Hubble -rumteleskop: Billeder, fakta og historie

Hubble rumteleskop

Hubble -rumteleskopets ikoniske opfattelse af skabelsessøjlerne i ørnetågen. (Billedkredit: J. Hester/P. Scowen/ASU/HST/NASA)



Siden lanceringen i 1990 har Hubble -rumteleskopet (HST) leveret et blændende udvalg af billeder, der har undret og inspireret offentligheden. Mere end bare smukke billeder har snesevis af terabyte med indsamlede data givet indsigt i universet, fra objekter så tæt som månen til de fjerneste galakser, med utrolige fotos af supernovaer og nebulas imellem.



Her udforsker vi teleskopets historie og dets opdagelser, giver Hubble -fakta og links til nogle af de kredsende observatoriets bedste billeder.

Relaterede: De bedste Hubble -rumteleskopbilleder nogensinde!

At få Hubble fra jorden



Da Galileo første gang vendte et spyglas til himlen i 1610, havde han problemer med at skelne fra Saturn's ringe, der er synlige i billige teleskoper i dag. Fremskridt inden for optik forbedrede til sidst forskernes syn på planeterne, stjernerne og fjerne galakser, men Jordens atmosfære blokerede stadig meget af lyset for observatører på jorden. Større teleskoper var og er stadig placeret oven på bjerge, hvor den tyndere atmosfære ved højere højder tillader klarere billeder.

I 1946, kort efter anden verdenskrig, foreslog astronomen Lyman Spitzer at lancere et rumteleskop, som kunne overvinde begrænsningerne ved jordbaserede observatorier. Det tog et par årtier mere, før ideen fik nok støtte til National Academy of Science til at organisere et udvalg af forskere til at evaluere potentialet ved et stort rumteleskop. Med Spitzer i spidsen offentliggjorde udvalget et dokument i 1969, der skitserede den videnskabelige anvendelse af et stort rumteleskop og gik ind for dets konstruktion, ifølge en teleskopets historie skrevet af Gabriel Olkoski til NASA .

National Academy of Science tog deres pitch til NASA - det eneste agentur, der var i stand til at gøre det store rumteleskop til virkelighed. NASA overvejede allerede et rumteleskop af en eller anden type, men de var ikke i tvivl om, hvor stort det skulle være, og hvor de skulle starte. I 1971 greenlight, agenturets fungerende administrator på det tidspunkt, greenlightede Large Space Telescope Science Steering Group, og NASA begyndte snart at lobbye kongressen for finansiering af bestræbelserne.



Hubble -rumteleskopet gennemgik mange års udvikling. Her praktiserer astronauter at servicere teleskopet i det vægtløse miljø i Neutral Opdriftssimulator på Marshall Space Flight Center.

Hubble -rumteleskopet gennemgik mange års udvikling. Her praktiserer astronauter at servicere teleskopet i det vægtløse miljø i Neutral Opdriftssimulator på Marshall Space Flight Center.(Billedkredit: NASA/MFSC)

Det dyre projekt var et hårdt salg, og finansiering blev i første omgang nægtet af underudvalget for husbevillinger i 1975. NASA øgede derefter deres lobbyindsats og fik buy-in fra European Space Agency, som delte omkostningerne. Kongressen gav til sidst finansiering til NASAs del af det store rumteleskop i 1977.



Udviklingen begyndte næsten med det samme, og NASA planlagde at lancere teleskopet i 1983, men forskellige produktionsforsinkelser skubbede lanceringsdatoen tilbage til 1986.

I mellemtiden blev det store rumteleskop omdøbt til Hubble (HST) til ære for Edwin hubble , en amerikansk astronom, der blandt andet fastslog, at universet strakte sig ud over Mælkevejens grænser.

HST blev endnu en gang forsinket, efter at rumfærgen Challenger fra 1986 eksploderede et minut efter start den 28. januar samme år og dræbte alle syv astronauter om bord. Det tog to år, før shuttle -flyvninger kunne genoptages, og NASA kunne begynde at planlægge Hubbles lancering igen.

Verdens første rumteleskop blev endelig lanceret ombord på rumfærgen Discovery den 24. april 1990. Indsatsen kostede 1,5 milliarder dollar, men der ville være løbende omkostninger - både forventede og uventede.

Hubble -rumteleskopet indsættes fra NASA

Hubble -rumteleskopet blev indsat fra NASAs rumfærge Discovery den 25. april 1990.(Billedkredit: NASA)

De første instrumenter på Hubble omfattede Wide Field Planetary Camera, Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS), Faint Object Camera (FOC), Faint Object Spectrograph (FOS) og High Speed ​​Photometer.

