İlk teleskop 1609 yılında İtalyan astronom Galileo Galilei tarafından inşa edildi. Bilim adamı, teleskobun Hollandalılar tarafından icat edildiğine dair söylentilerden yola çıkarak yapısını çözerek, ilk kez uzay gözlemleri için kullandığı bir örnek yaptı. Galileo'nun ilk teleskopu mütevazı boyutlara (tüp uzunluğu 1245 mm, mercek çapı 53 mm, mercek 25 diyoptri), kusurlu optik tasarıma ve 30 kat büyütmeye sahipti. Ancak bir dizi dikkate değer keşif yapılmasını mümkün kıldı: dört uydunun keşfedilmesi. Jüpiter gezegeni, Venüs'ün evreleri, Güneş üzerindeki lekeler, Ay yüzeyindeki dağlar, Satürn diskinde iki zıt noktada uzantıların bulunması.
Dört yüz yıldan fazla geçti - yeryüzünde ve hatta uzayda, modern teleskoplar dünyanın uzak kozmik dünyalara bakmasına yardımcı oluyor. Teleskop aynasının çapı ne kadar büyük olursa optik sistem de o kadar güçlü olur.
Çoklu aynalı teleskop
ABD'nin Arizona eyaletinde, deniz seviyesinden 2606 metre yükseklikte Hopkins Dağı'nda bulunuyor. Bu teleskobun aynasının çapı 6,5 metredir.. Bu teleskop 1979'da inşa edildi. 2000 yılında iyileştirildi. Çoklu ayna olarak adlandırılmasının nedeni, büyük bir aynayı oluşturan 6 adet hassas şekilde ayarlanmış parçadan oluşmasıdır.
Magellan teleskopları
İki teleskop, Magellan-1 ve Magellan-2, Şili'deki dağlarda 2400 m yükseklikte Las Campanas Gözlemevi'nde bulunmaktadır. aynalarının çapı 6,5 m'dir. Teleskoplar 2002 yılında faaliyete geçti.
Ve 23 Mart 2012'de, daha güçlü bir başka Magellan teleskobunun inşaatı başladı; Dev Magellan Teleskobu'nun 2016'da faaliyete geçmesi bekleniyor. Bu arada patlamayla dağlardan birinin tepesi yıkılarak inşaata yer açıldı. Dev teleskop yedi aynadan oluşacak 8,4 metre her biri 24 metre çapında bir aynaya eşdeğerdir ve bu nedenle zaten "Yedi Göz" lakabı verilmiştir.
Ayrılmış ikizler İkizler teleskopları
Her biri dünyanın farklı bir yerinde bulunan iki kardeş teleskop. Biri - "Gemini North", Hawaii'deki soyu tükenmiş yanardağ Mauna Kea'nın tepesinde, 4200 m yükseklikte duruyor. Diğeri - "Gemini South", 2700 m yükseklikte Serra Pachon Dağı'nda (Şili) bulunuyor.
Her iki teleskop da aynıdır. aynalarının çapı 8,1 metredir 2000 yılında inşa edilmişlerdir ve Gemini Gözlemevi'ne aittirler. Teleskoplar dünyanın farklı yarım kürelerine yerleştirilmiştir, böylece yıldızlı gökyüzünün tamamı gözlem için erişilebilir durumdadır. Teleskop kontrol sistemleri İnternet üzerinden çalışacak şekilde uyarlanmıştır, böylece gökbilimcilerin Dünyanın farklı yarım kürelerine seyahat etmeleri gerekmez. Bu teleskopların aynalarının her biri lehimlenmiş ve cilalanmış 42 adet altıgen parçadan oluşuyor. Bu teleskoplar en ileri teknolojilerle inşa edilmiş olup, Gemini Gözlemevi'ni günümüzün en gelişmiş astronomi laboratuvarlarından biri haline getirmektedir.
Hawaii'de Kuzey İkizler
Subaru teleskopu
Bu teleskop Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi'ne aittir. A, Hawaii'de 4139 m yükseklikte Gemini teleskoplarından birinin yanında yer almaktadır. Aynasının çapı 8,2 metredir. Subaru, dünyanın en büyük "ince" aynasıyla donatılmıştır: kalınlığı 20 cm, ağırlığı 22,8 tondur. Bu, her biri gücünü aynaya ileten ve ona her durumda ideal bir yüzey sağlayan bir tahrik sisteminin kullanılmasına olanak tanır. En iyi görüntü kalitesini elde etmenizi sağlayan konum.
Bu keskin teleskobun yardımıyla, 12,9 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan, bugüne kadar bilinen en uzak galaksi keşfedildi. yıl, Satürn'ün 8 yeni uydusu, protogezegen bulutları fotoğraflandı.
Bu arada, Japonca'da “Subaru”, bu güzel yıldız kümesinin adı olan “Pleiades” anlamına geliyor.
Hawaii'deki Japon Subaru Teleskobu
Hobi-Eberly Teleskobu (YOK)
ABD'de Faulks Dağı'nda 2072 m yükseklikte bulunur ve MacDonald Gözlemevi'ne aittir. Aynasının çapı yaklaşık 10 m'dir.. Etkileyici boyutuna rağmen Hobby-Eberle, yaratıcılarına yalnızca 13,5 milyon dolara mal oldu. Bazı tasarım özellikleri sayesinde bütçeden tasarruf etmek mümkün oldu: Bu teleskopun aynası parabolik değil küreseldir, katı değildir - 91 bölümden oluşur. Ayrıca ayna ufka sabit bir açıyla (55°) yerleştirilmiştir ve kendi ekseni etrafında yalnızca 360° dönebilmektedir. Bütün bunlar tasarımın maliyetini önemli ölçüde azaltır. Bu teleskop spektrografide uzmanlaşmıştır ve dış gezegenleri aramak ve uzay nesnelerinin dönüş hızını ölçmek için başarıyla kullanılmaktadır.
Büyük Güney Afrika Teleskobu (TUZ)
Güney Afrika Astronomi Gözlemevi'ne aittir ve Güney Afrika'da Karoo Platosu'nda 1783 m yükseklikte bulunmaktadır. Ayna ölçüleri 11x9,8 m'dir.. Gezegenimizin Güney Yarımküresindeki en büyüğüdür. Ve Rusya'daki Lytkarino Optik Cam Fabrikasında yapıldı. Bu teleskop ABD'deki Hobby-Eberle teleskopunun bir benzeri haline geldi. Ancak modernize edildi - aynanın küresel sapması düzeltildi ve görüş alanı artırıldı, bu sayede spektrograf modunda çalışmanın yanı sıra bu teleskop, gök cisimlerinin yüksek çözünürlüklü mükemmel fotoğraflarını elde edebiliyor.
Dünyanın en büyük teleskopu ()
Kanarya Adaları'ndan birinde, 2396 m yükseklikte, soyu tükenmiş Muchachos yanardağının tepesinde yer almaktadır. Ana aynanın çapı – 10,4 m. Bu teleskobun oluşturulmasında İspanya, Meksika ve ABD yer aldı. Bu arada, bu uluslararası projenin maliyeti 176 milyon ABD dolarıdır ve bunun %51'i İspanya tarafından ödenmiştir.
Büyük Kanarya Teleskobu'nun 36 altıgen parçadan oluşan aynası, bugün dünyada var olan en büyük aynadır. Her ne kadar ayna boyutu açısından dünyanın en büyük teleskopu olsa da optik performans açısından en güçlüsü denemez çünkü dünyada dikkat konusunda onu aşan sistemler var.
Arizona'da (ABD) Graham Dağı'nda 3,3 km yükseklikte bulunur. Bu teleskop Mount Graham Uluslararası Gözlemevi'ne ait olup ABD, İtalya ve Almanya'dan gelen paralarla inşa edilmiştir. Yapı, ışık hassasiyeti açısından 11,8 m çapında bir aynaya eşdeğer olan, 8,4 metre çapında iki aynadan oluşan bir sistemdir. İki aynanın merkezleri 14,4 metre uzaklıkta bulunuyor ve bu da teleskobun çözme gücünü 22 metreye eşdeğer kılıyor; bu da ünlü Hubble Uzay Teleskobu'nunkinden neredeyse 10 kat daha fazla. Büyük Binoküler Teleskobun her iki aynası da aynı optik aletin parçasıdır ve birlikte devasa bir dürbün oluşturur; şu anda dünyadaki en güçlü optik alet.
