Opis tehničkih svojstava
Više o Svemirskom teleskopu Hubble: Overwiev
Lansiran 25. travnja 1990. g, u 12:33:51 UT
Masa u orbiti: 11 600 kg
Nominalna snaga: 3000 W
Svemirski teleskop Hubble (STH) je 2,4 metarski teleskop-reflektor, kojega je u nisku orbitu oko Zemlje (600 km), 25. travnja 1990. g. postavila posada space shuttle-a Discovery (STS-31).
Svemirski teleskop Hubble je program suradnje između Europske svemirske agencije (European Space Agency - ESA) i Nacionalne uprave za aeronautiku i svemir (National Aeronautics and Space Administration - NASA), s ciljem održavanja dugovječne svemirske zvjezdarnice, na korist cjelokupne međunarodne astronomske zajednice. STH je opservatorij o kojemu se sanjalo još četrdesetih, koji je projektiran i izgrađen sedamdesetih i osamdesetih, a koji je s radom počeo tek u devedesetim godinama prošlog stoljeća. Od samih uvodnih zamisli, STH je zamišljen kao drugačija vrsta misije za NASA-u - kao dugotrajni opservatorij smješten u svemirski prostor. Kako bi ostvarila taj cilj i zaštitila svemirsku letjelicu od kvarova opreme i uređaja na njoj, NASA je otpočetka namjeravala obavljati redovite servisne misije. (Hubble ima stoga posebne držače, 76 rukohvata, te je stabiliziran po sve tri osi.)
Odgovornost za upravljanje i koordinaciju znanstvenih operacija Svemirskog teleskopa Hubble je na Znanstvenom institutu za Svemirski teleskop (Space Telescope Science Institute - STScI), pri Sveučilištu Johns Hopkins u Homewoodu, u Baltimoreu. STScI vodi za NASA-u Udruga sveučilištâ za istraživanja u astronomiji (Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. - AURA).
STH-ov sadašnji postav znanstvenih instrumenata uključuje tri kamere, jedan spektrograf i senzore za fino navođenje (ranije korištene za astrometrijska promatranja). Kako je STH smješten iznad Zemljine atmosfere, ti znanstveni instrumenti mogu proizvesti snimke astronomskih objekata visoke razlučivosti. Teleskopi na tlu rijetko mogu dati rezoluciju veću od 1 lučne sekunde, osim nakratko, pod osobito povoljnim uvjetima promatranja. Rezolucija STH je oko 10 puta veća - tj, ona iznosi 0,1 lučnu sekundu.
Kako je isprva bilo planirano (1979. g.), Veliki svemirski teleskop je trebao svakih pet godina biti vraćan na Zemlju, obnavljan i ponovo lansiran u orbitu, uz dodatne orbitalne popravke svake 2,5 godine. Vijek uređaja i uvjeti pouzdanosti temeljili su se na tom 2,5-godišnjem razdoblju između servisnih misija. 1985. g, zbog moguće kontaminacije i strukturalnih oštećenja koja bi mogla nastati tijekom povratka na Zemlju u teretnom prostoru shuttlea, zamisao o vraćanju na površinu bila je izbačena iz programa. NASA je zaključila da bi servisiranje u orbiti moglo biti dovoljno za održavanje STH-a kroz 15 godina koliko je bilo predviđeno da potraje njegov radni vijek. Prihvaćen je plan servisiranja jednom u tri godine. Dvije servisne misije, u prosincu 1993. g. i u veljači 1997. g, predstavljale su ogroman uspjeh. Buduće takve misije u planu su za sredinu 1999. g. i sredinu 2002. g. (Prva od te dvije misije obavljena je krajem 1999. g, a druga, i zasad posljednja, početkom 2002. g. Prim. prev.)
Prvih pet godina nakon lansiranja SHT, 1990. g, bile su vrlo značajne, budući je otkrivena sferna aberacija zrcala, što je iziskivalo odgovarajuće praktično rješenje. Misija STS-61 (Endeavour), u prosincu 1993, u potpunosti je otklonila učinke sferne aberacije i obnovila cjelokupnu djelotvornost STH.
Posljednja servisna misija (koja je, zapravo, drugi dio nedovršene treće misije), planirana je za 2002. g. Nakon toga, STH više neće biti popravljan niti poboljšavan, no svejedno, očekuje se da bi mogao uspješno obavljati svoje zadaće do, barem, 2010. g. U međuvremenu bi mu se trebali pridružiti i drugi svemirski opservatoriji, namijenjeni promatranju u rendgenskom području, u infracrvenom području, namijenjeni interferometrijskim istraživanjima i drugi. Među njima se posebno ističe "Next Generation Space Telescope" (NGST), nasljednik Hubblea, koji bi trebao biti lansiran 2007. g. - ta bi dva uređaja, dakle, neko vrijeme trebala djelovati zajedno, međusobno se nadopunjavajući. (Postoje izgledi da bude obavljena još jedna servisna misija, unatoč brojnim problemima s kojima je suočena NASA. Ovaj donekle zastarjeli tekst napisan je prije uspješnog lansiranja Rendgenskog opservatorija Chandra (1999.) i (infracrvenog) Svemirskog teleskopa Spitzer (2003.). Nažalost, do lansiranja Hubbleovog "nasljednika" neće doći prije 2011. g. Taj moćni infracrveni teleskop dobio je ime James Webb. Prim. prev.) (Sada (lipanj 2009.) je već zastario i prethodni komentar. Peta servisna misija je uistinu obavljena i Hubble bi trebao djelovati još barem do 2014. g. Teleskop James Webb neće biti lansiran prije 2018. g. Prim. prev.)
