Принципът на работа на телескопа Хъбъл. Космически телескоп Хъбъл: признаци на фалшификация

Мисля, че мнозина са чували за режима на игра в Windows 10. Вече в актуализацията на Creators потребителите на Windows 10 имат възможност да активират режима на игра. В тази статия ще разгледаме как да активирате Game Mode в Windows 10. Нека да разгледаме всичко известни методи, ако знаете други начини за активиране на режима на игра, пишете ни в коментарите.

Същността на режима на игра е да разпределя системните ресурси, така че играта да има приоритет пред фоновите процеси. Което трябва да увеличи честотата на кадрите в игрите, благодарение на правилно разпределениесилата на вашия хардуер.

Вероятно всеки се е сблъсквал с това, че от време на време можете да видите забавяне в игрите, защото по време на играта фоновите процеси започват да се изпълняват във фонов режим. Понякога производителността е достатъчна, за да не я забележите, но за потребителите на по-слаб хардуер този режим е просто необходим.

След тези стъпки режимът на игра ще бъде активиран в Windows 10. Сега можете да видите увеличение на производителността в играта, особено важно за собствениците на по-слаб хардуер.

Ако решите да деактивирате режима на игра в Windows 10, следвайте същите стъпки, за да деактивирате режима на игра.

Как да активирате режима на игра в Windows 10 с помощта на редактора на системния регистър


Ако искате да деактивирате режима на игра, задайте стойността на файла AllowAutoGameMode на 0.

Можете също така да видите как да активирате режима на игра в Windows 10 и реални тестове за режим на игра във видео:

заключения

В тази статия разбрахме какво прави режимът на игра и разгледахме как да активираме режима на игра в Windows 10, благодарение на което можете лесно да увеличите производителността в игрите. Сега ще имате повече ресурси, разпределени за играта и дори антивирусната програма няма да може да ви попречи да се насладите на играта. Напишете ни в коментарите колко се е променил индикаторът кадри в секунда и за предпочитане в коя игра. Тъй като стойностите могат да варират от 2 кадъра в секунда и дори до 10 кадъра в секунда. Което само по себе си не е много, но може да помогне на много хора.

От самото начало на астрономията, от времето на Галилей, астрономите преследват едно обща цел: виж повече, виж по-далеч, виж по-дълбоко. И космически телескоп Хъбъл(Космическият телескоп Хъбъл), изстрелян през 1990 г., е огромна стъпка в тази посока. Телескопът е в земна орбита над атмосферата, което може да изкриви и блокира радиацията, идваща от космически обекти. Благодарение на липсата му, астрономите получават изображения с помощта на Хъбъл най-високо качество. Почти невъзможно е да се надцени ролята на телескопа за развитието на астрономията - Хъбъл е един от най-успешните и дългосрочни проекти на космическата агенция НАСА. Той изпрати стотици хиляди снимки на Земята, хвърляйки светлина върху много от мистериите на астрономията. Той помогна да се определи възрастта на Вселената, да се идентифицират квазарите, да се докаже, че масивните черни дупки са разположени в центъра на галактиките и дори да се провеждат експерименти за откриване на тъмна материя.

Откритията промениха начина, по който астрономите гледаха на Вселената. Способността да се виждат много детайли е помогнала за трансформирането на някои астрономически хипотезивъв факти. Много теории бяха отхвърлени, за да се върви в една правилна посока. Сред постиженията на Хъбъл едно от основните е решителността възраст на Вселената, която днес учените оценяват на 13 - 14 милиарда години. Това несъмнено е по-точно от предишни данни от 10 - 20 милиарда години. Хъбъл също играе ключова роля в откритието тъмна енергия, мистериозна сила, която кара Вселената да се разширява с все по-голяма скорост. Благодарение на Хъбъл астрономите успяха да видят галактиките на всички етапи от тяхното развитие, като се започне от образуването, което се случи в младата Вселена, което помогна на учените да разберат как е станало тяхното раждане. С помощта на телескоп бяха открити протопланетни дискове и натрупвания на газ и прах наоколо млади звезди, около които скоро (по астрономически стандарти, разбира се) ще се появят нови планетарни системи. Той успя да открие източниците на експлозии на гама-лъчи - странни, невероятно мощни изблици на енергия - в далечни галактики по време на колапс свръхмасивни звезди. И това е само част от откритията на уникален астрономически инструмент, но те вече доказват, че 2,5 милиарда долара, похарчени за създаването, извеждането в орбита и поддръжката, са най-доходоносната инвестиция в мащаба на цялото човечество.

Космически телескоп Хъбъл

Хъбъл има невероятно представяне. Цялата астрономическа общност се възползва от способността му да вижда в дълбините на Вселената. Всеки астроном може да изпрати заявка до определено времеизползва услугите му, а група специалисти решава дали това може да стане. След едно наблюдение обикновено отнема една година, преди астрономическата общност да получи резултатите от изследването. Тъй като данните, получени с помощта на телескопа, са достъпни за всеки, всеки астроном може да проведе своите изследвания, като координира данните с обсерваториите по целия свят. Тази политика прави изследванията отворени и следователно по-ефективни. Уникалните възможности на телескопа обаче също така означават най-високо нивотърсенето на това - астрономите по света се борят за правото да използват услугите на Хъбъл в свободното си време от основните мисии. Всяка година се получават повече от хиляда заявления, сред които се избират най-добрите според експертите, но според статистиката само 200 са удовлетворени - само една пета от общия брой кандидати провеждат своите изследвания с помощта на Хъбъл.