Keck I ve Keck II başka bir ikiz teleskop çiftidir. Hawaii yanardağı Mauna Kea'nın (yükseklik 4139 m) tepesindeki Subaru teleskopunun yanında bulunurlar. Keklerin her birinin ana aynasının çapı 10 metredir - her biri ayrı ayrı Büyük Kanarya'dan sonra dünyanın en büyük ikinci teleskopudur. Ancak bu teleskop sistemi uyanıklık açısından Kanarya teleskopundan daha üstündür. Bu teleskopların parabolik aynaları, her biri bilgisayar kontrollü özel bir destek sistemi ile donatılmış 36 bölümden oluşmaktadır.
Çok Büyük Teleskop, Şili And Dağları'ndaki Atacama Çölü'nde, Paranal Dağı'nda, deniz seviyesinden 2635 m yükseklikte bulunmaktadır. Ve 9 Avrupa ülkesini kapsayan Avrupa Güney Gözlemevi'ne (ESO) aittir.
Dört adet 8,2 metrelik teleskop ve diğer dört adet 1,8 metrelik yardımcı teleskoptan oluşan bir sistem, açıklık açısından 16,4 metrelik ayna çapına sahip bir alete eşdeğerdir.
Dört teleskopun her biri ayrı ayrı çalışarak 30 kadir büyüklüğe kadar yıldızların görülebildiği fotoğraflar elde edebiliyor. Nadiren tüm teleskoplar aynı anda çalışır; bu çok pahalıdır. Çoğu zaman, büyük teleskopların her biri 1,8 metrelik asistanıyla birlikte çalışır. Yardımcı teleskopların her biri, belirli bir nesneyi gözlemlemek için en avantajlı konumu işgal ederek “büyük kardeşine” göre raylar üzerinde hareket edebilir. Çok Büyük Teleskop dünyadaki en gelişmiş astronomi sistemidir. Üzerinde pek çok astronomik keşif yapıldı, örneğin dünyanın ilk dış gezegeninin doğrudan görüntüsü elde edildi.
Uzay Hubble teleskopu
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve Avrupa Uzay Ajansı'nın ortak projesi olup, adını Amerikalı gökbilimci Edwin Hubble'dan alan, Dünya yörüngesindeki otomatik bir gözlemevidir. Aynasının çapı sadece 2,4 m'dir. Dünyadaki en büyük teleskoplardan daha küçüktür. Ancak atmosferik etkinin olmayışı nedeniyle, teleskobun çözünürlüğü Dünya'da bulunan benzer bir teleskoptan 7 - 10 kat daha fazladır. Hubble birçok bilimsel keşiften sorumludur: Jüpiter'in bir kuyruklu yıldızla çarpışması, Plüton'un rahatlamasının görüntüleri, Jüpiter ve Satürn'deki auroralar...
Hubble teleskopu dünya yörüngesinde
Hubble'ın Uzay Mekiği Atlantis STS-125'ten görünüşü
Hubble uzay teleskobu ( KTX; Hubble uzay teleskobu, YHT; gözlemevi kodu "250") - yörüngesinde, adını Edwin Hubble'dan alıyor. Hubble Teleskobu, NASA ile Avrupa Uzay Ajansı'nın ortak bir projesidir; NASA'nın Büyük Gözlemevlerinden biridir.
Uzaya bir teleskop yerleştirmek, dünya atmosferinin opak olduğu aralıklardaki elektromanyetik radyasyonu tespit etmeyi mümkün kılar; öncelikle kızılötesi aralığında. Atmosfer etkisinin olmaması nedeniyle teleskopun çözünürlüğü, Dünya'da bulunan benzer bir teleskopun çözünürlüğünden 7-10 kat daha fazladır.
Hikaye
Arka plan, kavramlar, ilk projeler
Yörüngesel teleskop kavramının ilk sözü Hermann Oberth'in "Gezegenlerarası Uzayda Roket" kitabında yer almaktadır ( Planetenraumen'den Rakete'i Öl ), 1923'te yayınlandı.
1946'da Amerikalı astrofizikçi Lyman Spitzer, "Dünya Dışı Bir Gözlemevinin Astronomik Avantajları" makalesini yayınladı ( Dünya dışı bir gözlemevinin astronomik avantajları ). Makale böyle bir teleskopun iki ana avantajını vurgulamaktadır. Birincisi, açısal çözünürlüğü atmosferdeki türbülanslı akışlarla değil, yalnızca kırınımla sınırlı olacaktır; o zamanlar, yer tabanlı teleskopların çözünürlüğü 0,5 ila 1,0 yay saniyesi arasındayken, 2,5 metrelik aynaya sahip yörüngedeki bir teleskop için teorik kırınım çözünürlük sınırı yaklaşık 0,1 saniyedir. İkincisi, uzay teleskopu, radyasyonun dünya atmosferi tarafından emilmesinin çok önemli olduğu kızılötesi ve morötesi aralıklarda gözlem yapabilir.
Spitzer bilimsel kariyerinin önemli bir bölümünü projeyi ilerletmeye adadı. 1962'de ABD Ulusal Bilimler Akademisi tarafından yayınlanan bir rapor, yörüngeli bir teleskopun geliştirilmesinin uzay programına dahil edilmesini önerdi ve 1965'te Spitzer, büyük bir uzay teleskopunun bilimsel hedeflerini tanımlamakla görevli bir komitenin başına atandı.
Uzay astronomisi İkinci Dünya Savaşı'nın bitiminden sonra gelişmeye başladı. 1946'da ilk kez ultraviyole spektrumu elde edildi. 1962'de Birleşik Krallık tarafından Ariel programının bir parçası olarak güneş araştırmaları için yörüngeli bir teleskop fırlatıldı ve 1966'da NASA ilk yörüngesel gözlemevi OAO-1'i uzaya fırlattı. Görev, fırlatıldıktan üç gün sonra batarya arızası nedeniyle başarısız oldu. 1968 yılında, 1972 yılına kadar ultraviyole radyasyon gözlemleri yapan ve 1 yıllık tasarım ömrünü önemli ölçüde aşan OAO-2 fırlatıldı.
OAO misyonları, yörüngedeki teleskopların oynayabileceği rolün açık bir göstergesiydi ve 1968'de NASA, 3 m çapında aynaya sahip bir yansıtıcı teleskop inşa etme planını onayladı. Projenin kod adı LST'ydi (. Büyük Uzay Teleskobu). Fırlatma 1972 için planlandı. Program, pahalı cihazın uzun süreli çalışmasını sağlamak amacıyla teleskopun bakımını yapmak için düzenli insanlı seferlere duyulan ihtiyacı vurguladı. Paralel olarak gelişen Uzay Mekiği programı, ilgili fırsatların elde edilmesi konusunda umut verdi.
Projeyi finanse etme mücadelesi
JSC programının başarısı nedeniyle astronomi camiasında büyük bir yörüngeli teleskop inşa etmenin bir öncelik olması gerektiği konusunda bir fikir birliği var. 1970 yılında NASA, biri teknik hususları incelemek ve planlamak, ikincisi ise bilimsel bir araştırma programı geliştirmek için iki komite kurdu. Bir sonraki büyük engel, maliyetinin herhangi bir yer tabanlı teleskopun maliyetini aşması beklenen projenin finansmanıydı. ABD Kongresi, önerilen tahminlerin çoğunu sorguladı ve başlangıçta gözlemevinin araçlarına ve tasarımına ilişkin büyük ölçekli araştırmaları içeren ödenekleri önemli ölçüde kesti. 1974 yılında Başkan Ford'un başlattığı bütçe kesintileri programının bir parçası olarak Kongre, projeye yönelik finansmanı tamamen iptal etti.
Buna yanıt olarak gökbilimciler geniş bir lobi kampanyası başlattı. Pek çok gökbilimci, senatörler ve kongre üyeleriyle kişisel olarak görüştü ve projeyi desteklemek için çok sayıda büyük mektup postası da gönderildi. Ulusal Bilimler Akademisi, yörüngede dönen büyük bir teleskop inşa etmenin önemini vurgulayan bir rapor yayınladı ve bunun sonucunda Senato, Kongre tarafından onaylanan bütçenin yarısının tahsis edilmesini kabul etti.