Način rada i promatranja
Premda je STH djelatan 24 sata dnevno, on ne provodi svo vrijeme promatrajući. Svaka njegova orbita traje 95 minuta, pri čemu jedan dio vremena otpada na opserviranje, a dio na "održavanje domaćinstva". Ove potonje funkcije uključuju okretanje teleskopa kako bi se naciljala nova meta ili izbjeglo Sunce ili Mjesec, kako bi se izmijenile komunikacijske antene i režimi prijenosa podataka, kako bi se primile zapovijedi sa Zemlje ili na nju poslali podaci, kako bi se izvršilo kalibriranje ili neka slična aktivnost.
Kada STScI dovrši svoj glavni plan promatranja, raspored se proslijeđuje Goddardovom centru za upravljanje Svemirskim teleskopom (Goddard's Space Telescope Operation Control Centar - STOCC), gdje se znanstveni i "kućanski" planovi stapaju u detaljan raspored djelovanja. Svaki događaj tada bude preveden u niz zapovijedi koje se šalju računalu u letjelici. Računalo prima nove pakete zapovijedi nekoliko puta dnevno, kako bi teleskop bio djelotvorniji.
Kada god je to moguće, istovremeno se koriste dva znanstvena instrumenta, za promatranje susjednih područja na nebu. Na primjer, dok je spektrograf fokusiran na izabranu zvijezdu ili maglicu, WFPC (čita se "wiff-pik" - uif-pik) može snimati predjel neba malo izmaknut od glavne mete promatranja. Tijekom opservacije, Senzori za fino navođenje (Fine Guidance Sensors - FGS) prate svoje zvijezde vodilje, kako bi teleskop bio stalno usmjeren na pravu metu.
Želi li neki astronom biti nazočan tijekom promatranja, na STScI-u i STOCC-u postoje konzole gdje se na monitorima prikazuju slike i drugi podaci u trenutku samog opserviranja. S tih mjesta moguće je uputiti i neke ograničene zapovijedi vezane za ciljanje ili izmjenu filtera, ako je program promatranja bio unaprijed predviđen za takvo što, no neposredna kontrola nije moguća.
Tehnički i znanstveni podaci s STH, upravo kao i zapovijedi sa Zemlje, prenose se putem sustava relejnih satelita (Tracking Data Relay Satellite - TDRS) i pridružene mu zemaljske postaje u White Sands, u New Mexicu. U računalo u letjelici može biti pohranjeno do 24 sata komandi (Nakon servisne misije 1999. g, kapacitet Hubbleovog kompjutera drastično je povećan. Prim. prev.)
Podaci s STH mogu biti poslani do zemaljske postaje odmah ili mogu biti spremljeni na vrpcu i poslani kasnije.
Promatrač na tlu može na brzinu analizirati "sirove slike" i ostale podatke već za nekoliko minuta. U roku 24 sata, GSFC oblikuje podatke za isporuku STScI-u. STScI je odgovoran za obradu tih podataka (kalibraciju, uređivanje, distribuciju i održavanje podataka stavljenih na uvid znanstvenoj zajednici.)
Postoji velika konkurencija kada je posrijedi promatračko vrijeme STH. Tek jedan od deset prijedloga bude prihvaćen. Ovaj jedinstveni svemirski opservatorij vođen je kao međunarodni istraživački centar, kao sredstvo kojim se služe astronomi diljem svijeta.
Znanstveni instrumenti
Više o Hubbleovim instrumentima: Instruments
Instrumenti koji su trenutno u uporabi
------------------------------------------------
"Space Telescope Imaging Spectrograph" (STIS)
Spektrograf rasipa svjetlost prikupljenu teleskopom, tako da ona može biti analizirana kako bi se proučila svojstva nebeskih objekata, kao što su kemijski sastav i količina pojedinih tvari, temperatura, brzina udaljavanja ili približavanja, brzina vrtnje i magnetska polja. STIS može proučavati takve objekte kroz spektralni opseg od ultraljubičastog područja (115 nm), do crvene i blisko-infracrvene svjetlosti (1000 nm). STIS koristi tri detektora: cezij jodidnu fotokatodu "Multi Anode Michrochannel Array" (MAMA), za područje između 115 do 170 nm, cezij teluridnu MAMA-u, za područje između 165 i 310 nm, te "Charge Coupled Device" (CCD), za područja od 305 do 1000 nm. Sva tri detektora imaju format 1024 X 1024 piksela. Vidno polje za svaku MAMA-u jest 25 X 25 lučnih sekunda, dok je vidno polje CCD-a 50 X 50 lučnih sekunda.