Защо беше необходимо телескопът да бъде изстрелян в околоземното пространство и защо устройството е толкова търсено сред астрономите? Факт е, че телескопът Хъбъл успя да реши два проблема на наземните телескопи наведнъж. Първо, размазване на сигнала земна атмосфераограничава възможностите на наземните телескопи, независимо от тяхното техническо съвършенство. Атмосферното замъгляване ни позволява да видим блещукащи звезди, когато гледаме към небето. На второ място, атмосферата поглъща радиация с определена дължина на вълната, най-силно ултравиолетова, рентгенова и гама радиация. И това е сериозен проблем, тъй като изучаването на космическите обекти е толкова по-ефективно, колкото по-голям е енергийният обхват.
И точно да се избягва отрицателно влияниеатмосфера върху качеството на получените изображения, телескопът се намира над нея, на разстояние 569 километра над повърхността. В същото време телескопът прави един оборот около Земята за 97 минути, движейки се със скорост 8 километра в секунда.

Оптична система на телескоп Хъбъл

Телескопът Хъбъл е система на Ричи-Кретиен или подобрена версия на системата на Касегрен, при която светлината първоначално удря основно огледало, отразява се и удря вторично огледало, което фокусира светлината и я насочва към системата от научни инструменти на телескопа през малък отвор в основното огледало. Хората често погрешно вярват, че телескопът увеличава изображението. Всъщност той само колекционира максимална сумасветлина от обекта. Съответно, колкото по-голямо е основното огледало, толкова повече светлинаще се събере и толкова по-ясно ще бъде изображението. Второто огледало само фокусира радиацията. Диаметърът на основното огледало на Хъбъл е 2,4 метра. Изглежда малко, като се има предвид, че диаметърът на огледалата на наземните телескопи достига 10 метра или повече, но липсата на атмосфера все още е огромно предимство на комичната версия.
За наблюдение на космически обекти телескопът разполага с редица научни инструменти, работещи заедно или поотделно. Всеки от тях е уникален по свой начин.

Разширена камера за проучвания (ACS). Най-новият видим инструмент за наблюдение, предназначен за изследване на ранната Вселена, инсталиран през 2002 г. Тази камера помогна да се картографира разпределението на черната материя, да се открият най-отдалечените обекти и да се проучи еволюцията на галактическите купове.

Камерата затвори инфрачервен диапазони многообектен спектрометър (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer - NICMOS). Инфрачервен сензор, който открива топлина, когато обектите са скрити от междузвезден прах или газ, като например в региони на активно звездообразуване.

Близка инфрачервена камера и многообектен спектрометър (Space Telescope Imaging Spectrograph - STIS). Действа като призма, разлагаща светлината. От получения спектър може да се получи информация за температурата, химичен състав, плътност и движение на изследваните обекти. STIS преустанови работа на 3 август 2004 г. поради технически проблеми, но телескопът ще бъде обновен по време на планирана поддръжка през 2008 г.

Широкообхватна и планетарна камера 2 (WFPC2). Универсален инструмент, с който са направени повечето от познатите на всички снимки. Благодарение на 48 филтъра ви позволява да виждате обекти в доста широк диапазон от дължини на вълните.

Сензори за фино насочване (FGS). Те отговарят не само за управлението и ориентацията на телескопа в пространството – те ориентират телескопа спрямо звездите и не му позволяват да се отклони от курса, но също така извършват прецизни измервания на разстоянията между звездите и записват относителните движение.
Както при много космически кораби в околоземна орбита, източникът на енергия на телескопа Хъбъл е слънчева радиация, фиксирани от два дванадесетметрови слънчеви панела и акумулирани за непрекъсната работа при преминаване през сенчеста странаЗемята. Дизайнът на системата за насочване към желаната цел - обект във Вселената - също е много интересен - в крайна сметка успешното фотографиране на далечна галактика или квазар със скорост от 8 километра в секунда е много трудна задача. Системата за ориентация на телескопа включва следните компоненти: вече споменатите сензори за прецизно насочване, които маркират позицията на апарата спрямо двете „водещи” звезди; сензорите за позиция спрямо Слънцето са не само спомагателни инструменти за ориентиране на телескопа, но и необходими инструменти за определяне на необходимостта от затваряне / отваряне на вратата на апертурата, което предотвратява "изгарянето" на оборудването, когато го удари фокусирана слънчева светлина; магнитни сензори, ориентиращи космически коработносително магнитно полеЗемя; система от жироскопи, които проследяват движението на телескопа; и електрооптичен детектор, който следи позицията на телескопа спрямо избраната звезда. Всичко това осигурява не само възможността за управление на телескопа, „насочване“ към желаното космически обект, но и предотвратява повредата на ценно оборудване, което не може бързо да бъде заменено с изправно.

Работата на Хъбъл обаче би била безсмислена без възможността за прехвърляне на получените данни за изследване в лаборатории на земята. И за да се реши този проблем, на Хъбъл бяха инсталирани четири антени, които обменят информация с екипа за полети в Центъра за космически полети Годард в Грийнбелт. Сателитите, разположени в околоземна орбита, се използват за комуникация с телескопа и задаване на координати; Хъбъл има два компютъра и няколко по-малко сложни подсистеми. Един от компютрите контролира навигацията на телескопа, всички останали системи са отговорни за работата на инструментите и комуникацията със спътниците.

Схема за предаване на информация от орбита към земята

Данни от земята изследователска групапристигане в Центъра за космически полети Годард, след което към Изследователски институтНаучен институт за космически телескопи, където група специалисти обработват данни и ги записват на магнитооптични носители. Всяка седмица телескопът изпраща обратно на Земята достатъчно информация, за да запълни повече от двадесет DVD-та, а достъпът до това огромно количество ценна информация е отворен за всички. Основната част от данните се съхраняват в дигитален FITS формат, който е много удобен за анализ, но изключително неподходящ за публикуване в медиите. Ето защо най-интересните изображения за широката публика се публикуват в по-разпространените графични формати - TIFF и JPEG. Така телескопът Хъбъл се превърна не просто в уникален научен инструмент, но и в една от малкото възможности за всеки да се вгледа в красотата на Космоса – професионалист, любител и дори незапознат с астрономията. За известно съжаление трябва да кажем, че достъпът до телескопа за любители астрономи вече е затворен поради намаляване на финансирането на проекта.