Mali sorunlar kesintilere yol açtı; bunların başında maliyetleri azaltmak ve daha kompakt bir tasarım elde etmek için aynanın çapını 3 metreden 2,4 metreye düşürme kararı geldi. Sistemlerin test edilmesi ve test edilmesi amacıyla başlatılması planlanan 1,5 metre aynalı teleskop projesi de iptal edilerek Avrupa Uzay Ajansı ile iş birliği yapılması kararı alındı. ESA, Avrupalı gökbilimcilerin gözlem süresinin en az %15'ini ayırması karşılığında, gözlemevi için finansmana katılmayı ve gözlemevi için bir dizi araç sağlamayı kabul etti. 1978'de Kongre 36 milyon dolarlık finansmanı onayladı ve hemen ardından tam ölçekli tasarım çalışmaları başladı. Lansman tarihi 1983 olarak planlandı. 1980'lerin başında teleskop Edwin Hubble adını aldı.
Tasarım ve inşaat organizasyonu
Uzay teleskobunu oluşturma çalışmaları birçok şirket ve kurum arasında paylaştırıldı. Marshall Uzay Merkezi teleskobun geliştirilmesinden, tasarımından ve yapımından sorumluydu; Goddard Uzay Uçuş Merkezi ise bilimsel araçların geliştirilmesinin genel yönetiminden sorumluydu ve yer kontrol merkezi olarak seçildi. Marshall Merkezi, teleskopun optik sistemini tasarlamak ve üretmek için Perkin-Elmer ile sözleşme imzaladı ( Optik Teleskop Düzeneği - OTA) ve hassas yönlendirme sensörleri. Lockheed Corporation teleskopun inşaat sözleşmesini aldı.
Optik sistemin imalatı
Teleskobun birincil aynasının parlatılması, Perkin-Elmer Laboratuvarı, Mayıs 1979
Ayna ve optik sistem bir bütün olarak teleskop tasarımının en önemli parçalarıydı ve bunlara özellikle katı gereksinimler getirildi. Tipik olarak teleskop aynaları görünür ışığın dalga boyunun yaklaşık onda biri kadar toleransla yapılır, ancak uzay teleskopunun morötesinden yakın kızılötesine kadar gözlem yapması amaçlandığından ve çözünürlüğün yerdekinden on kat daha yüksek olması gerektiğinden, tabanlı cihazlarda, birincil aynanın üretim toleransı görünür ışığın dalga boyunun 1/20'sine veya yaklaşık 30 nm'ye ayarlandı.
Perkin-Elmer şirketi, belirli bir şekle sahip bir ayna üretmek için yeni bilgisayarlı sayısal kontrol makinelerini kullanmayı amaçladı. Kanıtlanmamış teknolojilerden kaynaklanan öngörülemeyen sorunların ortaya çıkması durumunda geleneksel cilalama yöntemlerini kullanarak bir yedek ayna üretmek üzere Kodak ile sözleşme imzalandı (Kodak tarafından üretilen ayna şu anda Smithsonian Enstitüsü müzesinde sergilenmektedir). Ana ayna üzerindeki çalışmalar 1979'da, çok düşük bir termal genleşme katsayısına sahip cam kullanarak başladı. Ağırlığı azaltmak için ayna, bal peteği yapısının kafes yapısıyla birbirine bağlanan alt ve üst olmak üzere iki yüzeyden oluşuyordu.
Teleskop yedekleme aynası, Smithsonian Hava ve Uzay Müzesi, Washington DC
Aynanın cilalanması çalışmaları Mayıs 1981'e kadar devam etti, ancak orijinal teslim tarihleri kaçırıldı ve bütçe önemli ölçüde aşıldı. Döneme ait NASA raporları, Perkin-Elmer'in yönetiminin yetkinliği ve bu kadar önemli ve karmaşık bir projeyi başarıyla tamamlayabilme becerisi hakkındaki şüpheleri dile getirdi. NASA, paradan tasarruf etmek için yedek ayna siparişini iptal etti ve lansman tarihini Ekim 1984'e taşıdı. Çalışma, 75 nm kalınlığında yansıtıcı bir alüminyum kaplama ve 25 nm kalınlığında koruyucu bir magnezyum florür kaplama uygulandıktan sonra 1981 yılının sonunda tamamlandı.
Buna rağmen, optik sistemin geri kalan bileşenlerinin tamamlanma tarihi sürekli ertelendiğinden ve proje bütçesi arttığından Perkin-Elmer'in yetkinliğine ilişkin şüpheler devam etti. NASA, şirketin programını "belirsiz ve her gün değişen" olarak nitelendirdi ve teleskopun fırlatılışını Nisan 1985'e kadar erteledi. Ancak teslim tarihleri kaçırılmaya devam etti, gecikme her üç ayda bir ortalama bir ay arttı ve son aşamada her gün bir gün arttı. NASA, fırlatmayı önce Mart ayına, ardından Eylül 1986'ya olmak üzere iki kez daha ertelemek zorunda kaldı. O zamana kadar toplam proje bütçesi 1.175 milyar dolara yükseldi.
Uzay aracı
Uzay aracındaki çalışmanın ilk aşamaları, 1980
Bir diğer zor mühendislik problemi ise teleskop ve diğer aletler için taşıyıcı aparatın oluşturulmasıydı. Ana gereksinimler, ekipmanın doğrudan güneş ışığından ısınma ve Dünya'nın gölgesinde soğuma sırasındaki sabit sıcaklık değişikliklerinden korunması ve özellikle teleskopun hassas yönlendirilmesiydi. Teleskop, çok katmanlı ısı yalıtımıyla kaplanmış, sabit bir sıcaklık sağlayan hafif bir alüminyum kapsülün içine monte edilmiştir. Kapsülün sertliği ve cihazların sabitlenmesi, karbon fiberden yapılmış bir iç mekansal çerçeve ile sağlanır.
Uzay aracı optik sistemden daha başarılı olmasına rağmen Lockheed aynı zamanda programın biraz gerisinde ve bütçeyi aştı. Mayıs 1985'e gelindiğinde, maliyet aşımları orijinal hacmin yaklaşık %30'una ulaştı ve planın gerisinde kalma süresi 3 aydı. Marshall Uzay Merkezi tarafından hazırlanan bir raporda, şirketin çalışmaları yürütme konusunda inisiyatif göstermediği, NASA'nın talimatlarına güvenmeyi tercih ettiği belirtildi.
Araştırma koordinasyonu ve uçuş kontrolü
1983 yılında, NASA ve bilim topluluğu arasında bazı çatışmalardan sonra Uzay Teleskop Bilim Enstitüsü kuruldu. Enstitü, Astronomik Araştırmalar Üniversiteleri Derneği tarafından yönetilmektedir ( Astronomi Araştırmaları için Üniversiteler Derneği ) (Aura) ve Baltimore, Maryland'deki Johns Hopkins Üniversitesi kampüsünde yer almaktadır. Hopkins Üniversitesi, derneğe üye olan 32 Amerikan üniversitesi ve yabancı kurumdan biridir. Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, bilimsel çalışmaları organize etmekten ve gökbilimcilerin elde edilen verilere erişmesini sağlamaktan sorumludur; NASA bu fonksiyonları kendi kontrolünde tutmak istiyordu ancak bilim insanları bunları akademik kurumlara devretmeyi tercih etti.
Avrupa Uzay Teleskobu Koordinasyon Merkezi, Avrupalı gökbilimcilere benzer olanakları sağlamak amacıyla 1984 yılında Almanya'nın Garching kentinde kuruldu.
Uçuş kontrolü, Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü'ne 48 kilometre uzaklıktaki Greenbelt, Maryland'de bulunan Goddard Uzay Uçuş Merkezi'ne verildi. Teleskopun çalışması dört uzman grubu tarafından vardiyalı olarak 24 saat izlenmektedir. Teknik destek, Goddard Merkezi aracılığıyla NASA ve müteahhitlik şirketleri tarafından sağlanmaktadır.
Başlatma ve başlama
Hubble teleskobuyla Discovery mekiğinin fırlatılması
Teleskobun başlangıçta Ekim 1986'da yörüngeye fırlatılması planlanmıştı, ancak 28 Ocak'ta Uzay Mekiği programı birkaç yıl süreyle askıya alındı ve fırlatma ertelenmek zorunda kaldı.
Bunca zaman boyunca teleskop, yapay olarak arındırılmış bir atmosfere sahip bir odada saklandı ve yerleşik sistemleri kısmen açıldı. Depolama maliyetleri ayda yaklaşık 6 milyon dolardı ve bu da projenin maliyetini daha da artırdı.