Najvažnija prednost STIS-a jest njegova sposobnost dvodimenzionalne, umjesto jednodimenzionalne spektroskopije. Na primjer, moguće je istovremeno bilježiti spektre s više lokacija u nekoj galaktici, umjesto da se lokacije promatraju jedna po jedna. STIS usto može u datom trenutku bilježiti i šire područje valnih duljina u spektru neke zvijezde. Kao ishod toga, STIS je puno djelotvorniji pri prikupljanju znanstvenih podataka negoli prijašnji spektrografi na STH. (STIS je već duže vremena neaktivan zbog kvara u jednom pomoćnom sustavu. Sam spektrograf je još uvijek ispravan.) (Kvar u napajanju STIS-a je otklonjen tijekom posljednjeg servisa, u svibnju 2009. g. Prim. prev.)
"Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer" (NICMOS)
NICMOS je uređaj koji na STH vrši snimanje u infracrvenom području, te spektroskopska promatranja astronomskih ciljeva. NICMOS uočava svjetlost u valnom području između 0,8 i 2,5 µ - što je dulje od onoga što vidi ljudsko oko.
Osjetljivi HgCdTe uređaji od kojih se sastoje infracrveni detektori u NICMOS-u, moraju, kako bi pravilno djelovali, biti održavani na niskim temperaturama. NICMOS svoje detektore održava hladnima unutar jednog kriogeničkog "dewara" (toplinski izolirane posude jako slične termos-boci (nazvane po izumitelju, Sir Jamesu Dewaru. - Prim. prev.)) u kojoj se nalazi dušični led. Taj "dewar" hladi detektore godinama, puno duže negoli ijedno drugo sredstvo dosad rabljeno u svemiru za tu svrhu. NICMOS je prvi kriogenički instrument na STH. (Nakon što je 1999. g. izgubljen dušični led koji je hladio NICMOS, kamera je bila isključena. Tijekom servisne misije 3b, u ožujku 2002. g, umjesto dušičnog rashladnog sustava, ugrađen je novi, eksperimentalni, s neonom kao rashladnim tijelom (na slici gore).)
"Wide Field Camera 3" (WFC3)
WFC3 (Širokopoljna kamera 3) je instrument četvrtog naraštaja koji je ugrađen tijekom servisne misije 2009. g. Opremljena prvorazrednim detektorima i optikom, WFC3 će proizvoditi slike širokog vidnog kuta, uz kontinuiranu pokrivenost spektra, od ultraljubičastog do infracrvenog područja. Time će se dramatično povećati Hubbleova pretraživačka moć i njegove mogućnosti provođenja višebojnih znanstvenih opservacija.
WFC3 ima dva kanala: UVIS, koji djeluje u ultraljubičastom, vidljivom i infracrvenom području (od 200 do 1000 nm), te IC kanal, koji je namijenjen promatranju isključivo u infracrvenom području (900 do 1700 nm). Ta su dva kanala zamišljena tako da nadopunjavaju rezultate ACS-e. Kanal UVIS će imati najšire vidno polje i najveću osjetljivost koju je imala bilo koja od STH-ovih ultraljubičastih kamera. To je bilo moguće postići zahvaljujući stalnim poboljšanjima CCD-a namijenjenih uporabi u astronomiji. IC kanal u WFC3 predstavlja veliki napredak u odnosu na mogućnosti NICMOS-a, prvenstveno zahvaljujući dostupnosti puno većih detektora: onaj u WFC3/IR ima 1 megapiksel, dok onaj u NICMOS-u ima 0,06 megapiksela. Suvremeni detektori za infracrveno područje su usto u zadnjih deset godina znatno uznapredovali, u pogledu građe i načina na koji ih se izrađuje.
"Cosmic Origins Spectrograph" (COS)
COS (čije se ime može slobodno prevesti s približno "Spektrograf za istraživanje nastanka svemira") je također instrument četvrtog naraštaja koji je ugrađen u Svemirski teleskop Hubble (STH), tijekom servisne misije 2009. g. On je konstruiran tako da može obavljati spektroskopska promatranja srednje i niske razlučivosti, uz visoku osjetljivost u području od 115 do 320 nm. COS će značajno poboljšati spektroskopske mogućnosti STH-a u ultraljubičastim valnim duljinama, te će astronomima pružiti dosad neviđenu priliku za promatranje blijedih izvora u ultraljubičastom svjetlu. Glavni znanstveni ciljevi COS-a su proučavanje porijekla velikih struktura u svemiru, nastanak i razvoj galaktika, rađanje zvijezda i planetnih sustava, te svojstva hladnog međuzvjezdanog medija.
COS postiže svoju iznimnu osjetljivost naprednim detektorima i tehnikama proizvodnje optičkih komponenti. U ultraljubičastim valnim duljinama čak ni najbolja zrcala ne odraze svo svjetlo koje padne na njih. Raniji spektrografi su trebali više (5 ili više) refleksija od različitih površina kako bi na detektoru bio prikazan spektar. Značajan dio poboljšanja COS-a u pogledu osjetljivosti, posljedica je optičkog dizajna koji zahtijeva samo jedno održavanje svjetla unutar instrumenta, što smanjuje gubitak usljed nesavršene refleksije. Ta je konstrukcija bila moguća samo uz uporabu naprednih tehnika proizvodnje, koje nisu postojale kada su raniji STH-ovi spektrografi bili konstruirani.
