A Hubble űrtávcső működésének megítélése

Alacsony földi pályánkon van egy távcső, amelyet Hubble űrtávcsőnek hívnak. Elgondolkodott már azon, hogy a Hubble hogyan működik, hogy lenyűgöző képben rögzítse az univerzumot?

A Hubble teleszkóp egy űrteleszkóp, amelynek számos előnye van a földi teleszkópokkal szemben.

Bár a földi teleszkópok általában nagyon magas területeken helyezkednek el (például hegyek felett), minimális fényszennyezéssel, mégis légköri turbulenciával kell megküzdeniük, ami kissé csökkenti a látásélességet. Maga a légköri turbulencia egyik hatása az, amikor csillagokat látunk, amelyek látszólag pislákolnak.

A földi távcsövek másik hátránya, hogy a Föld légköre elnyeli a rajta áthaladó infravörös és ultraibolya sugarak nagy részét. Most az űrteleszkópok könnyebben felismerhetik ezeket a hullámokat. Ezért helyezték el a Hubble-t a világűrben: hogy a csillagászok minden hullámhosszon tanulmányozhassák a kozmikát, különösen azokat, amelyeket a Föld felszínéről nem lehetett kimutatni.

Azonban az Hubble-hez hasonló űrtávcsöveknek van egy hátránya, hogy károsodva nagyon nehéz karbantartani és javítani. A Hubble volt azonban az első olyan távcső, amelyet kifejezetten az űrhajósok rögzítettek közvetlenül a Föld pályájára, míg más űrtávcsöveket, mint például a Kepler és a Spitzer, egyáltalán nem lehetett megjavítani.

A Hubble 97 percenként egy teljes fordulatot tesz a Föld körül, másodpercenként 8 kilométeres sebességgel haladva. Azt gondolhatja, hogy ez egy nagyon gyors sebesség, de a Föld nagy átmérője miatt ez a Hubble-sebesség értelmetlen.

Hubble-nek ebben a sebességben kell maradnia, ha tovább akarja körözni a Földet. Ha kicsit lassabban haladna, akkor a Hubble a Föld felé esne, de ha gyorsabb lenne, akkor a Föld pályáján kívülre dobná. Most, amikor mozog, a Hubble tükör megragadja az univerzum fényét, majd ez a fény bekerül néhány tudományos eszközébe.

A Cassegrain reflektor néven ismert távcsőtípusba tartozó Hubble működési módja valóban nagyon egyszerű. A világegyetem tárgyainak fénye, amely a távcső fő tükréhez vagy az elsődleges tükörhöz ér, visszaverődik a másodlagos tükörre. Ezt követően a másodlagos tükör a fényt az elsődleges tükör közepén lévő lyukon keresztül fókuszálja, amelyet tudományos műszereknek kell elküldeni.

Vannak emberek, köztük te is, gyakran tévesen állítják, hogy a távcsöveket használják tárgyak nagyítására. Bár nem így van. A távcső igazi feladata, hogy több fényt gyűjtsön az égitestekből, mint amennyit az emberi szem képes. Minél nagyobb a távcső tükre, annál több fény képes összegyűjteni, és annál jobbak a képalkotási eredmények.

Maga a Hubble elsődleges tükör átmérője 2,4 méter, ami kicsi, ha összehasonlítjuk a jelenlegi földi teleszkópokkal, amelyek átmérője elérheti a 10 métert vagy annál is nagyobbat. Hubble légkörön kívüli helyzete azonban rendkívüli képélességet biztosít.

Amint a Hubble-tükrök összegyűjtötték a fényt, a Hubble tudományos műszerei - a megfigyelés igényeitől függően - egyszerre vagy egyenként működni kezdenek. Mindegyik műszert arra tervezték, hogy az univerzumot különböző módon vizsgálja.

Ezek az eszközök a következők:

Széles terepi kamera 3(WFC3), egy olyan eszköz, amely három különböző típusú fényt képes látni: ultraibolya, látható fény és infravörös közelében, bár nem egyidejűleg. Felbontása és látómezeje sokkal nagyobb, mint a Hubble többi eszközénél. A WFC3 a Hubble két legújabb eszközének egyike, és széles körben használják a sötét energia, a sötét anyag, a csillagok képződésének és a távoli galaxisok felfedezésének tanulmányozására.

