدة شركات على أهم أجزاء التلسكوب وهي المرآة الرئيسية. بعد كل شيء، كانت المتطلبات صارمة للغاية، وكان من المقرر أن تكون النتيجة مثالية. وهكذا، أرادت شركة PerkinElmer استخدام أجهزتها ذات التقنيات الجديدة لتحقيق الشكل المطلوب. لكن كوداك وقعت عقدًا يتضمن استخدام أساليب أكثر تقليدية، ولكن لشراء قطع الغيار. بدأت أعمال التصنيع في عام 1979، واستمر تلميع الأجزاء الضرورية حتى منتصف عام 1981. تم تغيير التواريخ بشكل كبير، وظهرت تساؤلات حول كفاءة شركة بيركين إلمر، ونتيجة لذلك، تم تأجيل إطلاق التلسكوب إلى أكتوبر 1984. وسرعان ما أصبح عدم الكفاءة واضحًا بشكل متزايد، وتم تأجيل تاريخ الإطلاق عدة مرات، ويؤكد التاريخ أن أحد التواريخ المقترحة كان في سبتمبر 1986، في حين أن الميزانية الإجماليةنما المشروع بأكمله إلى 1.175 مليار دولار.

وأخيرا، معلومات حول الأكثر إثارة للاهتمام و ملاحظات هامةتلسكوب هابل:

1. تم اكتشاف كواكب خارج المجموعة الشمسية.
2. تم العثور على عدد كبير من أقراص الكواكب الأولية الموجودة حول نجوم سديم أوريون.
3. لقد تم اكتشاف في دراسة سطح بلوتو وإيريس. تم استلام البطاقات الأولى.
4. ليس من الأهمية بمكان التأكيد الجزئي للنظرية حول الثقوب السوداء الضخمة جدًا الموجودة في مراكز المجرات.
5. لقد ثبت أنهما متشابهان تمامًا في الشكل درب التبانةوسديم المرأة المسلسلة لديهما اختلافات كبيرة في تاريخ نشأتهما.
6. لقد تم تحديد العمر الدقيق لكوننا بشكل لا لبس فيه. ويبلغ عمره 13.7 مليار سنة.
7. الفرضيات المتعلقة بالنظائر صحيحة أيضًا.
8. وفي عام 1998، تم الجمع بين الدراسات والملاحظات من التلسكوبات الأرضية وهابل، وتبين أن الطاقة المظلمة تحتوي على ¾ من إجمالي كثافة الطاقة في الكون.

دراسة الفضاء الخارجيمتواصل...