Орбитален телескоп Хъбъл

Миналото на телескопа Хъбъл е не по-малко интересно от настоящето му. За първи път идеята за създаване подобна инсталациявъзниква през 1923 г. с Херман Оберт, основател ракетна техникаГермания. Той беше първият, който говори за възможността за доставяне на телескоп в ниска околоземна орбита с помощта на ракета, въпреки че дори самите ракети все още не съществуват. Той развива тази идея през 1946 г. в публикациите си за необходимостта от създаване космическа обсерваторияАмериканският астрофизик Лиман Спицер. Той прогнозира възможността за получаване уникални снимки, които са просто невъзможни за извършване в наземни условия. През следващите петдесет години астрофизикът активно пропагандира тази идея до началото на нейното реално приложение.

Spitzer беше лидер в разработването на няколко проекта за орбитални обсерватории, включително сателита Коперник и Орбиталната астрономическа обсерватория. Благодарение на него през 1969 г. беше одобрен проектът за Големия космически телескоп; за съжаление, поради липса на финансиране, размерите и оборудването на телескопа бяха донякъде намалени, включително размерите на огледалата и броя на инструментите.

През 1974 г. беше предложено да се направят взаимозаменяеми инструменти с разделителна способност от 0,1 дъгова секунда и работни дължини на вълните от ултравиолетови до видими и инфрачервени лъчи. Совалката трябваше да достави телескопа в орбита и да го върне на Земята за поддръжка и ремонт, които бяха възможни и в космоса.

През 1975 г. НАСА и Европейската космическа агенция (ESA) започват работа по телескопа Хъбъл. През 1977 г. Конгресът одобри финансирането на телескопа.

След това решение започна да се съставя списък с научни инструменти за телескопа и бяха избрани петима победители в конкурса за създаване на оборудване. Предстоеше огромна работа. Те решават да кръстят телескопа в чест на астронома, който показа, че малките „отломки“, видими през телескопа, са далечни галактики и доказа, че Вселената се разширява.

След различни закъснения изстрелването е насрочено за октомври 1986 г., но на 28 януари 1986 г. космическата совалка Чалънджър експлодира една минута след излитане. Тестването на совалките продължи повече от две години, което означава, че извеждането на телескопа Хъбъл в орбита беше отложено с четири години. През това време телескопът е усъвършенстван и на 24 април 1990 г. уникалният апарат се издига в орбитата му.

Изстрелване на совалката с телескопа Хъбъл на борда

През декември 1993 г. космическата совалка Endeavour със седемчленен екипаж беше изведена в орбита, за да извърши поддръжка на телескопа. Сменени са две камери, както и слънчеви панели. През 1994 г. са направени първите снимки от телескопа, чието качество шокира астрономите. Хъбъл напълно се оправда.

Поддръжка, модернизация и подмяна на камери, слънчеви панели, проверка на топлозащитни обшивки и профилактика са извършени още три пъти: през 1997, 1999 и 2002 г.

Модернизация на телескопа Хъбъл, 2002 г

Следващият полет трябваше да се състои през 2006 г., но на 1 февруари 2003 г. поради проблеми с кожата космическата совалка Колумбия изгоря в атмосферата по време на завръщането си. В резултат на това е необходимо да се проведат допълнителни проучвания за възможността по-нататъшно приложениеМисии на совалка, които приключиха едва на 31 октомври 2006 г. Това доведе до отлагането на следващата планирана поддръжка на телескопа за септември 2008 г.
Днес телескопът работи нормално, предавайки 120 GB информация седмично. Наследникът на Хъбъл, космическият телескоп Webb, също се разработва, който ще изследва обекти с високо червено отместване в ранната Вселена. Той ще бъде на височина 1,5 милиона километра, изстрелването е планирано за 2013 г.

Разбира се, Хъбъл не съществува вечно. Следващият ремонт е предвиден за 2008 г., но въпреки това телескопът постепенно се износва и излиза от строя. Това ще стане около 2013 г. Когато това се случи, телескопът ще остане в орбита, докато не се деградира. След това по спирала Хъбъл ще започне да пада на Земята и или ще последва станцията Мир, или ще бъде безопасно доставен на Земята и ще се превърне в музеен експонат с уникална история. Но все пак наследството на телескопа Хъбъл: неговите открития, неговият пример за почти безупречна работа и снимките, известни на всички, ще останат. Можете да бъдете сигурни, че неговите постижения ще помогнат за разкриването на тайните на Вселената още дълго време като невероятен триумф богат животТелескоп Хъбъл.

В края на септември 2008 г. в телескопа на името на. Устройството Хъбъл, което отговаря за предаването на информация на Земята, се провали. Мисията за ремонт на телескопа беше пренасрочена за февруари 2009 г.