COS ima kanale za blisko i daleko ultraljubičasto zračenje, koji koriste različite detektore: dvije ploče ("Cross-Delay Line Microchannel Plates") od 16384x1024 postavljene jedna pored druge za daleke ultraljubičaste zrake (115 do 205 nm), te jednu MAMA-u od cezij telurida, od 1024 x1024 piksela, za bliske ultraljubičaste zrake (170 do 320 nm). Prvi je detektor sličan onima koji su korišteni u svemirskoj letjelici FUSE, te se koriste napretkom tehnologije ostvarenim u zadnjih deset godina. Drugi detektor je pričuvni detektor napravljen za STIS.
"Advanced Camera for Surveys" (ACS)
ACS (gore), ili Napredna kamera za istraživanja, ugrađena je u Svemirski teleskop Hubble tijekom servisne misije 3b, u ožujku 2002. g, umjesto uređaja FOC (vidi niže!). Ta je kamera preuzela od WFPC2 ulogu glavnog znanstvenog instrumenta na Hubbleu. Ona pripada trećem naraštaju STH-ovih instrumenta, a djeluje u tri režima: širokopoljnom (WPC - pokriva 202X202 lučne sekunde, u rasponu valnih duljina od 370 do 1100 nm, s razlučivošću od 0,05 lučnih sekunda po pikselu), visokorazlučivom (HRC - 26X29'', 200-1100 nm, 0,027''/pikselu) i tzv. "Solar Blind Channelu" (SBC - 31X35'', 115-170 nm, 0,032''/pikselu). Vidno polje ACS-e je dvostruko veće od onog u WFPC2, a brzina prikupljanja podataka deseterostruka je!
U siječnju 2007. g, kratki spoj u elektronici kamere onesposobio je dva od tri njena "kanala". Trenutno je djelatan jedno "Solar Blind Channel", tj. ultraljubičasta kamera. Nema planova za zamjenu ili popravak ACS-e. (Ipak, tijekom posljednje servisne misije, obavljene u svibnju 2009. g, ACS je djelomično popravljena, zahvatom bez presedana. Pri tom je obnovljen njen širokopoljni kanal, najznačaniji kada su posrijedi znanstvena istraživanja. Prim. prev.)
Ranije korišteni instrumenti
-----------------------------------
"Wide Field / Planetary Camera 2" (WFPC2)
Prvotna WFPC1 zamijenjena je s WFPC2, tijekom misije STS-61, u prosincu 1993. WFPC2 je bila rezervni instrument, razvijen u Laboratoriju za mlazni pogon (Jet Propulsion Laboratory - JPL), u Pasadeni, u Kaliforniji.
WFPC2 su zapravo četiri kamere. Prijenosna zrcala u WFPC2 sferno su aberirana kako bi se ispravila sferna aberacija primarnog zrcala opservatorija. (Primarno zrcalo STH-a dva je mikrona previše ravno na rubovima, te je stoga korektivna optika u WFPC2 jednako toliko ispupčena.) "Srce" WFPC2 sadrži tri širokokutna senzora oblika slova L i jednu manju ("planetary") kameru visoke razlučivosti, uguranu u preostali kut četvorine. (WFPC2 je nakon više od 15 godina rada izvađena iz Hubblea i vraćena na Zemlju. Umjesto nje, astronauti su instalirali WFC3. Prim. prev.)
"High Speed Photometer" (HSP)
HSP je trebao mjeriti sjaj i polarizaciju svjetla promjenjivih nebeskih izvora. Mogao je promatrati u ultraljubičastoj, vidljivoj i bliskoinfracrvenoj svjetlosti, te u najpovoljnijim situacijama obavljati po jedno mjerenje svakih 10 mikrosekunda. Njegova napredna izvedba omogućavala mu je promatranje kroz različite filtere i otvore, premda nije imao pomičnih dijelova.
HSP je lansiran zajedno s Hubbleom, ali nije mogao biti uspješno korišten zbog optičkih problema sa zrcalom teleskopa. Tijekom prve servisne misije, u prosincu 1993. g, zamijenjen je COSTAR-om, koji je ispravljao taj problem za ostale instrumente.
"Faint Object Spectrograph" (FOS)
FOS je istraživao objekte slabijeg sjaja negoli HRS, a baratao je i širim spektralnim rasponom - od ultraljubičastog područja (115 nm), do blisko-infracrvenog (800 nm).
FOS je koristio dva "Digicon" senzora (pojačivača svjetla) s 512 elemenata. "Plava" cijev bila je osjetljiva između 115 i 550 nm (ultraljubičasto do žutog). "Crvena" je cijev bila osjetljiva od 180 do 800 nm (duže ultraljubičasto do crvenog). Svjetlost je mogla ući u FOS kroz bilo koji od 11 različitih otvora, s od 0,1 do 1 lučne sekunde u promjeru. Bila su tu i dva uređaja za okultiranje, kako bi se svjetlo iz središta objekta zaustavilo, istovremeno dopuštajući svjetlu oko središta da nesmetano prođe. Time je bila omogućena analiza plinskih ljuski oko crvenih divova ili blijedih galaktika oko kvazara.