Zorunlu gecikme bir dizi iyileştirmeye izin verdi: güneş panelleri daha verimli olanlarla değiştirildi, araçtaki bilgisayar kompleksi ve iletişim sistemleri modernleştirildi ve teleskopun bakımını kolaylaştırmak için kıç koruyucu muhafazanın tasarımı değiştirildi. Ayrıca teleskopu kontrol etmeye yönelik yazılım 1986'da hazır değildi ve aslında ancak 1990'da piyasaya sürüldüğünde son hali verilmişti.
1988 yılında mekik uçuşlarının yeniden başlamasının ardından, fırlatma nihayet 1990 yılında planlandı. Lansmandan önce ayna üzerinde biriken toz, sıkıştırılmış nitrojen kullanılarak temizlendi ve tüm sistemler kapsamlı bir şekilde test edildi.
Temmuz 1923'te Münih'teki Oldenburg Yayınevi, “Roket Into Dış Uzay” kitabını yayınladı. Yazarı, onlarca yıl sonra ünlü olan ve hatta roketin “kurucu babalarına” terfi eden Hermann Julius Oberth'di. Çalışmasının ana hükümleri kısaca şu şekilde formüle edilebilir:
1. Bilim ve teknolojinin mevcut durumuyla, Dünya atmosferinin ötesine geçebilecek bir aparat oluşturmak mümkündür.
2. Gelecekte bu tür cihazlar öyle bir hız geliştirebilecek ki yerçekimini yenerek gezegenler arası uzaya girebilecekler.
3. Gemide bir kişi varken, sağlığına ciddi bir zarar vermeden benzer görevleri yerine getirebilecek cihazlar oluşturmak mümkündür.
4. Belirli koşullar altında bu tür cihazların oluşturulması oldukça mümkün olabilir. Bu tür koşullar önümüzdeki yıllarda ortaya çıkabilir.
Finalde, kitabın son bölümünün cümlelerini kurarak, uzak olasılıklardan - Ay'ın uzak tarafını görme olasılığı, yapay Dünya uydularının fırlatılması, bunların çeşitli amaçlarla yaygın olarak kullanılması, yörünge istasyonları oluşturulması, taşıma gibi - tartışılıyor. Bilimsel araştırma ve astronomik gözlemler de dahil olmak üzere, onların yardımıyla belirli türdeki faaliyetleri gerçekleştirebilirler. Bu bize Temmuz 1923’ü uzay astronomisinin “başlangıç noktası” olarak değerlendirme olanağı sağlıyor.
Bu etkinliğin 90. yıldönümünü anmak amacıyla dergimizin editörleri, Dünya atmosferinin ötesindeki astronomik araçlara dayanan, Evreni keşfetmeye yönelik devam eden (veya yakın zamanda tamamlanmış) projeler hakkında bir dizi makale hazırladılar. Bu en ilginç ve aktif olarak gelişen astronomi dalının tam tarihçesi, şüphesiz yakında yazılacak olan ayrı bir kitabı hak ediyor.
Görünür uzay teleskopları
Evrim süreci boyunca insan gözü, elektromanyetik spektrumun dünya atmosferi tarafından en iyi iletilen kısmına karşı en büyük duyarlılığı kazanmıştır. Bu nedenle, eski çağlardan beri astronomik gözlemler çoğunlukla görünür aralıkta gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte, 19. yüzyılın sonunda, gökbilimciler, homojen olmayan durumları ve öngörülemeyen akıntıları ile "hava okyanusunun" gözlem teknolojisinin daha da gelişmesi için çok fazla engel oluşturduğunu anladılar. Gökyüzündeki yıldızların konumlarını ölçerken tüm bu hatalar esas olarak istatistiksel yöntemlerle giderildiyse, gök cisimlerinin yüksek çözünürlüklü görüntülerini elde etme girişimleri en iyi astroiklime sahip yerlerde bile başarısız oldu. Dünyanın yüzeyinden gözlem yaparken, en gelişmiş teleskoplar yaklaşık yarım yaysaniyelik, ideal durumlarda saniyenin çeyreğine kadar standart bir çözünürlük sağlayabilir. Teorik hesaplamalar, teleskobu atmosferin dışına taşımanın, yeteneklerini büyük ölçüde artıracağını gösterdi (spektrumun ultraviyole kısmında neredeyse 20 kat daha yüksek çözünürlük elde etmek mümkündü).
 |
|
UZAY ARACININ ÖZELLİKLERİ:
> Uzunluk - 13,3 m, çap - 4,3 m, ağırlık - 11 ton (kurulu aletlerle - yaklaşık 12,5 ton); iki güneş paneli 2,6 x 7,1 m boyutlarındadır. HUBBLE GÖZLEMEVİ'NDE ÇALIŞAN VEYA ÇALIŞAN CİHAZLAR: > Geniş Alan ve Planet Kamera. Astrofizik gözlemler için özellikle ilgi çekici olan spektrum alanlarını vurgulamak üzere 48 ışık filtresi seti ile donatılmıştır. Kameralar 8 CCD matrisi içerir (her biri 4 matristen oluşan 2 bölüm). Geniş açılı bir kamera daha geniş bir görüntüleme açısına sahipken, planet kamera daha büyük eşdeğer odak uzaklığına sahiptir ve bu da daha fazla büyütmeye olanak sağlar. |
| > Geniş Alan Kamerası 3 (WFC 3) - geniş bir spektral aralıkta (elektromanyetik spektrumun görünür, yakın kızılötesi, yakın ve orta morötesi bölümleri) gözlemler için bir kamera. |
> Birincil aynadaki üretim hatalarını telafi etmek için ilk servis görevi sırasında düzeltici bir optik sistem (COSTAR) kuruldu
1968 yılında ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), 3 m ayna çapına sahip bir yansıtıcı teleskopun yapımına yönelik bir planı onayladı. Proje, LST (Büyük Uzay Teleskobu) kod adını aldı. Lansman 1972 için planlanmıştı. Ancak mücadele artık finansal “düzlemde” devam ediyordu: Daha sonra fonlar tahsis edildi, ardından bir sonraki hükümet ve Kongre, program tamamen kısıtlanıncaya kadar fonları azalttı. Teleskop merceğinin çapı 2,4 m'ye düşürüldü, ancak projeye yeni bir katılımcı ortaya çıktı - gözlem süresinin% 15'i karşılığında programı kısmen finanse etmeyi ve katılmayı kabul eden Avrupa Uzay Ajansı (ESA) bireysel enstrümanların imalatı.
1979'da, “Büyük Gözlemevleri” programının uygulanmasını öneren “1980'ler için Uzay Astronomi ve Astrofizik Stratejisi” NASA raporu yayınlandı. Kongre tarafından 1978'de zaten finanse edilen LST, projenin dört unsurundan biri haline geldi - ona görünür, yakın kızılötesi ve morötesi aralıklarda "gözlemci" rolü verildi. Compton Gözlemevi (CGRO) sert X-ışını ve gama ışını aralığındaki araştırmalardan sorumluydu; Chandra teleskopu (CHO) yumuşak X-ışınlarını ve Spitzer (SST) orta ve uzak ışınları inceleyecekti. Spektrumun kızılötesi bölgesi.
Hubble uzay teleskobu
LST'nin oluşturulmasına yönelik çalışmalar en hızlı şekilde ilerledi. Başlangıçta yörüngeye fırlatılması 1983 yılında planlanmıştı. Ancak o zaman fırlatılması mümkün olmadı ancak yörünge gözlemevine Edwin Hubble'ın adının verilmesine karar verildi. 24 Nisan 1990'da Discovery mekiği teleskopu amaçlanan yörüngeye fırlattı. Tasarımın başlangıcından lansmana kadar bu projeye 2,5 milyar dolar harcandı; başlangıç bütçesi ise 400 milyon dolardı.
Hubble şu anda atmosferin dışında çalışan en eski ve en üretken astronomi aracıdır. NASA, onu çalışır durumda tutmak için, sonuncusu Mayıs 2009'da Atlantis mekiği mürettebatı tarafından gerçekleştirilen 4 onarım görevi düzenledi. Yörünge gözlemevinin Amerika tarafındaki işletmesinin toplam maliyeti 6 milyar dolardan fazlaydı. ; ESA tarafından 593 milyon euro daha tahsis edildi.
Uçuş kontrolü, veri alımı ve birincil işlemler Goddard Uzay Uçuş Merkezi tarafından gerçekleştirilmektedir. Veriler 24 saat içinde bilim camiasının kullanımı için ana işlenmesinden ve yayınlanmasından sorumlu olan Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü'ne (STScI) aktarılıyor. Hubble teleskopu uluslararası bir araştırma laboratuvarı olarak faaliyet göstermektedir. Gözlem süresi için rekabet yoğun olmasına rağmen dünyanın her yerinden projeler değerlendiriliyor ve ortalama 10 projeden biri hayata geçiriliyor.