Технически характеристики на телескопа на името на. Хъбъл:

Стартиране: 24 април 1990 г. 12:33 UT
Размери: 13,1 х 4,3 м
Тегло: 11,110 кг
Оптичен дизайн: Ritchie-Chretien
Винетиране: 14%
Зрително поле: 18" (за научни цели), 28" (за насочване)
Ъглова разделителна способност: 0,1" при 632,8 nm
Спектрален обхват: 115 nm - 1 mm
Точност на стабилизиране: 0,007" за 24 часа
Проектна орбита на космическия кораб: надморска височина - 693 km, наклон - 28,5°
Орбитален период около Zesli: между 96 и 97 минути
Планирано време за експлоатация: 20 години (с поддръжка)
Цената на телескопа и космическия кораб: 1,5 милиарда долара (в долари от 1989 г.)
Основно огледало: Диаметър 2400 мм; Радиус на кривина 11 040 mm; Квадрат на ексцентричност 1.0022985
Вторично огледало: Диаметър 310 мм; Радиус на кривина 1.358 mm; Квадрат на ексцентрицитет 1,49686
Разстояния: Междуогледални центрове 4906.071 mm; От второстепенно огледало до фокус 6406.200 mm

Телескопът Хъбъл е кръстен на Едуин Хъбъл и е напълно автоматична обсерватория, разположена в орбитата на планетата Земя.

Космическата совалка "Дискавъри" изстреля космическия телескоп "Хъбъл" в орбита на 24 април 1990 г. Да бъдеш в орбита предоставя отлична възможност за запис електромагнитно излъчванев инфрачервения диапазон на Земята. Поради липсата на атмосфера, възможностите на Хъбъл се увеличават значително в сравнение с подобни устройства, разположени на Земята.

3D модел на телескоп

Технически данни

Космически телескопХъбъл е цилиндрична конструкция с дължина 13,3 м, чиято обиколка е 4,3 м, преди да бъде оборудван със специално оборудване. оборудване е 11 000 кг, но след инсталирането на всички необходими за изследването инструменти общото му тегло достига 12 500 кг. Цялото оборудване, инсталирано в обсерваторията, се захранва от два слънчеви панела, монтирани директно в тялото на това устройство. Принципът на работа е рефлектор на системата Ritchie-Chretien с диаметър на главното огледало 2,4 m, което дава възможност за получаване на изображения с оптична резолюцияоколо 0,1 дъгова секунда.

Инсталирани устройства

IN това устройствоИма 5 отделения, предназначени за устройства. В едно от петте купета за дълго времеКоригираща оптична система (COSTAR) беше въведена от 1993 г. до 2009 г.; тя беше предназначена да компенсира неточността на главното огледало. Поради факта, че всички монтирани устройства са с вградени системи за корекция на дефекти, COSTAR беше демонтиран, а отделението беше използвано за инсталиране на ултравиолетов спектрограф.

По времето, когато устройството беше изпратено в космоса, на него бяха инсталирани следните инструменти:

  1. Планетарни и широкоъгълни камери;
  2. Спектрограф с висока разделителна способност;
  3. Камера и спектрограф за изобразяване на слаби обекти;
  4. Сензор за прецизно насочване;
  5. Високоскоростен фотометър.

Постижения на телескопа

Снимката на телескопа показва звездата RS Puppis.

За цялото ми време Работата на Хъбълпредаде около двадесет терабайта информация на Земята. В резултат на това бяха публикувани около четири хиляди статии и повече от триста и деветдесет хиляди астрономи получиха възможност да наблюдават небесни тела. Само за петнадесет години работа телескопът успя да получи седемстотин хиляди изображения на планети, всякакви галактики, мъглявини и звезди. Данните, които преминават през телескопа дневно по време на работа, са приблизително 15 GB.

Авторско право на илюстрацияСветовната служба на BBCНадпис на изображението Хъбъл беше изстрелян в орбита от космическата совалка Дискавъри на 24 април 1990 г.

Тази седмица се навършват 25 години от изстрелването на космическия телескоп Хъбъл. Сребърният юбилей беше отбелязан с още една снимка, показваща млади звезди, блестящи на фона на гъст облак от газ и прах.

Този звезден куп - Westerlund 2 - се намира на 20 хиляди светлинни години от Земята в съзвездието Carina.

Авторско право на илюстрацияСветовната служба на BBCНадпис на изображението Малко след изстрелването на телескопа беше открит дефект в главното му огледало, което направи всички изображения замъглени

Инженерите на НАСА смятат, че орбиталният телескоп ще работи поне още пет години.

„Най-големият оптимист не би могъл да предвиди през 1990 г. степента, в която Хъбъл ще пренапише всичките ни учебници по астрофизика и планетарни науки“, казва администраторът на НАСА Чарли Болдън.

Малко след изстрелването на телескопа беше открит дефект в главното му огледало, което направи всички изображения замъглени.

През 1993 г. астронавтите успяха да коригират този дефект, като инсталираха специално създадено коригиращо устройство.

Авторско право на илюстрацияСветовната служба на BBCНадпис на изображението Много изображения на Хъбъл, като например мъглявината Орел, се превърнаха в научни сензации

След още четири посещения за поддръжка, телескопът е в отлично състояние и технически способен на много повече, отколкото беше непосредствено след изстрелването.

В миналото Хъбъл е страдал от постепенно влошаване на всичките си шест жироскопа, които се използват в неговата система за контрол на ориентацията.

След смяната им обаче само един отказа през март 2014 г. През последните години, благодарение на подмяната на остарелите електронни компоненти и инсталирането на нови камери, телескопът започна да работи значително по-добре.

Авторско право на илюстрацияСветовната служба на BBCНадпис на изображението Тази снимка на Юпитер и неговата луна Ганимед е драматична

Трудно е да се надцени приносът на това орбитален телескопв науката.

По време на изстрелването му астрономите не знаеха нищо за възрастта на Вселената - оценките варираха от 10 до 20 милиарда години.

Изследванията на пулсарите с телескоп стесняват това разпространение и сегашното мислене предполага, че са изминали 13,8 милиарда години от Големия взрив.

