Hubble'i kosmoseteleskoop

Hubble'i kosmoseteleskoop
	Hubble'i teleskoop hakkab eralduma kosmosesüstikust Discovery (1997).
Organisatsioon	NASA; Euroopa Kosmoseagentuur
Missioonitüüp	astronoomia
Kaaslane	Maa
Stardi aeg	24. aprill 1990
Kanderakett	kosmosesüstik Discovery
Stardikompleks	Kennedy Kosmosekeskuse stardikompleks 39
COSPAR ID	1990-037B
SATCAT	20580
Mass	11 110 kg
Suurused	13,2 × 4,2 m
Võimsus	2800 W
Orbiidi elemendid
Orbiit	Maa-lähedane orbiit
Ekstsentrilisus	0,000283
Inklinatsioon	28,47°
Apogee	543 km
Perigee	539 km
Tiirlemisperiood	95,47 minutit

Hubble'i kosmoseteleskoop on astronoom Edwin Hubble'i järgi nime saanud kosmoseobservatoorium, mis tiirleb kosmoses ümber planeedi Maa.

Selle asupaik väljaspool Maa atmosfääri annab suure eelise maapealsete teleskoopide ees: fotosid ei ähmasta atmosfäär, ei ole valgusreostust. Alates kosmosesse saatmisest 1990. aastal on see olnud üks tähtsamaid instrumente astronoomia ajaloos. Hubble'i teleskoobil on suur osa paljude avastuste tegemises. See on aidanud paremini aru saada mitmest astrofüüsika põhiprobleemist.

Hubble'i teleskoobi tellis USA valitsus ja see valmistati põhiosas 1980. aastatel.^[1] Esialgu oli kavas see kosmosesse saata 1986. aasta oktoobris, kuid pärast kosmosesüstiku Challenger katastroofi lükati start edasi, see aga andis inseneridele aega, et süsteeme täiustada.^[2] Vahepeal hoiti teleskoopi puhta lämmastikuga täidetud ruumis ja ainuüksi tema säilitamine maksis umbes 6 miljonit USA dollarit kuus. Samal ajal sai teleskoobi juures sooritada mõningaid teste ja mõningaid seadiseid rikkekindlamatega asendada.

Hubble'i teleskoop saadeti kosmosesse kosmosesüstikuga Discovery 24. aprillil 1990.

Hubble'i teleskoobi maksumuseks plaaniti 400 miljonit dollarit. Ehitamise algusest peale nõudis ta USA valitsuselt üle 2,5 miljardi dollari kuni teleskoobi kosmosesse saatmiseni ja sealt edasi on käigushoidmiskulud võtnud 10 miljardit dollarit (2010. aasta seisuga).^[3] USA-s on teleskoopi korduvalt kritiseeritud suure maksumuse pärast ja valitsus on korduvalt arutanud projekti lõpetamist, kuid teisalt on teleskoop osutunud ka plaanitust töökindlamaks ja andnud maailmale plaanitust rohkem teavet.

Hubble'i süvavaated

Pikemalt artiklites Hubble'i süvavaade ja Hubble'i ülisüvavaade

Hubble’i teleskoobi saavutuste hulka kuulub optilises lainealas kõige teravamate fotode tegemine. 18.–28. detsembril 1995 Suure Vankri tähtkujus tehtud Universumi süvavaatel võib näha üle 1500 galaktika.^[4] 1998. aasta oktoobris tehti samasugune pilt taeva lõunapooluse läheduses Tuukani tähtkuju suunas. 2003. aasta septembris alustati Hubble'i ülisüvavälja (Hubble Ultra Deep Field) tegemist; pärast 1 miljoni sekundi pikkust ja 800 kaadrist koosnevat summaarset säriaega lõpetati projekt 16. jaanuaril 2004. Ülisüvavaate väli asub taevas Ahju tähtkujus, Orioni tähtkujust lõunas. Pildistatud taevaala suurus oli ligikaudu kümnendik Kuu läbimõõdust, sellelt on leitud üle 10 tuhande galaktika. Kõige vanemad ülisüvavaatelt leitud objektid on nähtavad ajast, mil Universum oli vähem kui 800 miljonit aastat vana.^[viide?]