Hubble oplevede udstyrsproblemer lige fra flagermus. Teleskopets billeder kom så sløret tilbage, at de var tæt på ubrugelige. Hubbles hovedspejl havde en defekt - en sfærisk aberration forårsaget af en produktionsfejl. Fejlen var lille, kun 1/50 af tykkelsen på et ark papir, men det var stort nok til at forårsage store billeddannelsesproblemer.

Det tog tre år, før NASA kunne montere en reparationsmission. Den 2. december 1993 færgede rumfærgen Endeavour et besætning på syv for at ordne Hubble i løbet af fem dages rumvandringer. To nye kameraer, herunder Wide-Field Planetary Camera 2 (WFPC-2)-som senere tog mange af Hubbles mest berømte fotos-blev installeret under rettelsen. I december 1993 nåede de første nye billeder fra Hubble Jorden, og de var betagende.

Siden da har Hubble fortsat leveret hidtil uset information om vores univers og inspireret nysgerrige sind rundt om i verden.

Dette billede taget af Hubble-rumteleskopet viser Cepheid-variabelstjernen RS Puppis, som rytmisk lysner og dæmper over en seks ugers cyklus.

Dette billede taget af Hubble-rumteleskopet viser Cepheid-variabelstjernen RS Puppis, som rytmisk lysner og dæmper over en seks ugers cyklus.(Billedkredit: NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA) -Hubble/Europe Collab)

Hubble fakta

Hubble er et fælles projekt mellem NASA og European Space Agency. Her er nogle grundlæggende fakta om teleskopet og missionen, med tilladelse fra Space Telescope Science Institute (STScI), der driver Hubble til NASA:

Teleskopstørrelse:

  • Længde: 43,5 fod (13,2 meter)
  • Vægt: 24.500 lbs. (11,110 kg)
  • Maksimal diameter: 4,2 m

Mission fakta:

  • Lancering: 24. april 1990 fra rumfærgen Discovery (STS-31)
  • Implementering: 25. april 1990
  • Servicemission 1: december 1993
  • Servicemission 2: februar 1997
  • Servicemission 3A: december 1999
  • Servicemission 3B: februar 2002
  • Servicemission 4: maj 2009

Rumfartstatistik:

  • Bane: Gennemsnitlig højde på 307 sømil (569 km eller 353 miles), der hælder 28,5 grader til ækvator.
  • Tid til at fuldføre en bane: 97 minutter
  • Hastighed: 17.500 mph (28.000 km/t)

Data:

Hubble sender cirka 120 gigabyte videnskabelige data hver uge. Det ville være cirka 3.97 fod (1.097 meter) bøger på en hylde. Indsamlingen af ​​billeder og data gemmes på magneto-optiske diske.

Strøm:

  • Energikilde: Sollys
  • Mekanisme: To 25 fods solpaneler
  • Strømforbrug: 2.800 watt
  • Batterier: 6 nikkel-hydrogen (NiH), med en lagerkapacitet svarende til 20 bilbatterier

Optik:

  • Primær spejldiameter: 2,4 m
  • Primær spejlvægt: 1.825 lb (828 kg)
  • Sekundær spejldiameter: 0,3 m
  • Sekundær spejlvægt: 27,3 lb (12,3 kg)

Relaterede: Hubble -quiz: Hvor godt kender du det berømte teleskop?

Servicemissioner

Hubble er blevet serviceret fem gange. Her er højdepunkterne i hver servicemission:

  • Servicemission 1 - STS -61, december 1993: En korrigerende optikpakke blev installeret, og Wide Field Planetary Camera blev udskiftet med Wide Field og Planetary Camera 2 (inklusive et internt optisk korrektionssystem.) Computerne blev opgraderet. Astronauterne erstattede også solceller, gyroskoper, magnetometre, computere og andet udstyr.
  • Servicemission 2-STS-82, februar 1997: Blandt andre opgaver installerede astronauter Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) og Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS), som erstattede GHRS og FOS. Et uventet problem med NICMOS forkortede dens forventede levetid til kun 2 år, mindre end halvdelen af ​​de første fremskrivninger.
  • Servicemission 3A - STS -103, december 1999: Den tredje servicemission blev delt i to dele, efter at tre af de seks gyroskoper (pegeredskaber) mislykkedes på Hubble. Bare et par uger før 3A løftede fejl, mislykkedes et fjerde gyroskop og lod teleskopet ikke være i stand til at pege i den rigtige retning til observationer. 3A erstattede blandt andet alle gyroskoper, en fin styresensor og computeren. Missionen satte Hubble tilbage i brug kort efter reparationerne var afsluttet.
  • Servicemission 3B - STS -109, marts 2002: Denne mission installerede Advanced Camera for Surveys (udskiftning af FOC), reparerede NICMOS og udskiftede solcelleanlæggene.
  • Servicemission 4-STS-125, maj 2009: Denne mission var først planlagt til februar 2005, men NASA annullerede den, efter at Columbia-shuttlen blev beskadiget under lanceringen og brød op under genindrejsen i 2003 og dræbte syv astronauter. Hubble befinder sig i en anden bane end den internationale rumstation. Skulle en shuttle blive beskadiget ved lift, var der ingen sikker tilflugtssted for astronauter at trække sig tilbage til i nødstilfælde. Efter ramaskrig fra kongressen, det videnskabelige samfund og offentligheden blev Hubble-missionen imidlertid genindsat og planlagt til 2008. Da en af ​​Hubbles datahåndteringsenheder mislykkedes, blev missionen skubbet tilbage til 2009 for også at indeholde en erstatningsdel til dette. . Astronauterne på mission 4 reparerede eller udskiftede flere systemer og installerede to nye instrumenter: Wide Field Camera 3 og Cosmic Origins Spectrograph.