Hubble teleskopunun bilimsel başarıları. Çalışmanın başlamasından sonra teleskobun ana aynasının şeklindeki hesaplananlardan sapmaların keşfedilmesine rağmen (“tam güçte” kullanılmasına izin vermiyordu), Hubble neredeyse anında değerli bilimsel sonuçlar üretmeye başladı. . Bu enstrümanı oluştururken asıl görevinin “bakışlarınızı Evrenin derinliklerine yönlendirmek” olduğu belirtildi. Her şeyden önce, "vaftiz babası" Edwin Hubble tarafından başlatılan araştırmaya devam etmek için "peşin ödeme" üzerinde çalışması gerekiyordu: sabiti açıklığa kavuşturmak ve adının yasasını doğrulamak, kırmızıya kaymanın şu şekilde yorumlanmasını doğrulamak için. Doppler etkisi ve Evrenin genişlediği gerçeği. Artık efsaneleşen uzay teleskopu bu görevleri başarıyla tamamladı.
Gökbilimciler, Galaksimizin Evrendeki tek sistem olmadığına dair kanıtlara uzun süredir ihtiyaç duymuyorlar. Ayrıca tüm bu "yıldız adalarının" (daha doğrusu yerçekimsel olarak bağlı gruplarının) sürekli olarak birbirlerinden uzaklaştıklarına da şüphe yoktur. Karşılıklı uzaklaştırma hızı, nesneler arasındaki mesafeyle doğru orantılıdır ve orantı katsayısına “Hubble sabiti” (H0) adı verilir. Hubble'ın kendisi tarafından yapılan ilk tahminler, megaparsek başına saniyede yaklaşık beş yüz kilometrelik bir değer verdi. Sonraki 90 yıl boyunca, hararetli tartışmaların konusu olarak defalarca revize edildiler: Sonuçta, aslında sistem birimlerine indirgenen bu sabit, Evrenin yaşının - ne fazlası ne de azı - karşılığıdır. Son ve en doğru değeri 70,4 (km/s)/Mpc (H0 = 2,28x10 -18 s -1) olup, Hubble teleskobu tarafından yapılan ölçümler bunun kurulmasına önemli katkı sağlamıştır. Bu tam olarak onun ana “bilimsel başarısı” olarak kabul edilen şeydir.
Evrenin genişlediği gerçeğini ortaya koyan Edwin Hubble, kendisini bununla sınırladı, ancak "kozmik adaşı" daha da ileri gitti ve bunu yalnızca yeni bir teknik düzeyde doğrulamakla kalmayıp, aynı zamanda bu genişlemenin eşitsizliğini de kanıtlamayı başardı (devamı tam olarak hızlanması). Böyle bir keşif, nesnelerin spektral özelliklerinin son derece uzak mesafelerde ölçülmesini gerektiriyordu ve bu konuda yalnızca Hubble "güçlüydü". Tip 1a süpernovalarının parlaklığına ilişkin birkaç bin tahmin yapmak mümkündü; bunun özelliği, maksimum patlamada yaklaşık olarak aynı miktarda enerji salmalarıydı; bu, patlamanın gözlenen parlaklığının yalnızca patlamanın gözlemlenen parlaklığına bağlı olduğu anlamına geliyordu. kaynağına olan uzaklığı.6 Yer ve uzay teleskoplarıyla yapılan bu araştırma programına bir düzineden fazla kişi katıldı. Bu işbirliğinin meyveleri çok başarılı oldu ve elde edilen sonuçların bilim açısından önem derecesi, keşfin yazarları ekibine Nobel Fizik Ödülü'nü vermeye yetti.
Teleskobun "menzilini" test etmek için Evrenin birkaç sözde derin araştırması gerçekleştirildi. Bunun için gökyüzünde yakın galaksilerin ve Galaksimizin yıldızlarının bulunmadığı bir yer seçildi ve fotoğraf mümkün olan en uzun pozlamalarla gerçekleştirildi. Aynı zamanda çok uzaktaki çeşitli tür, boyut, parlaklık ve yaştaki nesnelerin yakalanması mümkün oldu. Bunların arasında “tanıdık” galaksiler olmaya hazırlanan genç yıldız kümeleri ve zaten tamamen oluşmuş yıldız sistemleri de vardı. Evrenin derin araştırmaları - gökbilimciler tarafından şakayla karışık "Evrenin Derin Delinmeleri" olarak adlandırılan Hubble Derin Alanı (HDF) - dünyamızın antik tarihine milyarlarca yıllık bir bakıştır.
Hubble, "delmelerden" biri sırasında dikkatini gök küresinin otuz milyonda biri büyüklüğündeki bir alana odakladı ve burada - görünürlük sınırında - 3.000'den fazla sönük galaksi keşfetti. Gökyüzünün başka bir benzer alanının ayrıntılı bir fotoğrafı aynı resmi gösterdi; bundan Evrenin izotropik olduğu - büyük ölçeklerde her yöne homojenliği - sonucuna varıldı. Bu tür gözlemler çok uzun süre maruz kalma gerektirdiğinden (seanslardan birinde “maruz kalma” 11,3 güne ulaştı) nadirdi. Gökbilimciler, Büyük Patlama'dan bir milyar yıldan daha kısa bir süre sonra oluşan ve daha sonra modern yıldız sistemleriyle birleşen ilk madde yığınları olan protogalaksileri görebildiler.
Hubble, Spitzer, Chandra uzay teleskopları, XMM-Newton yörüngesel X-ışını teleskopu ve yer tabanlı en büyük birkaç teleskopun koordineli çabaları tarafından gerçekleştirilen benzersiz Büyük Gözlemevleri Kökenleri Derin Araştırması (GOODS) deneyi özellikle dikkate değerdir. enstrümanlar. Gözlem nesneleri Hubble Derin Alan programından iki bölgeydi. Kırmızıya kayma Z=6'da kiloparsek mertebesinde uzaysal çözünürlük elde edilmiş ve alanda 60 bin galaksi için fotometrik kırmızıya kaymalar tespit edilmiştir. Bu projeye katılanlar, 13 milyar yıl önce, ilk yıldızların radyasyonunun bazı yıldızlararası hidrojen atomlarının elektron ve protonlara bozunmasına neden olduğu yeniden iyonlaşma çağına baktıklarını iddia ediyorlar.
Şu ana kadarki rekor, Eylül 2012'de açıklanan (Hubble Extreme Deep Field) Evrenin derinliklerine “dalış”tır. 10 yıl boyunca, Fornax takımyıldızındaki gökyüzünün bir bölümü toplam 2 milyon saniyelik bir pozlamayla açığa çıkarıldı. Gökbilimciler, bu durumda Evreni tamamen "çocukça" bir yaşta, yarım milyar yıldan fazla görmediklerini iddia ediyorlar. Görüntüdeki en sönük galaksiler (toplamda yaklaşık 5.500 tane var), insan görüşünün hassasiyet sınırından 10 milyar kat daha düşük bir parlaklığa sahip.
 |
|
ASC FIAN Rusya Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü Astrouzay Merkezi ESA Avrupa Uzay Ajansı NASA Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi, ABD CNES Ulusal Uzay Araştırmaları Merkezi, Fransa CSA Kanada Uzay Ajansı A.S.I.İtalyan Uzay Ajansı JAXA Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı SSCİsveç Uzay Şirketi |
| > Geniş Alan Kamerası 3 (WFC 3) - geniş bir spektral aralıkta (elektromanyetik spektrumun görünür, yakın kızılötesi, yakın ve orta morötesi bölümleri) gözlemler için bir kamera. |
| Teleskopların adlarının altında yörünge parametreleri, operatör ve fırlatma tarihi yer alıyor. |
 |
Uzun bir süre teorik astrofizikçiler bilim camiasını galaksilerin merkez bölgelerinde mutlaka süper kütleli kara deliklerin bulunması gerektiğine ikna etmeye çalıştılar, ancak buna dair hiçbir gözlemsel kanıt yoktu. Hubble teleskobu "anlaşmazlığa müdahale eder etmez" her şey yerine oturdu: artık merkezi bir kara deliği olmayan bir galaksi daha egzotik. Artık bilim adamlarının iddiaları çok ikna edici görünüyor: Çok sayıda yıldız sisteminin sistematik gözlemleri, şişkinliğin boyutu (galaksinin merkezi yoğunlaşması) ile merkezlerindeki süper yoğun nesnelerin radyal eksenden belirlenen kütlesi arasında bir korelasyon olduğunu ortaya çıkardı. yıldızların hızları.