Kozmikus eredetű spektrográf (COS), beleértve a Hubble egy másik új műszerét, a COS olyan spektrográf, amely kizárólag ultraibolya fényben lát. A spektrográf olyan, mint egy prizma, amely elválasztja a fényt az égitestektől az összetevő színeire. Ezenkívül biztosítja a megfigyelt tárgy hullámhosszának "ujjlenyomatát", amely megmondja a csillagászoknak annak hőmérsékletét, kémiai összetételét, sűrűségét és mozgását. A COS legalább 70-szer növeli a Hubble ultraibolya érzékenységét, ha nagyon homályos tárgyakat figyel.

Haladó kamera felméréshez (ACS), egy olyan eszköz, amely képes a látható fényt látni Hubble-t, és a korai világegyetem egyes tevékenységeinek tanulmányozására készült. Az ACS segít a sötét anyag eloszlásának feltérképezésében, az univerzum legtávolabbi tárgyainak felderítésében, nagy bolygók felkutatásában és a galaxishalmazok evolúciójának tanulmányozásában. Az ACS áram hiánya miatt 2007-ben rövid időre abbahagyta a munkát, de 2009 májusában megjavították.

Űrtávcső képalkotó spektrográf (STIS)Hubble másik spektrográfiai eszköze, amely ultraibolya, látható és infravörös fény közelében képes látni. A COS-szal ellentétben a STIS a fekete lyukak vadászatának képességéről ismert. Míg a COS csak a csillagok vagy a kvazárok tanulmányozásakor működik a legjobban, a STIS nagyobb objektumokat, például galaxisokat képes feltérképezni.

Infravörös kamera és több objektumot tartalmazó spektrométer (NICMOS) közelében, a Hubble hőérzékelő. Az infravörös fényre való érzékenysége lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy megfigyeljék a csillagközi por mögé rejtett égitesteket. Ezt a NICMOS műszert általában akkor használják, amikor Hubble egy ködöt kutat.

Az utolsó hangszer, Finom irányító érzékelők(FGS), olyan eszköz, amely képes rögzíteni a Hubble helyzetét bármely megfigyelhető égitesten, miközben a Hubble a megfelelő irányba mutat. Ezen kívül az FGS a csillagok távolságának pontos mérésére is használható.

Nos, ezek a Hubble-eszközök mind aktívak lehetnek, mivel a napfény támogatja őket. A Hubble-nak több olyan napelemje van, amelyek a napfényt közvetlenül villamos energiává alakíthatják. Az elektromosság egy részét olyan akkumulátorokban tárolják, amelyek aktívan tartják a távcsövet, amikor a Föld éjszakai területe felett van, elzárva a napfénytől.

A Hubble négy antennával is rendelkezik, amelyek információk küldésére és fogadására szolgálnak a Hubble és a missziós műveleti csapat között a Goddard Űrrepülési Központban, Maryland, USA. Ezenkívül két fő számítógép és számos kisebb rendszer van a Hubble-n. Az egyik fő számítógép a távcsövet irányító parancsok kezelésére szolgál, míg a másik a műszerek parancsolására, az adatok fogadására és a műholdnak történő elküldésre szolgál, amíg végül a Földi Misszióközpont meg nem kapja.

Miután a Missziós Központ adatokat kapott a Hubble-tól, az ott dolgozó alkalmazottak elkezdik lefordítani az adatokat, például más hullámhosszakat, és archiválni az információkat egy tároló eszközön. Egyedül a Hubble küld elég információt ahhoz, hogy hetente körülbelül 18 DVD-t töltsön meg. A csillagászok archivált adatokat tölthetnek le az internetről, és elemezhetik a világ bármely pontjáról.

Most így működik a Hubble űrtávcső. És egyébként a Hubble-t is felhasználhatja kutatásra. Csak a legjobb javaslatokat kell elküldenie a Hubble Missziós Központnak. A kiválasztott javaslatok lehetőséget kapnak arra, hogy kihasználják a Hubble megfigyelési és kutatási képességeit. Évente mintegy 1000 javaslatot vizsgálnak felül, és mintegy 200-at választanak ki.

Szeretné megfigyelni az univerzumot Hubble-nel?