Vigane peegel

Mõni nädal pärast kosmosesse läkitamist selgus tehtud piltidest, et Hubble'i optiline süsteem on vigane. Kuigi pildid olid teravamad kui maapealsetel teleskoopidel, ei suutnud ta saavutada täielikku fookust ning pildikvaliteeti.^[viide?]

Saadud pildimaterjali analüüsimisel tõdeti, et probleemi põhjustas peapeegel, mis oli lihvitud vale kujuga. Kuigi tegu oli ilmselt kõige täpsema kujuga peegliga, mis eal valmistatud (ettekirjutatud kumerusest erinevused kuni umbes 10 nanomeetrit), oli selle perimeeter 2200 nanomeetrit (2,2 mikromeetrit) liiga lame.^[5]

Vigase peegliga oli küll võimalik vaadelda kõrge resolutsiooniga eredaid taevakehi, aga viga vähendas sensitiivsust, mistõttu teleskoobi kasutegur vähenes. Veast hoolimata kasutati teleskoopi vähenõudlike objektide vaatlemiseks ning kolm aastat pärast läkitamist parandati viga ära.^[viide?]

Probleemi olemus

Loodi komisjon, mida juhtis Lew Allen, Jet Propulsion Laboratory direktor, et vea tekkepõhjused välja selgitas. Alleni komisjon leidis, et peamine testseade null corrector, millega testitakse kumerpeegleid oli valesti kokku pandud – seadme üks läätsedest oli positsioonist 1,3 mm väljas. Algse lihvimise ja poleerimise käigus kasutas Perkin-Elmer (optikafirma) pinna analüüsimiseks kahte tavalist null corrector'it, kuid tootmise viimasel etapil asendasid need ekstra selleks ehitatud seadmega. Seade pandi aga valesti kokku ning valmis erakordselt täpne, kuid vale kujuga peegel. Viimased kaks mõõtmist tehti uuesti tavaliste seadmetega, mis vea tuvastasid, ent seda ei võetud arvesse, sest arvati, et ehitatud seade on täpsem.^[6]

Lahendus

Teleskoop oli juba algusest peale disainitud mõttega, et sellele teha hooldamismissioone. Kuigi Kodak oli teleskoobile teinud varupeegli, oli seda orbiidil võimatu vahetada ning teleskoobi Maale tagasi toomine liiga raha- ja ajakulukas. Fakt, et teleskoop oli nii täpselt vale kujuga, pani meeskonna disainima uut optilist komponenti, millel on täpselt sama viga, kuid vastupidise efektiga. 1993. aastal lisati teleskoobile uus komponent, mille tööpõhimõte oli nagu prillidel, et sfäärilist aberratsiooni parandada.^[7]^[8]

Teleskoobi vaatlusaja taotlemine

Teleskoobi vaatlusaja taotlemine on avatud kõigile, kuid vaatlusprojekti juht peab reeglina olema USA kodanik.^[9] Siiski on vaatlusprojektide konkurents väga tihe, keskeltläbi vaid viiendik vaatlusaja taotlusi rahuldatakse. Seevastu on Hubble'i kosmoseteleskoobiga tehtud vaatluste arhiiv kõigile vabalt kasutatav.^[viide?]

Amatöörvaatlused

Esimene Kosmoseteleskoobi Instituudi (STScI) direktor Riccardo Giacconi andis 1986. aastal teada, et plaanib osa oma direktoriksoleku ajast pühendada harrastusastronoomidele, lubades neil teleskoopi kasutada. Kogu lubatud aeg oli küll mõni tund igast tsüklist, kuid sellegipoolest tekitas see amatööride seas suurt huvi.^[10]

Amatööride avaldused vaatas üle amatöörastronoomide komitee, mis andis aja ainult ettepanekutele, mis olid tõelise teadusliku väärtusega, ei kopeerinud professionaalide ettepanekuid ning vajasid kosmoseteleskoobi ainulaadseid võimalusi. Aastatel 1990–1997 said teleskoobikasutuseks aega kokku 13 harrastusastronoomi. Pärast seda vähendati STScI-is eelarvet, mis ei võimaldanud enam harrastusastronoomidel teleskoopi kasutada ning rohkem amatöörprogramme läbi viidud pole.^[viide?]