En udsigt til Hubble -rumteleskopet gennem vinduet på shuttle Atlantis, som bragte astronauter på en reparationsmission i 2009.

En udsigt til Hubble -rumteleskopet gennem vinduet på shuttle Atlantis, som bragte astronauter på en reparationsmission i 2009.(Billedkredit: NASA)

Hubble -opdagelser

Hubbles forhøjede perspektiv og avancerede optik gør det muligt at se længere væk, end tidligere jordbaseret optik kan se. Fordi lys tager tid at rejse lange afstande, får HST's rækkevidde det til at fungere som et tidsmaskine ; lyset, det ser fra fjerne objekter, afslører kun, hvordan det objekt fremkom, da lyset forlod det, ikke hvordan det ser ud i dag. Når vi ser på Andromeda-galaksen, 2,5 millioner lysår fra Jorden, ser vi den således, som den var for 2,5 millioner år siden.

Dette billede viser ur -dværg galakse kandidater cirklet i grønt. Tre forstørrelser til højre viser flere dværggenstande, der ligger ved Hubbles grænser

Dette billede viser ur -dværg galakse kandidater cirklet i grønt. Tre forstørrelser til højre viser flere dværgobjekter, der er ved grænserne for Hubbles nuværende instrumentfunktioner. Hubble UDF er en lille himmelregion i retning af det sydlige stjernebillede Fornax. De svageste objekter er mindre end en fire milliarddel af stjernernes lysstyrke, der kan ses med det blotte øje.(Billedkredit: NASA, ESA, R. Windhorst (Arizona State University) og H. Yan (Spitzer Science Center, Caltech))

Og med Hubble afsløres fjerne objekter, som ellers slet ikke kan ses.

Da astronomer for eksempel pegede HST på et tilsyneladende tomt stykke himmel i Ursa Major i 1995, tog de f.eks. Et billede af over 3.000 galakser, der var for fjernt til at blive opdaget af andre teleskoper. (Dette blev senere kaldt Hubble Deep Field). Nogle af galakserne var så unge, at de endnu ikke var begyndt på en seriøs stjernedannelse. Andre dybe feltobservationer i det samme område blev udført og kiggede dybere ind i rummet hver gang. Disse blev kaldt Hubble Ultra-Deep Field (udgivet i 2004) og Hubble eXtreme Deep Field (udgivet i 2012).

Udover at se på det tidlige univers, hjalp Hubble også astronomer med at måle, hvor lang tid der var gået siden Big Bang. Ved at måle en særlig slags pulserende stjerne kendt som en Cepheid variabel , de var i stand til at indsnævre universets alder fra sit område før HST på 10 til 20 milliarder år til mere præcise 13,7 milliarder år.

Hubble undersøger også individuelle stjerner i forskellige stadier af deres udvikling - fra støvskyerne, der danner spædbarnsstjerner til ligene af dem, der for længst detonerede, og dem derimellem. Det har endda været i stand til at kigge uden for vores galakse, Mælkevejen, og ind i dets naboer, de magellanske skyer og Andromeda -galaksen.

Relaterede: De mest fantastiske Hubble -rumteleskopfund

Mere udfordrende at se end stjerner er planeter, der kredser om andre soler. Men i 2008 tog Hubble billeder af planeten Fomalhaut b, første gang en ekstrasolar planet blev direkte afbildet i synligt lys. Men de fleste planeter er mere udfordrende at fotografere. Meget af HST's arbejde med andre planeter kommer gennem detektering af deres atmosfære, når de passerer foran deres sol; atmosfæren filtrerer lyset fra stjernerne, og Hubble registrerer ændringerne.