Авторско право на илюстрацияСветовната служба на BBCНадпис на изображението Хъбъл помогна да се определи възрастта на Вселената, която според съвременните представи е 13,8 милиарда години

Хъбъл изигра решаваща роля в откриването на ускорението, с което се разширява Вселената, и също така предостави решителни доказателства за съществуването на свръхмасивни черни дупки в центровете на галактиките.

Най-силната страна на космическия телескоп в сравнение с новото поколение земни телескопи остава неговата уникална способностпроникнете в дълбокото минало на Вселената, наблюдавайки обекти, които са се образували на много ранни етапи от нейната история.

Авторско право на илюстрацияСветовната служба на BBCНадпис на изображението Мъглявината Рак се намира на 6,5 хиляди светлинни години и е остатък от експлозия на свръхнова.

Сред най големи постижениятелескоп несъмнено трябва да се нарече "дълбоко поле" наблюдения, когато се записва в продължение на много дни светлинно излъчване, идващи при нас от тъмна част на небето и разкриха присъствието на хиляди изключително далечни и много слабо светещи галактики.

В момента телескопът повечетоотдавна се занимава с подобни наблюдения в рамките на програмата Frontier Fields. Хъбъл разглежда шест огромни купа от древни галактики.

Авторско право на илюстрацияНАСАНадпис на изображението Всеки от светещите обекти в това изображение представлява далечна галактика

Използвайки ефекта на гравитационните лещи, Хъбъл успява да надникне в още по-далечното минало на Вселената.

„Гравитацията, като огъва светлината, идваща от далечни галактики, ни позволява да погледнем отвъд тези клъстери“, казва Дженифър Лоц, участник в програмата.

В момента Хъбъл е в състояние да „вижда“ обекти, чиято светлина е 10-50 пъти по-слаба от наблюдаваните преди.

Целта на тези изследвания е да се наблюдава най ранни стадииобразуването на първото поколение звезди и галактики, отдалечени от Голям взривсамо за няколкостотин милиона години.

Авторско право на илюстрацияСветовната служба на BBCНадпис на изображението „Разширяващата се Вселена“: снимки от телескопа Хъбъл, издателство Taschen

Точно това ще направи наследникът на телескопа Хъбъл, много по-големият и усъвършенстван космически телескоп Джеймс Уеб, на различно ниво.

Стартирането му е планирано за 2018 г. Той е проектиран и създаден специално за тази задача. Заснемането на изображения, чието заснемане на телескопа Хъбъл отнема дни и седмици, ще отнеме само часове.

От началото на работата е израснало цяло поколение хора, които приемат Хъбъл за даденост, така че е лесно да се забрави колко революционно е това устройство. В момента все още работи, може би ще продължи още пет години. Телескопът предава приблизително 120 гигабайта научни данни на седмица; по време на работата си изображенията са натрупали повече от 10 хиляди научни статии.

Наследникът на Хъбъл ще бъде космическият телескоп Джеймс Уеб. Проектът на последния има значителни преизпълнения на бюджета и неспазване на срокове за повече от 5 години. С Хъбъл всичко се случи точно по същия начин, дори по-лошо - проблемите с финансирането и катастрофата на Чалънджър, а по-късно и Колумбия, се наслагват. През 1972 г. се смяташе, че програмата ще струва 300 милиона долара (като се вземе предвид инфлацията, това е приблизително 590 милиона). Докато телескопът най-накрая достигна стартова площадка, цената се е увеличила няколко пъти до приблизително 2,5 милиарда долара. До 2006 г. беше изчислено, че Хъбъл струва 9 милиарда (10,75 милиарда с инфлацията), плюс пет космически полетикосмически совалки за поддръжка и ремонт, като всяко изстрелване струва приблизително 500 милиона долара.

Основната част на телескопа е огледало с диаметър 2,4 метра. Като цяло беше планиран телескоп с диаметър на огледалото 3 метра и искаха да го пуснат през 1979 г. Но през 1974 г. програмата е премахната от бюджета и само благодарение на лобирането астрономите успяват да получат половината от първоначално поисканата сума. Затова трябваше да ограничим плама си и да намалим обхвата на бъдещия проект.

Оптично Хъбъл е реализация на системата Ричи-Кретиен с две огледала, често срещана сред научните телескопи. Позволява ви да получите добър ъгъл на гледане и отлично качество на изображението, но огледалата имат форма, която е трудна за производство и тестване. Оптичните системи и огледалото трябва да бъдат произведени с минимални допуски. Огледалата на конвенционалните телескопи са полирани до толеранс около една десета от дължината Видима светлина, но Хъбъл трябваше да прави наблюдения, включително ултравиолетова, светлина с по-къси дължини на вълните. Следователно огледалото беше полирано до толеранс от 10 нанометра, 1/65 от дължината на вълната на червената светлина. Между другото, огледалата се нагряват до температура от 15 градуса, което ограничава производителността в инфрачервения диапазон - другата граница на видимия спектър.

Едното огледало е направено от Kodak, другото от Itek Corporation. Първият е в Национален музейавиация и астронавтика, вторият се използва в обсерваторията Магдалена Ридж. Това бяха резервни огледала, а това, което се намираше в Хъбъл, беше произведено от компанията Perkin-Elmer с помощта на сложни машини с ЦПУ, което доведе до поредното неспазване на сроковете. Работата по полиране на заготовката от Corning (същата, която прави Gorilla Glass) започва едва през 1979 г. Условията на микрогравитация бяха симулирани чрез поставяне на огледало върху 130 пръта, чиято опорна сила варира. Процесът продължава до май 1981 г. Стъклото беше измито с 9100 литра гореща деминерализирана вода и бяха нанесени два слоя: 65-нанометров отразяващ слой от алуминий и 25-нанометров защитен магнезиев флуорид.