Uzay teleskopunun sonuçlarının tümü karmaşık uzun vadeli gözlemler gerektirmiyor. Fotoğrafları arasında halihazırda çözülmüş astrofizik problemleri temsil eden pek çok fotoğraf var. Üç Loblu Nebula M20'deki yıldızların doğuşunu son derece net bir şekilde gösterdi. Gezegenimsi bulutsu NGC 7027, Güneşimize benzer bir yıldızın evriminin son aşamasıdır. Kartal Bulutsusu'ndaki “Yaratılış Sütunları” klasikleşti...
Gözlemevinin "uçuş misyonu" hazırlanırken bazı sorunlar öncelikli değildi, aynı zamanda gökbilimciler bu sorunların ortaya çıkacağını yalnızca tahmin ediyorlardı. Bu tür görevler, her şeyden önce, diğer yıldızların (dış gezegenler) gezegenlerinin aranmasını içermelidir. Dedektörlerinin yüksek hassasiyeti ve Dünya atmosferinin etkisinin olmaması sayesinde Hubble, gezegen boyutunda bir uydunun diskinin önünden geçmesi nedeniyle gözlemlenen yıldızın parlaklığında meydana gelen önemsiz bir değişikliği tespit edebiliyor. Gözlem teknolojisinde dış gezegenleri aramanın bu yöntemine "geçiş yöntemi" adı verilir. Yalnızca yörünge düzlemi Dünya'nın yönüne doğru hafif eğimli olan nesneler için geçerlidir, ancak bunların pek çok özelliğinin, özellikle de boyutunun, kütlesinin ve bazen de atmosferin bileşiminin (parçaların spektral analizi yoluyla) anında belirlenmesine olanak tanır. “tutulma” sırasında yıldızın radyasyonu). Çığır açan bir keşif, dev gezegen HD 189733b'nin gaz kabuğundaki organik bir molekülün (metan CH4) Hubble teleskopunun en önemli araçlarından biri olan NICMOS spektrometresi (Yakın Kızılötesi Kamera ve Çoklu-Kızılötesi Kamera) kullanılarak ilk kez tespit edilmesi olarak kabul edilmelidir. Nesne Spektrometresi), ikinci onarım görevi sırasında fırlatıldıktan yedi yıl sonra gözlemevine yerleştirildi.
Uzay teleskopu, gezegen benzeri cisimlere ek olarak, yıldız oluşturan bölgelerde (Kartal Bulutsusu, Büyük Orion Bulutsusu) ve bazı yıldızların yakınında çok sayıda proto-gezegen diskinin varlığını doğruladı. Bu keşifler, çok umut verici bir bilimsel yönün ortaya çıkmasını başlattı: dış kuyruklu yıldızların ve dış asteroit kuşaklarının araştırılması ve incelenmesi. Galaksimizde gezegen oluşum sürecinin sürekli olarak gerçekleştiği artık aşikardır. Hubble, dış gezegenlerin Evrende tamamen sıradan ve yaygın bir fenomen olması gerektiğine dair yakın zamanda genel olarak kabul edilen sonuca yönelik birçok kanıt topladı.
 |
| Hubble Uzay Teleskobu bize NGC 1097 olarak adlandırılan çubuklu sarmal gökadanın kalbini çevreleyen parlak yıldız oluşumu halkasının çarpıcı bir görüntüsünü verdi. Gökada yaklaşık 45 milyon ışıkyılı uzaklıkta olup güney takımyıldızı Ocak'ta görülebilmektedir. Seyfert gökadaları sınıfına aittir; ana düzleminin Dünya yönüne neredeyse dik olması onu gökbilimciler için özellikle lezzetli bir nesne haline getirmektedir. Galaksinin tam merkezinde gizlenmiş, yaklaşık 100 milyon güneş kütlesi kütlesine sahip süper kütleli bir kara delik (BH), yavaş yavaş çevredeki uzaydan madde emiyor. Kara deliğe düşen bu madde, bir birikim diskine "döner", ısınır ve geniş bir yelpazede elektromanyetik dalgalar yaymaya başlar. Diskin hatları, nispeten yakın zamanda "doğmuş" yıldızlar tarafından açıkça belirtilmiştir; bunun malzemesi, galaksinin merkezi çubuğunun (köprüsü) BH'ye düşmesidir. Bu yıldız oluşturan bölgeler, iyonize hidrojen bulutlarından yayılan emisyon nedeniyle parlak bir şekilde parlıyor. Halkanın çapı yaklaşık 5 bin ışık yılıdır ve NGC 1097'nin sarmal kolları on binlerce ışık yılı ötesine uzanmaktadır. |
 |
| > Geniş Alan Kamerası 3 (WFC 3) - geniş bir spektral aralıkta (elektromanyetik spektrumun görünür, yakın kızılötesi, yakın ve orta morötesi bölümleri) gözlemler için bir kamera. |
Güçlü bir uzay teleskopunun ana "faaliyet alanı" elbette derin uzay araştırmaları olarak kabul edildi. Bu nedenle Güneş Sistemimizi incelerken potansiyeli oldukça sınırlı kullanıldı. Ancak sınırları içindeki başarılarının listesi de etkileyici. Öncelikle, Shoemaker-Levy 9 (D/1993 F2 Shoemaker-Levy 9) kuyruklu yıldızına ait parçaların Temmuz 1994'te astronomi tarihinde benzeri görülmemiş bir şekilde Jüpiter'e düştüğünü belirtelim. Bu olay gözlemlenen ilk çarpışmaydı. Güneş Sistemindeki iki cisimden.
Hubble teleskopu nihayet Plüton'un yüzeyini öyle bir çözünürlükle fotoğrafladı ki, artık onun haritasını çıkarmaktan söz etmek mümkün hale geldi. Uzmanlar, uzay gözlemevi tarafından çekilen görüntülerde kutup başlıklarını, parlak hareketli noktaları ve gizemli çizgileri birbirinden ayırıyor. Ayrıca Plüton'da halihazırda bilinen uydu Charon'a ek olarak dört küçük uydunun (Nix, Hydra, PIV, PV) keşfi de etkileyiciydi.
Asteroit Vesta'yı (4 Vesta) gözlemlerken, gezegen bilim adamları yüzeyin yüksek çözünürlüğü ve net detayları karşısında şaşkına döndüler (tabii ki, on buçuk yıl önce 110 milyon km'den fazla bir mesafeden alınan görüntüleri karşılaştırmamalısınız) 2011-12'de Dawn uzay aracı tarafından Vesta'nın yörüngesindeyken elde edilenlerle). Başlangıçta güneş sistemindeki 10. gezegen olarak kabul edilen ve daha sonra Eris (136199 Eris) olarak adlandırılan 2003 UB313 üzerinde Hubble'ın 2006 yılında yaptığı çalışmanın ardından, gök cisminin bir gezegen olarak kabul edilemeyecek kadar küçük olduğu kabul edildi. Dev gezegenler Jüpiter ve Satürn'ün yanı sıra Jüpiter'in uyduları Io ve Ganymede'de kutupsal (auroral) ışıkların keşfinin önemi konusunda hiç şüphe yok.