20. aastapäev

Hubble'i teleskoobiga tähistati 24. aprillil 2010 20 aastat kosmoses olekut. Selle mälestuseks avaldasid NASA, ESA ja Kosmoseteleskoobi Instituut pildi Carina udust.^[viide?]

Teadustulemused

Võtmeprojektid

1980. aastate alguses kogunesid NASA ja STScI neljale arutlustele, et välja selgitada peamised projektid, millega tegelema hakatakse. Need projektid olid teaduslikult tähtsad ning vajasid rohkemat teleskoobi kasutust. See garanteeris, et valitud projektid saaksid varem valmis, juhul, kui teleskoop peaks rikki minema.^[viide?]

Tähtsad avastused

Hubble võimaldas lahendada pikka aega püsinud astronoomiaprobleeme ning aitas ka tõstatada uusi küsimusi. Mõni tulemus on selgitamiseks vajanud uusi teooriaid. Tähtsate ülesannete seas oli pulseerivate tähtede kauguse mõõtmine täpsemalt kui kunagi varem. Sellega saadi Hubble'i konstandi uus väärtus. Hubble'i konstandi ehk Hubble'i parameetriga kirjeldatakse Universumi paisumise kiirust. Enne Hubble'i kosmoseteleskoobi orbiidile läkitamist oli Hubble'i konstandi hinnangute viga kuni 50%, kuid kosmoseteleskoobiga tehtud mõõtmiste tulemusel vähenes konstandi määramatus ± 10%-ni, mis langeb kokku teistel meetoditel saadud täpsete mõõtmistega.^[11]

Kuigi Hubble aitas täpsustada Universumi vanust, pani see ühtlasi kahtlema selle tuleviku üle. Astronoomid High-z Supernova Search Teamist ja "Supernova Cosmology Projectist" kasutasid maapealseid teleskoope ja Hubble'i teleskoopi, et vaadelda kaugeid supernoovasid, ning avastasid, et gravitatsiooni tõttu aeglustumise asemel võib Universumi paisumine hoopis kiireneda. Kiirenemise põhjust ei osata veel seletada,^[12] kuid kõige tavalisemaks põhjuseks peetakse tumeenergiat.^[13]

Vaata ka

Viited

↑ Canright, Shelley. "NASA's Great Observatories". NASA. Originaali arhiivikoopia seisuga 20. juuni 2015. Vaadatud 26. aprillil 2008.
↑ Wilford, John (9. aprill 1990). "Telescope Is Set to Peer at Space and Time". The New York Times. Vaadatud 19. jaanuaril 2009.
↑ "James Webb Space Telescope (JWST) Independent Comprehensive Review Panel (ICRP) Final Report" (PDF). NASA. Lk 32. Vaadatud 4. septembril 2012.
↑ Ferguson et al. (2000b)
↑ " Esimene hooldusmissioon" Arhiiv: hubble.nasa.gov
↑ Dunar, p. 512: "the firm’s optical operations personnel dismissed the evidence as itself flawed. They believed the other two null correctors were less accurate than the reflective null corrector and so could not verify its reliability. Since they assumed the perfection of the mirror and reflective null corrector, they rejected falsifying information from independent tests, believed no problems existed, and reported only good news."
↑ Chaisson, Eric (1994). The Hubble Wars; Astrophysics Meets Astropolitics in the Two-Billion-Dollar Struggle Over the Hubble Space Telescope. Harper Collins. ISBN 0-06-017114-6, p. 184.
↑ Fisher, Arthur. "The Trouble with Hubble". Popular Science: 100.
↑ "HST Call for Proposals", Chapter 2.3.
↑ "Amateur Astronomers Will Use NASA's Hubble Space Telescope". STScI. 10. september 1992. Vaadatud 26. aprillil 2008.
↑ Freedman, W. L.; Madore, B. F.; Gibson, B.K.; Ferrarese, L.; Kelson, D. D.; Sakai, S.; Mould, J. R.; Kennicutt, R. C. Jr.; et al. (2001). "Final Results from the Hubble Space Telescope Key Project to Measure the Hubble Constant". The The Astrophysical Journal. 553 (1): 47–72. arXiv:astro-ph/0012376. Bibcode:2001ApJ...553...47F. DOI:10.1086/320638. ISSN 0004-637X. {{cite journal}}: et al.-i üleliigne kasutus kohas: |author9= (juhend) Preprint available here.
↑ Clifton, Timothy; Ferreira, Pedro G (23. märts 2009). "Does Dark Energy Really Exist?". Scientific American. Vaadatud 16. juunil 2009.
↑ Seife, Charles (20. juuni 2003). "Dark Energy Tiptoes Toward the Spotlight". Science. 300 (5627): 1896–1897. DOI:10.1126/science.300.5627.1896. PMID 12817137.