И датите на стартиране продължиха да се отлагат: първо до октомври 1984 г., след това до април 1985 г., до март 1986 г., до септември. Всяко тримесечие от работата на Пъркин-Елмър доведе до едномесечно изместване на крайните срокове и в някои моменти всеки ден работа изместваше стартирането с един ден назад. Работните графици на компанията не задоволяват НАСА, защото са неясни и несигурни. Цената на проекта вече е нараснала до 1175 милиона долара.

Тялото на апарата беше друго главоболие; трябваше да може да издържи и на директен удар слънчеви лъчи, и тъмнината на земната сянка. И тези температурни скокове застрашиха прецизните системи на научен телескоп. Стените на Хъбъл се състоят от няколко слоя топлоизолация, които са обградени от лека алуминиева обвивка. Вътре оборудването е поставено в графитно-епоксидна рамка. За да се избегне поглъщането на вода от хигроскопични графитни съединения и навлизане на лед в устройствата, азотът беше изпомпан вътре преди изстрелването. Въпреки че производството на космическия кораб беше много по-стабилно от оптичните системи на телескопа, организационни проблемисъщо бяха тук. До лятото на 1985 г. Lockheed Corporation, която работеше по устройството, беше с 30 процента над бюджета и три месеца зад графика.

Хъбъл имаше пет научни инструмента при изстрелването, всички от които по-късно бяха заменени по време на поддръжката в орбита. Широкоъгълните и планетарните камери извършваха оптични наблюдения. Устройството имаше 48 филтъра спектрални линииза подчертаване на конкретни елементи. Осем CCD бяха разделени между две камери, по четири за всяка. Всяка матрица имаше резолюция от 0,64 мегапиксела. Широкоъгълната камера имаше по-голямо зрително поле, докато планетарната камера имаше по-голямо фокусно разстояние и следователно осигуряваше по-голямо увеличение.

Спектрографът с висока разделителна способност на Goddard Space Flight Center работеше в ултравиолетовия диапазон. Също така в UV бяха наблюдавани Faint Object Camera, разработена от Европейската космическа агенция и Faint Object Spectrograph от Калифорнийския университет и Martin Marietta Corporation. Университетът на Уисконсин-Медисън създаде високоскоростен фотометър за наблюдение на видима светлина и ултравиолетова светлина от звезди и други астрономически обекти, които варират по яркост. Може да прави до 100 хиляди измервания в секунда с фотометрична точност от 2% или по-добра. И накрая, насочващите сензори на телескопа могат да се използват като научен инструмент и позволяват много прецизна астрометрия.

На Земята изследванията на Хъбъл се управляват от Изследователския институт за космически телескопи, който е специално създаден през 1981 г. Формирането му не се случи без битка: НАСА искаше да контролира устройството със собствените си ръце, но научна общностнямаше споразумение.

Орбитата на Хъбъл е избрана така, че да може да се приближи до телескопа и да се извърши поддръжка. Наблюденията на половин орбита са затруднени от Земята, Слънцето и Луната не трябва да пречат, а научният процес е затруднен и от бразилската магнитна аномалия, при прелитане над която нивото на радиация рязко се повишава. Хъбъл се намира на надморска височина от 569 километра, наклонът на орбитата му е 28,5°. Поради наличност горни слоевеатмосфера, позицията на телескопа може да се промени непредсказуемо, така че е невъзможно да се предскаже точно позицията за дълги периоди от време. Работният график обикновено се одобрява само няколко дни преди началото, тъй като не е ясно дали желаният обект ще може да се наблюдава до този момент.

В началото на 1986 г. стартирането през октомври започна да се очертава, но катастрофата на Challenger измести цялата времева линия. Космическа совалка - като тази, която трябваше да достави уникален телескопструващ милиард на орбита - експлодира в безоблачно небе 73 секунди след полет, убивайки седем души. До 1988 г. целият флот на совалките беше спрян, докато инцидентът беше разследван. Между другото, чакането също беше скъпо: Хъбъл беше държан в чиста стая, наводнена с азот. Всеки месец струва приблизително 6 милиона долара. Не беше губено време; ненадеждната батерия в устройството беше сменена и бяха направени няколко други подобрения. През 1986 г. нямаше софтуер за системи за наземно управление и софтуерът едва беше готов за пускане през 1990 г.

На 24 април 1990 г., преди 25 години, телескопът най-накрая беше изстрелян в орбита няколко пъти над бюджета. Но това беше само началото на трудностите.


STS-31, телескопът напуска товарния отсек на совалката Discovery

В рамките на няколко седмици стана ясно, че оптичната система има сериозен дефект. Да, първите изображения бяха по-ясни от тези от наземни телескопи, но Хъбъл не можа да постигне заявените характеристики. Точковите източници се появиха като кръгове от 1 дъгова секунда вместо кръг от 0,1 дъгова секунда. Както се оказа, НАСА не напразно се тревожеше за компетентността на Perkin-Elmer - огледалото имаше отклонение на формата по краищата от приблизително 2200 нанометра. Дефектът беше катастрофален, защото доведе до тежка сферична аберация, тоест светлината, отразена от краищата на огледалото, беше фокусирана в точка, различна от тази, в която беше фокусирана светлината, отразена от центъра. Поради това спектроскопията не беше силно засегната, но наблюдението на тъмни обекти беше трудно, което сложи край на повечето космологични програми.

Въпреки че той направи някои наблюдения, станали възможни от сложни техникиобработка на изображения на Земята, Хъбъл беше смятан за провален проект, а репутацията на НАСА беше сериозно опетнена. Започнаха да се шегуват с телескопа, например във филма „Голият пистолет 2½: Миризмата на страх“ космическият кораб се сравнява с „Титаник“, кола на неуспешната марка Edsel и най- известно падениедирижабъл - инцидентът с Хинденбург.