Fos je imao dva režima rada - režim niske i režim visoke rezolucije. Niska rezolucija je značila dostizanje 26. magnitude u sat vremena, uz moć razlučivanja od 250. Pri visokoj rezoluciji, FOS je mogao za sat vremena dostići tek 22. magnitudu (prije negoli je odnos signal/šum postao problemom), ali je razlučna moć narastala do 1300.
"Goddard High Resolution Spectrograph" (HRS Goddard)
Razlika između HRS-a i FOS-a bila je u tome što je HRS spektroskopiju vršio isključivo u ultraljubičastom području, pri čemu je sposobnost opažanja izuzetno tamnih objekata zamijenjena za detaljnost u prikazu spektralnih podataka. Poput FOS-a, i HRS je koristio 512-kanalne Digicon elektronske svjetlosne detektore, ali su oni na HRS-u bili namjerno učinjeni slijepima za vidljivu svjetlost. Jedna cijev bila je osjetljiva u području između 105 do 170 nm, dok je druga opažala između 115 i 320 nm.
HRS je usto imao tri režima razlučivosti: niski, srednji i visoki. "Niska rezolucija" je za HRS 2000 - što je bilo više od najbolje rezolucije koju je mogao pružiti FOS. Ispitujući neku pojavu pri 120 nm, HRS je mogao uočiti pojedinost od 0,06 nm i istražiti objekte sve do 19. magnitude. Pri srednjoj rezoluciji od 20 000, na istom bi objektu bile uočene pojedinosti do 0,006 nm, ali bi on morao biti svjetliji od 16. magnitude. Visoka rezolucija iznosila je 100 000: pri 120 nm, to je značilo razlučivost od 0,0012 nm. No, sjaj objekta je morao biti ne manji od 14. magnitude. HRS je usto mogao zamijetiti promjenu u sjaju objekta koja se zbila u vremenu od samo jedne desetinke sekunde.
"Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement" (COSTAR)
COSTAR nije znanstveni instrument: riječ je o korektivnom optičkom paketu koji je tijekom prve servisne misije zamijenio "High Speed Photometar". COSTAR je načinjen da optički ispravlja učinke aberacije primarnog zrcala na "Faint Object Camera"-u (FOC). Svi ostali instrumenti, instalirani nakon postavljanja STH u orbitu, imaju ugrađenu vlastitu korektivnu optiku. Kada FOC bude zamijenjena drugim instrumentom, COSTAR više neće biti potreban. (FOC je u međuvremenu zamijenjena i COSTAR neko vrijeme nije imao nikakvu ulogu na Hubbleu. Godine 2009, tijekom poslejdnje servisne misije, COSTAR je izvađen iz Hubblea i vraćen na Zemlju. Na njegovo je mjesto ugrađen COS. Prim. prev.)
"Faint Object Camera" (FOC)
FOC-u je izradila ESA. Postojala su dva detektorska sustava na FOC-i. Svaki od njih koristio je cijev za pojačavanje slike: slika koju je ona stvarala na fosfornom zaslonu, bila je 100 000 puta sjajnija od primljenog svjetla. Tu fosfornu sliku potom je skenirala osjetljiva televizijska kamera sa silicijem bombardiranim elektronima ("electron-bombarded silicon" - EBS). Ovaj je sustav bio toliko osjetljiv da je objekte sjajnije od 21. magnitude bilo potrebno zatamniti filterskim sustavom kamere kako se detektori ne bi prezasitili. Čak ni korištenjem filtera kojima je raspolagala, kamera nije mogla snimati objekte sjajnije od 20. magnitude.
FOC je nudila tri različita fokalna odnosa: f/48, f/96 i f/288, na standardnom formatu televizijske slike. f/48 slike su imale 22 X 22 lučnih sekunda, uz rezoluciju (veličinu piksela) od 0,043 lučne sekunde. f/96 režim je davao slike od 11 X 11 lučnih sekunda i rezoluciju od 0,022 sekunda. f/288 je imao polje od 3,6 X 3,6 sekunda, uz rezoluciju sve do 0,0072 lučnih sekunda.
Lansiranje i servisne misije
Više o servisnim misijama: Servicing Missions
STS-31
Discovery
24-29. travnja 1990.
Posada: Loren J. Shriver (z), Charles F. Bolden (p), Steven A. Hawley, Bruce McCandless II, Kathryn D. Sullivan (sm)
Shuttle je sletio u bazu Edwards, u Kaliforniji.
Značenje kratica: z - zapovjednik, p-pilot, sm-specijalisti misije.
Iako je posada obavila desetak zadaća, njena primarna misija bila je upravo postavljanje Svemirskog teleskopa Hubble na 610 km visoku orbitu oko Zemlje.
STS-61
Endeavour
2-13. prosinca 1993.
Posada: Richard O. Covey (z), Kenneth D. Bowersox (p), F. Story Musgrave (zkt), Jeffrey A. Hoffman , Kathryn C. Thornton , Tom Akers , Claude Nicollier (sm)
Rekordno trajanje "svemirskih šetnji".
Značenje kratica: zkt - zapovjednik za korisni teret
Posada je obavila čak pet "šetnji", u ukupnom trajanju od 35 sati i 28 minuta. Zbog opsega i složenosti zadaća, ova misije je jedna od najtežih, ali i najuspješnijih ikada obavljenih.