 |
| Hubble teleskopu için önemli bir araştırma nesnesi, Güneşimiz gibi yıldızların evrimindeki ölüm sonrası aşama olan gezegenimsi bulutsular haline geldi. Termonükleer yakıt rezervleri tükendikçe, maddelerini periyodik olarak çevredeki alana fırlatmaya başlarlar ve yavaş yerçekimsel sıkıştırma nedeniyle enerji açığa çıkaran süper yoğun bir nesne olan beyaz cüce durumuna dönüşürler. Yıldız kalıntısının radyasyonuyla aydınlatılan fırlatılan kabuklar, maddenin emisyon sürecinin dinamiklerinin görülebildiği karmaşık yapılar oluşturur. Bu tür yapıların çarpıcı bir örneği, güney takımyıldızı Muca'da 1800 ışıkyılı uzaklıkta bulunan NGC 5189 bulutsusunun gazlı filamentleridir (resmi olmayan “Spiral” ismine sahiptir). Bulutsunun birbirine doğru eğimli iki bağımsız genişleyen yapının etkileşimi sonucu oluştuğu varsayılabilir. Bu tür çift kutuplu yapı genellikle "yanmış" yıldızda büyük bir uydunun varlığıyla açıklanır ve bu uydu, çekiciliğiyle dışarı akan gazın "nehirlerinin" yönünü etkiler. Bu açıklama oldukça makul olsa da bu durumda görsel olarak böyle bir yoldaşı tespit etmek mümkün olmadı. Parlak altın halkalar çok sayıda radyal filamentlerden ve kuyruklu yıldız benzeri düğümlerden oluşur. Genellikle iyonlaştırıcı radyasyon ve yıldız rüzgarının birleşik etkileriyle oluşurlar. Fotoğraf, 6 Temmuz 2012'de Geniş Alan Kamerası 3 ile iyonize kükürt, hidrojen ve oksijen atomlarının ana emisyon çizgilerini merkeze alan dar bant filtreler aracılığıyla çekildi. Görünür ve yakın kızılötesi aralıktaki yıldızın rengini belirlemek için geniş bant filtreleri kullanıldı. |
| > Geniş Alan Kamerası 3 (WFC 3) - geniş bir spektral aralıkta (elektromanyetik spektrumun görünür, yakın kızılötesi, yakın ve orta morötesi bölümleri) gözlemler için bir kamera. |
Hubble Gözlemevi'ne servis görevleri artık mümkün olmadığından (Amerikan yeniden kullanılabilir uzay aracının uçuşlarının durdurulması nedeniyle), teknik yetenekleri yalnızca zamanla azalacak ve ekipmanı eskimiş hale gelecektir. NASA, teleskobun en az 2015 yılına kadar tam olarak çalışmasını garanti eder. Adını ABD uzay ajansı eski müdürü James Webb'in (James Webb Uzay Teleskobu - JWST) alan önerilen "değiştirme", esas olarak yakın kızılötesi aralığa odaklanacaktır. Bunun nedeni, atmosferik homojensizliklerin etkisini telafi eden uyarlanabilir optik teknolojisinin gelişmesinin bir sonucu olarak, yer tabanlı gözlemevlerinin yakında gök cisimlerinin fotoğraflarını çok daha az harcayarak "Hubble" çözünürlüğünde çekebilecek olmasıdır. benzer büyüklükteki bir aleti yörüngeye fırlatmak ve çalıştırmak için gerekenden daha fazla para ve çaba.
James Webb Teleskobu, ünlü Hubble Uzay Teleskobu'nun yerini alması gereken yörüngesel bir kızılötesi gözlemevidir.
Bu çok karmaşık bir mekanizmadır. Yaklaşık 20 yıldır üzerinde çalışılıyor! James Webb'in 6,5 metre çapında kompozit aynası olacak ve maliyeti yaklaşık 6,8 milyar dolar olacak. Karşılaştırma için Hubble aynasının çapı “sadece” 2,4 metredir.
Görelim?
1. James Webb teleskopu, Güneş-Dünya sisteminin Lagrange L2 noktasındaki halo yörüngesine yerleştirilmelidir. Ve uzayda hava soğuk. Burada, uzayın soğuk sıcaklıklarına dayanma yeteneğini incelemek için 30 Mart 2012'de gerçekleştirilen testler gösterilmektedir. (Fotoğraf: Chris Gunn | NASA):
2. James Webb, 6,5 metre çapında ve 25 m² toplama yüzey alanına sahip kompozit bir aynaya sahip olacak. Bu çok mu yoksa az mı? (Fotoğraf: Chris Gunn):
3. Hubble ile karşılaştırın. Hubble (solda) ve Webb (sağda) aynı ölçekte aynalar:
4. Austin, Teksas'taki James Webb Uzay Teleskobu'nun tam ölçekli modeli, 8 Mart 2013. (Fotoğraf: Chris Gunn):
5. Teleskop projesi, NASA liderliğinde, Avrupa ve Kanada Uzay Ajanslarının önemli katkılarıyla 17 ülkenin katıldığı uluslararası bir işbirliğidir. (Fotoğraf: Chris Gunn):
6. Başlangıçta lansman 2007 için planlanmıştı ancak daha sonra 2014 ve 2015'e ertelendi. Ancak aynanın ilk parçası teleskopa ancak 2015'in sonunda takıldı ve ana kompozit ayna ise Şubat 2016'ya kadar tam olarak monte edilmedi. (Fotoğraf: Chris Gunn):
7. Teleskobun duyarlılığı ve çözünürlüğü, nesnelerden gelen ışığı toplayan ayna alanının büyüklüğüyle doğrudan ilişkilidir. Bilim adamları ve mühendisler, en uzak galaksilerden gelen ışığın ölçülebilmesi için birincil aynanın minimum çapının 6,5 metre olması gerektiğini belirlediler.
Hubble teleskobununkine benzer fakat daha büyük bir ayna yapmak kabul edilemezdi, çünkü kütlesi teleskobu uzaya fırlatamayacak kadar büyük olurdu. Bilim insanları ve mühendislerden oluşan ekibin, yeni aynanın birim alan başına Hubble teleskop aynasının kütlesinin 1/10'una sahip olmasını sağlayacak bir çözüm bulması gerekiyordu. (Fotoğraf: Chris Gunn):
8. Sadece burada değil, her şey ilk tahminden daha pahalı hale geliyor. Böylece James Webb teleskopunun maliyeti orijinal tahminleri en az 4 kat aştı. Teleskopun maliyetinin 1,6 milyar dolar olması ve 2011 yılında fırlatılması planlanıyordu ancak yeni tahminlere göre fırlatma 2018'den önce gerçekleşmeyeceği için maliyetin 6,8 milyar dolar olabileceği belirtiliyor. (Fotoğraf: Chris Gunn):
9. Bu bir yakın kızılötesi spektrograftır. Hem incelenen nesnelerin fiziksel özellikleri (örneğin sıcaklık ve kütle) hem de kimyasal bileşimleri hakkında bilgi sağlayacak bir dizi kaynağı analiz edecektir. (Fotoğraf: Chris Gunn):
Teleskop, 12 AU'dan daha uzakta bulunan, yüzey sıcaklığı 300 K'ye kadar (bu neredeyse Dünya yüzeyinin sıcaklığına eşittir) nispeten soğuk dış gezegenleri tespit etmeyi mümkün kılacaktır. yani yıldızlarından ve Dünya'dan 15 ışıkyılı kadar uzakta. Güneş'e en yakın iki düzineden fazla yıldız, ayrıntılı gözlem bölgesine düşecek. James Webb sayesinde dış gezegen biliminde gerçek bir atılım bekleniyor - teleskobun yetenekleri yalnızca dış gezegenleri değil, aynı zamanda bu gezegenlerin uydularını ve spektral çizgilerini bile tespit etmek için yeterli olacak.