В една от картините присъства черно-бяла снимка на телескоп

Смята се, че причината за дефекта е грешка по време на инсталирането на основния нулев коректор, устройство, което помага за постигане на желания параметър на повърхностната кривина. Една от лещите на устройството беше изместена с 1,3 милиметра. По време на работата Perkin-Elmer анализира повърхността с помощта на два нулеви коректора, след което използва специален нулев коректор, предназначен за много строги толеранси за крайния етап. В резултат на това огледалото се оказа много точно, но имаше грешна форма. Грешката беше открита по-късно - два конвенционални нулеви коректора показаха наличието на сферична аберация, но компанията избра да игнорира техните измервания. Пъркин-Елмър и НАСА започнаха да подреждат нещата. Американската космическа агенция смята, че компанията не е наблюдавала правилно производствения процес и не е използвала собствено оборудване в производствения процес и контрола на качеството. най-добрите работници. Въпреки това беше ясно, че част от вината е на НАСА.

Добрата новина беше, че дизайнът на телескопа изискваше поддръжка - първата още през 1993 г., така че започна търсене на решение на проблема. Имаше резервно огледало от Кодак на Земята, но беше невъзможно да се промени в орбита и спускането на устройството на совалката би било твърде скъпо и отнема много време. Огледалото беше направено точно, но имаше грешна форма, така че беше предложено да се добавят нови оптични компоненти, за да се компенсира грешката. Чрез анализиране на точкови източници на светлина беше установено, че коничната константа на огледалото е -1.01390±0.0002 вместо изискваната -1.00230. Същата цифра беше получена чрез обработка на данни за грешки от нулевия коректор на Perkin-Elmer и анализиране на тестови интерферограми.

В CCD матриците на втората версия на широкоъгълните и планетарните камери беше добавена корекция на грешки, но това беше невъзможно за други инструменти. Те се нуждаеха от друго външно устройство за оптична корекция, наречено Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR). Грубо казано, очилата са направени за телескопа. Нямаше достатъчно място за COSTAR, така че високоскоростният фотометър трябваше да бъде изоставен.

Първият полет за поддръжка е извършен през декември 1993 г. Първата мисия беше най-важната. Имаше общо пет от тях, по време на всеки космическата совалка се приближи до телескопа, след което инструментите и повредените устройства бяха заменени с помощта на манипулатор. Бяха извършени няколко космически разходки в продължение на една или две седмици, след което орбитата на телескопа беше коригирана - тя постоянно се понижаваше поради влиянието на горните слоеве на атмосферата. По този начин беше възможно да се надстрои оборудването на застаряващия Хъбъл до най-модерното.

Първата операция по поддръжката беше извършена от Inedeavour и продължи 10 дни. Високоскоростният фотометър беше заменен от коригираща оптика COSTAR, а първата версия на широкоъгълните и планетарните камери беше заменена от втората. Сменени са слънчевите панели и тяхната електроника, четири жироскопа за системата за насочване на телескопа, два магнитометъра, бордови компютри и различни електрически системи. Полетът се счита за успешен.


Снимка на M 100 galaxy преди и след инсталиране на коригиращи системи

Втората операция по поддръжката е извършена през февруари 1997 г. от космическата совалка Discovery. Спектрограф с висока разделителна способност и спектрограф на слаб обект бяха премахнати от телескопа. Те са заменени от STIS (Спектрограф за запис на космически телескоп) и NICMOS (Камера за близка инфрачервена светлина и многообектен спектрометър). NICMOS охладен течен азотза намаляване на шума, но в резултат на неочаквано разширяване на частите и увеличени скорости на нагряване, експлоатационният живот спадна от 4,5 години на 2. Устройството за данни на Хъбъл първоначално беше лентово устройство, което беше заменено с твърдотелно. Подобрена е и топлоизолацията на устройството.

Имаше пет служебни полета, но те се броят в реда на 1, 2, 3A, 3B и 4, и въпреки приликата на имената, 3A и 3B не бяха извършени в непосредствена последователност, както можеше да се очаква. Третият полет се състоя през декември 1999 г. на совалката Discovery и беше причинен от повреда на четири от шестте жироскопа на телескопа. Всички шест жироскопа, сензори за насочване и бордовият компютър бяха заменени - сега имаше процесор Intel 80486 с честота 25 MHz. Преди това Hubble използва DF-224 с 1,25 MHz основен процесор и два от същите резервни процесори, устройство с магнитен проводник от шест банки с 8K 24-битови думи и четири банки могат да работят едновременно.


Тази снимка е направена по време на третата поддръжка НаправихСкот Кели. Днес той е на МКС като част от експеримент за изследване на биологичните ефекти в дългосрочен план полет в космосавърху човешкото тяло.

Четвъртият (или 3B) полет е извършен на Колумбия през март 2002 г. Последното оригинално устройство, камерата за затъмнени обекти, беше заменена от подобрена камера за преглед. При втората смяна на соларните панели новите бяха с 30% по-мощни. NICMOS успя да продължи да работи благодарение на инсталирането на експериментално криоохлаждане.