U prvoj "šetnji", samo su zamijenjeni neki manji dijelovi, ali već u drugoj trebalo je zamijeniti solarne panele teleskopa. Kako se jedan od starih panela nije htio sklopiti, trebalo ga je "ispaliti" s letjelice. Postavljanje novih panela prošlo je bez poteškoća. U okviru treće "šetnje", postavljena je WFPC2 (umjesto planirana 4 sata, zahvat je trajao 40 min), te dva nova magnetometra. U četvrtoj "šetnji", instaliran je COSTAR, a računalu je dodan i koprocesor. Posljednja "šetnja" pridodala je Hubbleu još neke manje uređaje, te pokrove za magnetometre.
Prvu, treću i petu "šetnju" obavili su Musgrave i Hoffman, a preostale Thornton i Akers. Švicarac Nicollier upravljao je mehaničkom rukom.
Na koncu je Hubble odvojen od shuttlea, prethodno podignutog na orbitu od 595 km.
STS-82
Discovery
11-21. veljače 1997.
Posada: Kenneth D. Bowersox (z), Scott J. "Doc" Horowitz, (p), Mark C Lee (zkt), Steven A. Hawley, Gregory J. Harbaugh, Steven L. Smith, Joseph R. "Joe" Tanner (sm)
Posada je ponovo obavila pet "svemirskih šetnji", premda su bile predviđene samo četiri. Ukupno trajanje "šetnji" bilo je dva sata kraće negoli tijekom prethodne misije.
Već u prvoj "šetnji", Svemirski je teleskop dobio značajna "pojačanja". Dva znanstvena instrumenta - GHRS i FOS - zamijenjena su novim uređajima - STIS-om i NICMOS-om. I prilikom sljedećeg izlaska izvan letjelice, zamijenjeni su dotrajali ili onesposobljeni uređaji (senzori za navođenje i magnetofon), te ugrađena elektronska pojačanja. Tom su prilikom astronauti zamijetili oštećenje na toplinskoj izolaciji na strani teleskopa koja je okrenuta Suncu. Treća "šetnja" bila je podjednako uspješna: između ostalog, pridodan je i novi digitalni "solid state" snimač koji omogućuje istovremeno bilježenje i čitanje podataka. Nakon te"izvanvozilne aktivnosti", donesena je odluka da se pridoda i peta "šetnja", kako bi se popravila toplinska izolacija STH-a. Tijekom četvrte "šetnje", zamijenjena je elektronika za usmjeravanje solarnih panela, a na cijev koja štiti teleskop od svjetlosti, postavljena su dva komada toplinskog izolatora. Istovremeno, u Discoveryju, Horowitz i Lee pripremali su nove izolacijske omotače za STH. Njih su Lee i Smih u posljednjem izlasku postavili preko odjeljaka s najvažnijim elektronskim instrumentima.
Lee i Smith su obavili i prvu i treću "šetnju", dok su u ostalima učestvovali Harbaugh i Tanner. Najviša točka orbite na kojoj je na koncu STH ostavljen, dosezala je 620 km iznad površine Zemlje.
STS-103
Discovery
19-27. prosinca 1999.
Posada: Curtis L. Brown Jr. (z), Scott J. Kelly (p), Steven L. Smith (zkt), C. Michael Foale, John M. Grunsfeld, Claude Nicollier, Jean-Francois Clervoy (sm)
Treći Božić u svemiru za američke astronaute.
Nekoliko mjeseci prije ove misije, otkazali su žiroskopi na STH-u, te je cijeli opservatorij bio neaktivan. Zadaća astronauta bila je vratiti ga "u život", kao i unaprijediti neke od njegovih sustava. Posao su obavili u tri "svemirske šetnje".
Tijekom prvog izlaska iz letjelice, zamijenjeni su uređaji sa žiroskopima, te instalirani minijaturni elektronski "osigurači" kojima je cilj spriječiti pregrijavanje i prepunjavanje 10 godina starih baterija na Hubbleu. Neki manji zadaci ostali su neobavljeni, a dosta je vremena izgubljeno na uklanjanje jednog od starih žiroskopskih uređaja i ispuštanje preostalog dušika iz NICMOS-a. Druga je "šetnja" pridodala STH novo računalo - 20 puta brže od starog - i novi, 248 kg teški senzor za navođenje. ("Zamijenili smo Hubbleov mozak", rekao je astronaut Grunsfeld: pola sata nakon provjere, STH počeo je i misliti tim novim mozgom.) Tijekom posljednje "šetnje", instaliran je odašiljač koji je otkazao 1998.g. Kako se ti uređaji obično ne kvare, nije ni planirana njihova zamjena, pa je za tu svrhu razvijen poseban alat. Ugrađen je još jedan "solid state" snimač.
Prvu i treću "šetnju" obavili su Smith i Grunsfeld, a drugu Foale (koji je, u vrijeme sudara s letjelicom Progres, boravio na ruskoj postaji Mir!) i Nicollier. Mehaničkom je rukom upravljao Kanađanin Clervoy. "Šetnje" zauzimaju, redom, drugo, treće i četvrto mjesto na ljestvici najdužih.