Välislingid

[Great_Observatories-1] Canright, Shelley. "NASA's Great Observatories". NASA. Originaali arhiivikoopia seisuga 20. juuni 2015. Vaadatud 26. aprillil 2008.

[Space-2] Wilford, John (9. aprill 1990). "Telescope Is Set to Peer at Space and Time". The New York Times. Vaadatud 19. jaanuaril 2009.

[James_Webb-3] "James Webb Space Telescope (JWST) Independent Comprehensive Review Panel (ICRP) Final Report" (PDF). NASA. Lk 32. Vaadatud 4. septembril 2012.

[Ferguson2000b-4] Ferguson et al. (2000b)

[Esimene_hooldus-5] " Esimene hooldusmissioon" Arhiiv: hubble.nasa.gov

[Flawed-6] Dunar, p. 512: "the firm’s optical operations personnel dismissed the evidence as itself flawed. They believed the other two null correctors were less accurate than the reflective null corrector and so could not verify its reliability. Since they assumed the perfection of the mirror and reflective null corrector, they rejected falsifying information from independent tests, believed no problems existed, and reported only good news."

[Astropolitics-7] Chaisson, Eric (1994). The Hubble Wars; Astrophysics Meets Astropolitics in the Two-Billion-Dollar Struggle Over the Hubble Space Telescope. Harper Collins. ISBN 0-06-017114-6, p. 184.

[Trouble-8] Fisher, Arthur. "The Trouble with Hubble". Popular Science: 100.

[HST_Call-9] "HST Call for Proposals", Chapter 2.3.

[Amateur-10] "Amateur Astronomers Will Use NASA's Hubble Space Telescope". STScI. 10. september 1992. Vaadatud 26. aprillil 2008.

[Key_Project-11] Freedman, W. L.; Madore, B. F.; Gibson, B.K.; Ferrarese, L.; Kelson, D. D.; Sakai, S.; Mould, J. R.; Kennicutt, R. C. Jr.; et al. (2001). "Final Results from the Hubble Space Telescope Key Project to Measure the Hubble Constant". The The Astrophysical Journal. 553 (1): 47–72. arXiv:astro-ph/0012376. Bibcode:2001ApJ...553...47F. DOI:10.1086/320638. ISSN 0004-637X. {{cite journal}}: et al.-i üleliigne kasutus kohas: |author9= (juhend) Preprint available here.

[Dark_Energy-12] Clifton, Timothy; Ferreira, Pedro G (23. märts 2009). "Does Dark Energy Really Exist?". Scientific American. Vaadatud 16. juunil 2009.

[Tiptoes-13] Seife, Charles (20. juuni 2003). "Dark Energy Tiptoes Toward the Spotlight". Science. 300 (5627): 1896–1897. DOI:10.1126/science.300.5627.1896. PMID 12817137.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]