На нашей низкой околоземной орбите есть телескоп, известный как космический телескоп Хаббла. Вы когда-нибудь задумывались, как работает Хаббл, чтобы запечатлеть вселенную в потрясающем снимке?
Телескоп Хаббла - это телескоп космического базирования, который имеет много преимуществ перед наземными телескопами.
Хотя наземные телескопы обычно располагаются на очень высоких площадях (например, над горами) с минимальным световым загрязнением, им все же приходится бороться с атмосферной турбулентностью, которая немного снижает остроту зрения. Одним из эффектов самой атмосферной турбулентности является то, что мы видим мерцающие звезды.
Еще один недостаток наземных телескопов состоит в том, что атмосфера Земли может поглощать большую часть проходящих через нее инфракрасных и ультрафиолетовых лучей. Теперь космические телескопы могут легче обнаруживать эти волны. Вот почему Хаббл был помещен в космическое пространство: чтобы астрономы могли изучать космос на всех длинах волн, особенно на тех, которые не могут быть обнаружены с поверхности Земли.
Однако у космических телескопов, таких как Хаббл, есть один недостаток: их очень сложно обслуживать и ремонтировать в случае повреждения. Однако Хаббл был первым телескопом, специально разработанным для фиксации непосредственно на орбите Земли астронавтами, в то время как другие космические телескопы, такие как Кеплер и Спитцер, вообще не подлежали ремонту.
Хаббл совершает один полный оборот вокруг Земли каждые 97 минут, двигаясь со скоростью 8 километров в секунду. Вы можете подумать, что это очень высокая скорость, но из-за большого диаметра Земли эта хаббловская скорость не имеет смысла.
Хаббл должен оставаться на этой скорости, если он хочет продолжать кружить над Землей. Если бы он был немного медленнее, Хаббл упал бы на Землю, но если бы он был быстрее, его бы выбросило за пределы орбиты Земли. Теперь, когда оно движется, зеркало Хаббла улавливает свет Вселенной, затем свет направляется в некоторые из его научных инструментов.
Включенный в тип телескопа, известный как рефлектор Кассегрена, метод Хаббла на самом деле очень прост. Свет от универсальных объектов, которые касаются главного зеркала телескопа или главного зеркала, будет отражаться на вторичное зеркало. После этого вторичное зеркало фокусирует свет через отверстие в середине главного зеркала и направляет его на научные приборы.
Некоторые люди, в том числе и вы, часто ошибочно заявляют, что телескопы служат для увеличения объектов. Хотя это не так. Истинная функция телескопа - улавливать больше света от небесных тел, чем может человеческий глаз. Чем больше зеркало телескопа, тем больше света оно может собирать и тем лучше результаты визуализации.
Также читайте: Происхождение фотоаппарата: от изобретателя-мусульманина до современных фотоаппаратов.Само главное зеркало Хаббла имеет диаметр 2,4 метра, что мало по сравнению с нынешними наземными телескопами, которые могут достигать в диаметре 10 метров и более. Однако расположение Хаббла за пределами атмосферы обеспечивает необычайную четкость изображений.
Как только зеркала Хаббла соберут свет, научные инструменты Хаббла начнут работать, одновременно или по отдельности, в зависимости от потребностей наблюдения. Каждый инструмент предназначен для исследования Вселенной по-своему.
Эти инструменты включают:
Широкоугольная камера 3 (WFC3) , прибор, который может видеть три разных типа света: ближний ультрафиолет, видимый свет и ближний инфракрасный, хотя и не одновременно. Его разрешение и поле зрения намного больше, чем у других инструментов Хаббла. WFC3 - один из двух новейших инструментов Хаббла, который широко используется для изучения темной энергии, темной материи, образования звезд и открытия далеких галактик.
Спектрограф космического происхождения (COS) , включая еще один новый инструмент Хаббла, COS - это спектрограф, который может видеть исключительно в ультрафиолетовом свете. Спектрограф похож на призму, разделяющую свет от небесных тел на составляющие его цвета. Он также обеспечивает «отпечаток пальца» длины волны наблюдаемого объекта, который сообщает астрономам его температуру, химический состав, плотность и движение. COS увеличит ультрафиолетовую чувствительность Хаббла как минимум в 70 раз при наблюдении очень тусклых объектов.
Усовершенствованная камера для обзора (ACS) , инструмент, который позволяет Хабблу видеть видимый свет и предназначен для изучения некоторых видов активности ранней Вселенной. ACS помогает составить карту распределения темной материи, обнаружить самые далекие объекты во Вселенной, найти большие планеты и изучить эволюцию скоплений галактик. САУ ненадолго перестала работать в 2007 году из-за отсутствия электричества, но была отремонтирована в мае 2009 года.
Спектрограф космического телескопа (STIS) , еще один спектрограф на телескопе Хаббла, способный видеть в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном свете. В отличие от COS, STIS известен своей способностью охотиться за черными дырами. В то время как COS лучше всего подходит для изучения звезд или квазаров, STIS может отображать более крупные объекты, такие как галактики.
Также читайте: Вот стадии лунного затмения, знаете что?Камера ближнего инфракрасного диапазона и многообъектный спектрометр (NICMOS) - это тепловой датчик Хаббла. Его чувствительность к инфракрасному свету позволяет астрономам наблюдать небесные тела, скрытые за межзвездной пылью. Этот инструмент NICMOS обычно используется, когда Хаббл исследует туманность.
Последний инструмент, датчики точного наведения (FGS) , представляет собой устройство, способное зафиксировать положение Хаббла на небесном теле, которое вы хотите наблюдать, удерживая Хаббл в правильном направлении. Кроме того, FGS можно использовать для точного измерения расстояний до звезд.
Что ж, все эти инструменты Хаббла могут быть активными, потому что они поддерживаются солнечным светом. У Хаббла есть несколько солнечных панелей, которые могут преобразовывать солнечный свет непосредственно в электричество. Часть этой электроэнергии будет накапливаться в батареях, которые поддерживают работу телескопа, когда он находится над ночной областью Земли, защищенной от солнечного света.
Хаббл также оснащен четырьмя антеннами, которые служат для отправки и получения информации между Хабблом и группой операций миссии в Центре космических полетов Годдарда в Мэриленде, США. Кроме того, на Хаббле есть два основных компьютера и несколько систем поменьше. Один из основных компьютеров используется для обработки команд, управляющих телескопом, а другой - для управления инструментами, получения их данных и отправки их на спутник, пока они, наконец, не будут получены Центром миссий на Земле.
После того, как Центр миссий получит данные от Хаббла, сотрудники, работающие там, начнут переводить данные, такие как другие длины волн, и архивировать информацию на устройстве хранения. Один только Хаббл отправляет достаточно информации, чтобы заполнять около 18 DVD каждую неделю. Астрономы могут загружать архивные данные через Интернет и анализировать их из любой точки мира.
Вот как работает космический телескоп Хаббл. И, кстати, вы также можете использовать Хаббл для исследований. Вам нужно только отправить лучшие предложения в Центр миссий Хаббла. Выбранные предложения будут иметь возможность использовать возможности Хаббла для наблюдений и исследований. Каждый год рассматривается около 1000 предложений, и выбирается около 200.
Заинтересованы в наблюдении Вселенной с помощью телескопа Хаббл?