STS-109
Columbia
1-12. ožujka 2002.
Posada: Scott Altman (z), Duane Carey (p), John Grunsfeld (zkt), Nancy Currie, James Newman, Richard Linnehan, Michael Massimino (sm)
Otkako je lansiran, Hubble prvi put posve isključen!
Ova je misija bila drugi dio treće servisne misije, te ukupno četvrta posjeta astronauta Svemirskom teleskopu Hubble. Tijekom nje obavljeno je pet složenih "šetnji", pri čemu su zamijenjeni neki od vitalnih dijelova satelita.
U prvoj su EVA-i učestvovali John Grunsfeld i Rick Linnehan. Oni su zamijenili desni solarni panel na Hubbleu: umjesto starog savitljivog, postavili su novi kruti, teži, manji, ali i djelotvorniji od ranijeg. Linnehan je usto na teleskop postavio i više "pokrivača" toplinske izolacije. Jim Newman i Mike Massimino su u drugoj "šetnji" zamijenili i lijevi solarni panel, osnaživši na taj način Hubbleovu elektranu za 20%. Na kraju EVA-e su obavili i zahvat koji je u raspored umetnut u zadnji čas: novim su zamijenili jedan problematični inercijski kotač - uređaj kojim se STH usmjerava u prostoru. Treća je "šetnja" bila kritična. Grunsfeld i Linnehan su zamijenili razvodnik električne struje, uređaj koji nije bio konstruiran za zamjene. U razvodnik je bilo uključeno 36 energetskih kablova koje su astronauti morali dobrim dijelom odvajati (Linnehan) i spajati (Grunsfeld) naslijepo, budući utičnice nisu bile dostupne pogledu. Tijekom toga zahvata, Hubble je bio posve isključen! Tijekom sljedećeg izlaska iz kabine Columbije, Newman i Massimino su u Hubblea, umjesto skoro 12 godina stare FOC, posljednjeg instrumenta koji je na Hubbleu bio još dok je lansiran, ugradili novu moćnu ACS, desetorostruko djelotvorniju od WFPC2. Posljednja je "šetnja" bila posvećena zamjeni neispravnog rashladnog sustava infracrvene kamere NICMOS. Grunsfeld i Linnehan su umjesto njega ugradili novi pokusni hladnjak, koji kao rashladno tijelo koristi neon i koji može detektor kamere rashladiti do oko -200°C.
Unatoč zahtjevnosti tih zahvata, sve zadaće su uspješno obavljene i u ovom trenutku (lipanj 2002.), svi zamijenjeni uređaji besprijekorno funkcioniraju.
STS-125
Atlantis
11-24. svibnja 2009.
Posada: Scott Altman (z), Gregory Johnson (p), John Grunsfeld, Michael Good, Megan McArthur, Andrew Feustel, Michael Massimino (sm)
Nakon ove posljednje servisne misije, Hubble je bio bolji i jači negoli ikada ranije!
STS-125, ili HST-SM4 (Četvrta servisna misija Svemirskog teleskopa Hubble), bila je zasad posljednja misija space shuttlea i peta, završna servisna misija Svemirskog teleskopa Hubble (STH). Do lansiranja je došlo 11. svibnja 2009. g, u 20:01 h. Shuttle je sletio 24. svibnja, u 17:39 h, što znači da je misija trajala tek nešto manje od 13 dana. (Službeno, bila je to četvrta servisna misija, stoga što je jedna od prethodnih misija obavljana tijekom dva leta shuttlea.)
Space shuttle Atlantis je ponio dva nova instrumenta za Svemirski teleskop Hubble: "Cosmic Origins Spectrograph" (COS) i "Wide Field Camera 3" (WFC3). Tijekom misije je zamijenjen i jedan senzor za precizno navođenje, šest žiroskopa i dva baterijska sklopa, kako bi se teleskopu omogućilo funkcioniranje barem do 2014. g. Posada je usto postavila i nove ploče za toplinsku izolaciju i mehanizam za pristajanje koji će pomoći prilikom sigurnog deorbitiranja teleskopa, letjelicom bez posade, do kojega će doći po okončanju Hubbleovog radnog vijeka.
Posada STS-125 uključila je i trojicu astronauta koji su već imali priliku servisirati Hubblea. Scott Altman je posjetio Hubblea 2002. g. kao zapovjednik misije STS-109, četvrte servisne misije. John Grunsfeld, astronom, servisirao je Hubblea dvaput, izvevši ukupno pet svemirskih šetnji u misijama STS-103 1999. g. i STS-109. Michael Massimino je zajedno s Altmanom i Grunsfeldom sudjelovao u STS-109, te je tom prilikom obavio dvije svemirske šetnje.
NASA-ino vodstvo i inženjeri izjavili su da je misija okončana potpunim uspjehom. Ostvarenje svih glavnih ciljeva misije, kao i nekih koji nisu smatrani ključnima, doveli su Hubblea u tehnološki najnaprednije stanje od njegova lansiranja prije devetnaest godina, te je taj teleskop sada jači negoli ikada dosad. Poboljšanja će pomoći Hubbleu da vidi dalje u prostoru i vremenu, još bliže trenutku velikog praska.