11. Mühendisler odada test yapıyor. teleskop kaldırma sistemi, 9 Eylül 2014. (Fotoğraf: Chris Gunn):
12. Ayna araştırması, 29 Eylül 2014. Segmentlerin altıgen şekli tesadüfen seçilmemiştir. Yüksek doldurma faktörüne ve altıncı dereceden simetriye sahiptir. Yüksek doldurma faktörü, segmentlerin boşluk olmadan birbirine uyduğu anlamına gelir. Simetri sayesinde 18 ayna segmenti, her birinde segment ayarları aynı olan üç gruba ayrılabilir. Son olarak, ışığın dedektörlere mümkün olduğunca kompakt bir şekilde odaklanmasını sağlamak için aynanın daireye yakın bir şekle sahip olması arzu edilir. Örneğin oval bir ayna uzun bir görüntü üretirken, kare bir ayna merkezi alandan çok fazla ışık gönderir. (Fotoğraf: Chris Gunn):
13. Aynanın karbondioksitli kuru buzla temizlenmesi. Burada kimse paçavralarla ovuşturmuyor. (Fotoğraf: Chris Gunn):
14. A Odası, James Webb Teleskobu'nun testleri sırasında dış uzayı simüle edecek dev bir vakum test odasıdır, 20 Mayıs 2015. (Fotoğraf: Chris Gunn):
17. Aynanın 18 altıgen parçasının her birinin boyutu bir kenardan diğerine 1,32 metredir. (Fotoğraf: Chris Gunn):
18. Aynanın her bir segmentteki kütlesi 20 kg, birleştirilmiş tüm segmentin kütlesi ise 40 kg'dır. (Fotoğraf: Chris Gunn):
19. James Webb teleskopunun aynası için özel bir tür berilyum kullanılmaktadır. İnce bir tozdur. Toz paslanmaz çelik bir kaba konur ve düz bir şekil verecek şekilde preslenir. Çelik kap çıkarıldıktan sonra berilyum parçası ikiye bölünerek yaklaşık 1,3 metre çapında iki ayna boşluğu elde ediliyor. Her ayna boşluğu bir segment oluşturmak için kullanılır. (Fotoğraf: Chris Gunn):
20. Daha sonra her aynanın yüzeyi, hesaplanana yakın bir şekil verecek şekilde taşlanır. Bundan sonra ayna dikkatlice düzeltilir ve cilalanır. Bu işlem ayna segmentinin şekli ideale yakın olana kadar tekrarlanır. Daha sonra segment -240 °C sıcaklığa soğutulur ve segmentin boyutları bir lazer interferometre kullanılarak ölçülür. Daha sonra alınan bilgiler dikkate alınarak ayna son cilalamaya tabi tutulur. (Fotoğraf: Chris Gunn):
21. Segment işlendikten sonra aynanın ön tarafı, 0,6-29 mikron aralığındaki kızılötesi radyasyonu daha iyi yansıtmak için ince bir altın tabakasıyla kaplanır ve tamamlanan segment, kriyojenik sıcaklıklarda yeniden test edilir. (Fotoğraf: Chris Gunn):
22. Kasım 2016'da teleskop üzerinde çalışın. (Fotoğraf: Chris Gunn):
23. NASA, James Webb Uzay Teleskobu'nun montajını 2016 yılında tamamlayarak test etmeye başladı. Bu 5 Mart 2017 tarihli bir fotoğraf. Uzun pozlamalarda teknikler hayalet gibi görünüyor. (Fotoğraf: Chris Gunn):
26. Uzayın simüle edildiği 14. fotoğraftaki aynı A odasının kapısı. (Fotoğraf: Chris Gunn):
28. Mevcut planlar, teleskobun 2019 baharında Ariane 5 roketiyle fırlatılmasını öngörüyor. Bilim adamlarının yeni teleskoptan ne öğrenmeyi bekledikleri sorulduğunda proje lideri bilim insanı John Mather, "Umarım kimsenin hakkında hiçbir şey bilmediği bir şey bulacağız" dedi. GÜNCELLEME. James Webb Teleskobu'nun fırlatılışı 2020'ye ertelendi.(Fotoğraf: Chris Gunn).
İnsan her zaman evrenin gizemlerine ilgi duymuştur. Evrenimiz ne zaman ortaya çıktı? Ne kadar önce? Dünya'ya benzeyen başka gezegenler var mı? Çok sayıda soru var ve gökbilimciler, aletlerinin yardımıyla uzayda her zaman daha fazlasını, daha uzağı ve daha net görmeye çalıştılar.
Gezegenimizin yüzeyinden gözlem yapmak genellikle oldukça uygundur. Sadece çeşitli emisyonlarla kirlenmeyen bir atmosfere sahip bir yer seçmeniz gerekiyor. Teleskop merceği mevcut teknolojinin izin verdiği ölçüde büyük yapılabilir. Geriye kalan tek şey, sonuçları gözlemleme ve kaydetme sürecini otomatikleştirmektir. Ve öyle görünüyor ki, dünyanın tüm sırlarını öğrenmeye hazırlanın. Ancak araştırmacılar, uzaydan gelen kızılötesi ve ultraviyole radyasyonun dünya atmosferi tarafından emilmesiyle ilgili büyük bir sorunla karşı karşıyadır. Bu arada, insan gözüyle görülmeyen bu dalga aralığı, meydana gelen süreçlerin özünü anlamaya yardımcı olan büyük miktarda bilgi içerir.
Lyman Spitzer
Görüntüsü dünya atmosferi tarafından bozulmaya maruz kalmayan bir gözlem cihazı oluşturma fikri ilk olarak 1923 yılında Hermann Oberth tarafından ortaya atıldı. O zamanlar bu tür beklentiler gelecekte çok uzak görünüyordu. Bununla birlikte, 1946'da astrofizikçi Lyman Spitzer'in çalışmasında dünya dışı bir gözlemevinin işleyişinin temel ilkeleri formüle edildi. Ana çalışma elemanı olarak, geleneksel karasal teleskoplarda olduğu gibi bir mercek sistemi değil, yüzeyinden çıkan radyasyon akışlarını toplayacak devasa bir ayna kullanılması önerildi. Bu durumda, gözlemin doğruluğu, dünya atmosferinin türbülanslı akışlarının neden olduğu herhangi bir bozulma olmaksızın yalnızca ayna yüzeyinin düzgünlüğünden etkilenecektir. Ve elbette böyle bir teleskop tüm ilgi alanlarında çalışabilir.
Fikrin ortaya çıkışından hayata geçirilmesine kadar geçen süre 40 yıldan fazlaydı. Sonuçta, öncelikle teleskopu alçak Dünya yörüngesine fırlatma prosedürünü ayrıntılı olarak çözmek gerekiyordu ve aynanın yüzeyinin büyük bir hassasiyetle cilalanmasını mümkün kılan araçlar yalnızca geçen yüzyılın 60'larında ortaya çıktı.
Amerikan şirketi NASA, büyük uzay teleskopları oluşturma alanında haklı olarak öncü olarak kabul ediliyor. 1962'den beri evrensel gözetim ekipmanlarının oluşturulmasıyla yakından ilgilenmektedir. İlk yörüngesel astronomik gözlemevleri (OAO) oldukça hantaldı ve biriken bilgilerin iletilmesi için kontrol merkezi ile istikrarlı iletişim kanallarına sahip değildi. Ancak bu kusurlu teknik bile bir takım bilimsel keşiflerin yapılmasını mümkün kıldı. Örneğin Güneş'in ultraviyole spektrogramı ilk kez fotoğraflandı ve incelendi.
Hubble Teleskobu
Bir sonraki adım, uzak galaksileri ve gezegenleri incelemek için kullanılabilecek büyük aynalı bir teleskop geliştirmekti. İnşaatı yaklaşık 15 yıl sürdü ve maliyeti o kadar yüksekti ki NASA, yardım için Avrupa Uzay Ajansı'na başvurmak zorunda kaldı. Sonuç olarak, yalnızca 1990 yılında yörüngeye fırlatıldı. Teleskop, genişleyen Evren kavramını geliştiren Amerikalı bilim adamı Edwin Hubble'ın adını almıştır.
Yeni uzay teleskopunun ilk sonuçları tek kelimeyle çarpıcıydı. Uzak gezegenlerin herhangi bir bozulma olmadan net bir görüntüsünün elde edilmesini mümkün kılan, daha önce imkansız olan çözünürlük, bilim camiasında gerçek bir sansasyon yarattı. Hubble'ın yardımıyla Shoemaker-Levy kuyruklu yıldızının Jüpiter ile çarpışma sürecini ayrıntılı olarak incelemek, Plüton'un yüzeyinin net görüntülerini elde etmek ve güneş sisteminin dışında bulunan daha önce bilinmeyen gezegenleri keşfetmek mümkün oldu.
2010 yılında Hubble teleskopu tarafından fotoğraflanan Carina Bulutsusu'nun bir parçası
Hubble Uzay Teleskobu'nun ömrü 2014'te sona eriyor. NASA ve Avrupa Uzay Ajansı tarafından yapımı tüm hızıyla devam eden yeni bir cihazla değiştirilmelidir. Rus bilim adamları da geliştirmeye katılıyor. Yeni teleskopun, dünyamızın kökeni teorisinin araştırılmasına büyük katkı sağlayan yetenekli Amerikalı bilim adamı James Webb'in adını alması planlanıyor.
Yeni teleskobun aynasının çapı 6,5 metre (Hubble'ınki ise 2,5 metre). Güneş ışınımından korumak için, ölçüm sensörlerinden aşırı ısıyı uzaklaştırmak amacıyla devasa bir yansıtıcı ekranın yerleştirilmesi planlanıyor. Teleskop, en uzak yıldızların radyasyonunu yakalayarak evrenin daha da derinlerine bakabilecek. Bu nedenle onu yörüngeye yerleştirmenin asıl amacının galaksimiz dışındaki gezegen sistemleriyle ilgili bir dizi gözlem yapmak, onların fizikokimyasal parametrelerini incelemek ve üzerlerinde organik yaşamın var olma olasılığını belirlemek olması tesadüf değildir. Bilim insanları yeni bir teleskopun yardımıyla evrende yalnız olmadığımızı kanıtlamaya çalışacaklar.