От този момент нататък всички инструменти на Хъбъл имаха огледална корекция на грешки и COSTAR вече не беше необходим. Но той беше премахнат само при последния полет за поддръжка, който се случи след катастрофата на Колумбия. По време на последващия полет на Хъбъл совалката се срути при връщане на Земята - това беше причинено от нарушаване на топлозащитния слой. Смъртта на седем души измести първоначалната дата от февруари 2005 г неопределен срок. Факт е, че сега всички полети на совалки трябваше да се извършват в орбита, която им позволяваше да достигнат Международната космическа станция в случай на непредвидени проблеми. Но нито една совалка не можеше да достигне орбитата на Хъбъл и МКС с един полет - нямаше достатъчно гориво. Телескопът Джеймс Уеб не беше планиран да бъде изстрелян до 2018 г., оставяйки празнина след края на Хъбъл. Много астрономи са стигнали до идеята, че последната поддръжка си струва риска от човешки животи.

Под натиска на Конгреса администрацията на НАСА обяви през януари 2004 г., че решението за отмяна ще бъде преразгледано. През август Goddard Space Flight Center започна да подготвя предложения за напълно дистанционно контролиран полет, но плановете по-късно бяха отменени, след като бяха счетени за неосъществими. През април 2005 г. новият администратор на НАСА Майкъл Грифин допуска възможността за пилотиран полет до Хъбъл. През октомври 2006 г. намеренията бяха окончателно потвърдени и 11-дневният полет беше планиран за септември 2008 г.

По-късно полетът беше отложен за май 2009 г. Ремонтът на STIS на Atlantis и усъвършенстваната камера за наблюдение бяха завършени. Две нови никел-водородни батерии бяха инсталирани на Хъбъл и бяха заменени сензори за насочване и други системи. Вместо COSTAR, на телескопа беше инсталиран ултравиолетов спектрограф и беше добавена система за бъдещо улавяне и изхвърляне на телескопа чрез пилотирано или напълно автоматично изстрелване. Втората версия на широкоъгълната камера беше заменена от третата. В резултат на цялата извършена работа, телескопът.

Телескопът позволи да се изясни константата на Хъбъл, потвърди хипотезата за изотропността на Вселената, откри спътника на Нептун и направи много други научни изследвания. Но за обикновения човек Хъбъл е важен преди всичко с огромния си брой цветни снимки. Някои технически публикации смятат, че тези цветове всъщност не съществуват, но това не е съвсем вярно. Цветът е представяне в човешкия мозък, а картините се оцветяват чрез анализиране на излъчването с различни дължини на вълната. Електронът, движейки се от второто към третото ниво на структурата на водородния атом, излъчва светлина с дължина на вълната 656 нанометра и я наричаме червена. Нашите очи се адаптират към различна яркост, така че създаването на точно отражение на цветовете не винаги е възможно. Някои телескопи могат да записват спектри на ултравиолетово или инфрачервено лъчение, невидими за човешкото око, и техните данни също трябва да бъдат отразени по някакъв начин в снимки.

Астрономията използва формата FITS, гъвкава транспортна система за изображения. В него всички данни са представени в текстова форма, това е вид аналог на RAW формата. За да получите нещо, трябва да го обработите. Например очите възприемат светлината в логаритмична скала, но файл може да я представи в линейна скала. Без регулиране на яркостта картината може да изглежда твърде тъмна.


Преди и след корекция на контраста и яркостта

Повечето налични в търговската мрежа фотоапарати имат групи от пиксели, които улавят червено, зелено или синьо, и комбинацията от тези пиксели създава цветна снимка. Конусите в човешкото око възприемат цвета по почти същия начин. Недостатъкът на този подход е, че всеки тип сензор открива само тясна част от светлината, така че астрономическото оборудване открива големи диапазони от дължини на вълните и се използват филтри за подчертаване на цветовете. В резултат на това суровите данни в астрономията често са черно-бели.


Хъбъл засне M 57 при 658 nm (червено), 503 nm (зелено) и 469 nm (синьо), Започва с гръм и трясък!

След това с помощта на филтри се получават цветни изображения. С познаването на процеса е възможно да се създаде изображение, което да отговаря на реалността възможно най-близо, въпреки че често цветовете не са съвсем реални, понякога това се прави умишлено. Това се нарича "ефект" National Geographic" В края на седемдесетте години програмата Вояджър прелетя покрай Юпитер и за първи път в историята направи снимки на тази планета. Списания като National Geographic посвещават цели страници на зашеметяващи снимки, манипулирани с различни цветови ефекти, а публикуваното не отговаря напълно на реалността.

Най-известната снимка, направена от телескопа Хъбъл, е "Стълбовете на сътворението", направена на 1 април 1995 г. Той регистрира раждането на нови звезди в мъглявината Орел и светлината на млади звезди в близост до облаци от газ и прах. Сниманите обекти се намират на 7000 светлинни години от Земята. Лявата структура е дълга приблизително 4 светлинни години. Издатините на „стълбовете“ са по-големи от нашата слънчева система. Зеленият цвят на снимката е отговорен за водорода, червеният за единично йонизираната сяра, а синият за двойно йонизирания кислород.

Защо тя и много други снимки на Хъбъл са подредени в „стълба“? Това се дължи на конфигурацията на втората версия на широкоъгълните и планетарните камери. По-късно те са заменени и днес са изложени в Националния музей на авиацията и космонавтиката.

За да отбележи 25-годишнината на телескопа, снимка, направена през 2014 г. и публикувана през януари тази година, беше направена отново. Произведена е от третата версия на широкоъгълната камера, която ви позволява да сравните качеството на оборудването.

Ето още няколко от най- известни снимкиТелескоп Хъбъл. Тъй като тяхното качество се повишава, лесно се забелязват полети за поддръжка.


1990 г., свръхнова 1987A


1991, Galaxy M 59


1992, мъглявина Орион


1993, Мъглявина Воал


1994 г., Galaxy M 100


1996, Хъбъл Deep Field. Почти всичките 3000 обекта са галактики и е заснета приблизително 1/28 000 000 от небесната сфера.


1997 г., "подпис" на черната дупка M 84