Misija STS-125 je bila prva Atlantisov posjeta Hubbleu: teleskop je ranije dvaput servisirao Discovery, te po jednom Columbia i Endeavour. Ova je misija bila trideseti let space shuttlea Atlantis i prvi njegov let od STS-66 koji nije uključivao posjetu nekoj svemirskoj postaji.
Pogledajte i članak koji iscrpno opisuje ovu misiju, a koji je napisan još 2005. g!
Edwin Powell Hubble
Ova kratka biografska zabilješka, preuzeta iz Enciklopedije Britannice, pomoći će vam da steknete uvid u to tko je bio čovjek čije ime nosi Svemirski teleskop Hubble.
Rođen 20. studenog 1889, u Marshfieldu, u Missouriju. Umro 28. rujna 1953, San Marinu, u Kaliforniji.
Američki astronom kojega se smatra utemeljiteljem izvangalaktičke astronomije, prvim koji je ponudio dokaz o širenju svemira.
Hubbleovo zanimanje za astronomiju doživjelo je svoj procvat na Sveučilištu u Chicagu, gdje ga je nadahnuo astronom George E. Hale. U Chicagu je Hubble apsolvirao i matematiku i astronomiju (1910. g.), te stekao ugled solidnog boksača. Nakon diplomiranja, Hubble je, međutim, napustio i astronomiju i atletiku, odlučivši se za studij prava, kao Rhodesov stipendist na Sveučilištu u Oxfordu (diplomirao 1912. g.).
Major Edwin Hubble, zapovjednik 2. bojne, 343. pješačkog puka, 172. pješačke brigade, 86. pješačke divizije. Prebacivanje divizije u Europu započeo je 18. kolovoza 1918. g, a već 3. listopada iste godine, započelo je njeno raspuštanje.
Kao odvjetnik, praksu je započeo u Kentuckyju, 1913. g, ali je uskoro napustio taj posao, budući mu je pravo dosadilo. Kao čovjek višestruko nadaren, na koncu se odlučio usredotočiti na astronomiju, vrativši se na Sveučilište u Chicagu i zvjezdarnicu Yerkes (Wisconsin) pri toj ustanovi. Nakon stjecanja doktorata u astronomiji (1917. g.) i službe u prvom svjetskom ratu, Hubble je s radom nastavio u zvjezdarnici Mount Wilson, blizu Pasadene (Kalifornija), gdje je započeo ostvarivati otkrića vezana uz izvangalaktičke pojave.
Boraveći na Mount Wilson, Hubble je (1922-24. g.) otkrio da nisu sve maglice na nebu dijelovi galaktike Mliječni put, prostranog zvjezdanog sustava kojemu pripada i Sunce. Otkrio je kako neke maglice sadrže promjenjive zvijezde zvane cefeide, za koje je već bilo poznato da su im period promjene sjaja i apsolutni sjaj u stalnom odnosu. Primijenivši odnos između udaljenosti, prividnog sjaja i apsolutnog sjaja, Hubble je ustanovio da su te cefeide nekoliko stotina tisuća svjetlosnih godina udaljene, te su stoga izvan Mliječnog puta. Maglice u kojima se one nalaze, zapravo su galaktike odvojene od Mliječnog puta. To otkriće, objelodanjeno 1924. g, primoralo je astronome da izmijene svoje predožbe o svemiru.
Ubrzo nakon otkrića drugih galaktika, Hubble se latio zadaće njihove klasifikacije prema obliku (1926. g.) i istraživanja njihova zvjezdanog sadržaja i obrazaca sjaja. Proučavajući galaktike, Hubble je došao do svog drugog velikog otkrića: naime, ustanovio je da se te galaktike prividno odmiču od Mliječnog Puta, te da je to udaljavanje to brže, što su galaktike udaljenije. Posljedice toga otkrića bile su ogromne. Svemir, dugo smatran statičnim, se širio! I, što je bilo još čudesnije, kao što je to Hubble otkrio 1929. g, svemir se širio na takav način da je odnos brzina galaktika i njihovih udaljenosti bio stalan: taj se odnos sada naziva Hubbleovom konstantom.
Premda je Hubble bio u pravu tvrdeći da se svemir širi, njegov proračun konstatne nije bio točan: on je implicirao da je Mliječni Put veći od drugih galaktika, te da je svemir u cjelosti mlađi od pretpostavljene starosti Zemlje. Međutim, kasnije su astronomi revidirali Hubbleov rezultat i spasili njegovu teoriju, stvorivši predodžbu o svemiru koji se stalnom stopom širi između 10 i 20 milijarda godina.
Za svoja postignuća u astronomiji, Hubble je primio mnogobrojne počasti i nagrade. Među njegovim publikacijama su Crveni pomak u spektru maglica (1934. g.) i Hubbleov atlas galaktika (izdan posthumno, ur. Allan Sandage).
Sve do svoje smrti, Hubble je ostao predanim promatračem galaktika.
Hubble i Mount Palomar
Edwin Hubble unutar mehanizma 5-metarskog teleskopa Hale, u zvjezdarnici Mount Palomar.
Upakirano zrcalo toga teleskopa, tijekom transporta željeznicom.
Hubble pred palomarskom kupolom u izgradnji.