Hubble bruger måske meget af sin tid på at kigge lysår fra Jorden, men til tider tager det tid at fotografere planeterne, der rejser rundt om vores sol. Billeder i høj opløsning taget af Jupiter, Saturn og endda Pluto kan give indsigt, der kun kan toppes af planetariske sonder, der cirkler omkring planeterne. Billeder fra HST giver forskere på Jorden mulighed for at overvåge ændringer i planetens atmosfære og overflade. Da kometen Shoemaker-Levy styrtede ned i Jupiter i 1994, fotograferede Hubble den dødelige kollision. Efterspillet afslørede meget om gasgigantens atmosfære.

Hubble har endvidere set, hvad der ser ud til at være vandfyr, der bryder ud fra månen Europa, en måne fra Jupiter. Teleskopet foretog en første observation i marts 2014 og så en efterfølgende kandidat plume på samme sted i februar 2016.

I kredsløb i mere end to årtier har Hubble givet forskere en større forståelse af planeterne, galaksen og hele universet. Blandt de mest fantastiske Hubble -opdagelser og forskningsprojekter:

  • Oprettelse af et 3D-kort over mystisk mørkt stof.
  • Opdager Nix og Hydra, to måner af Pluto.
  • Hjælper med at bestemme hastigheden af ​​universets ekspansion.
  • Opdager, at næsten alle større galakser er forankret af et sort hul.
  • Hjælper med at forfine universets alder.

Seneste Hubble -opdagelser

Her er nogle yderligere højdepunkter i Hubbles opdagelser i løbet af de sidste par år:

Fantastiske Hubble -billeder

Nedenfor er nogle af de bedste billeder taget af Hubble.

Find mere i dette galleri med fantastiske Hubble -billeder .

Helix -stjernetågen, en planetarisk tåge i stjernebilledet Vandmanden også kendt som

Helix -stjernetågen, en planetarisk tåge i stjernebilledet Vandmanden også kendt som 'Guds øje'.(Billedkredit: NASA, ESA og C.R. O'Dell (Vanderbilt University))

Denne massive, unge stjernegruppe, kaldet R136, er kun få millioner år gammel og bor i 30 Doradus-stjernetågen, et turbulent stjernefødtområde i den store magellanske sky, en satellitgalakse i Mælkevejen.

Denne massive, unge stjernegruppe, kaldet R136, er kun få millioner år gammel og bor i 30 Doradus-stjernetågen, et turbulent stjernefødtområde i den store magellanske sky, en satellitgalakse i Mælkevejen.(Billedkredit: NASA, ESA og F. Paresce (INAF-IASF, Bologna, Italien), R. O'Connell (University of Virginia, Charlottesville) og Wide Field Camera 3 Science Oversight Committee)

Hubble-rumteleskopet har fået den mest detaljerede visning af Krabbe-stjernetågen på et af de største billeder, der nogensinde er taget af det rumbaserede observatorium.

Hubble-rumteleskopet har fået den mest detaljerede visning af Krabbe-stjernetågen på et af de største billeder, der nogensinde er taget af det rumbaserede observatorium.(Billedkredit: NASA/ESA og Jeff Hester (Arizona State University).)

Hubble fanger Jupiter og ændrer sine striber. Skyer med høj og lav højde skifter sted og ændrer deres form og farve, mens de gør det.

Hubble fanger Jupiter og ændrer sine striber. Skyer med høj og lav højde skifter sted og ændrer deres form og farve, mens de gør det.(Billedkredit: NASA, ESA, A. Simon-Miller (NASA Goddard Space Flight Center), A. Sà © echez-Lavega, R. Hueso og S. PÃrez-Hoyos (Baskerlands universitet), E. Garcà & shy ; a-Melendo (Esteve Duran Observatory Foundation, Spanien) og G. Orton (Jet Propulsion Laboratory))

Hubble får et øjeblikkeligt glimt af mange hundrede tusinder af stjerner, der bevæger sig rundt i kuglehoben M13.

Hubble får et øjeblikkeligt glimt af mange hundrede tusinder af stjerner, der bevæger sig rundt i kuglehoben M13.(Billedkredit: NASA, ESA og Hubble Heritage Team (STScI/AURA))

Saturns ringe i ultraviolet -Et nyt kig på nogle af de mest kendte ringe i solsystemet. Kredit: NASA og E. Karkoschka (University of Arizona)

Hubble Ultra Deep Field - Stirende på en mørk himmel, dukkede HST op over 10.000 tidlige galakser uset fra jordens overflade. Kredit: NASA, ESA, R. Windhorst (Arizona State University) og H. Yan (Spitzer Science Center, Caltech)

Når galakser støder sammen -To kolliderende galakser producerede en langhalet, ringformet galakse. Kredit: NASA, ESA, Hubble Heritage (STScI/AURA) -ESA/Hubble Collaboration og A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

En måne af Uranus - HST fanger en formørkelse, da månen, Ariel, passerer foran solen. Kredit: NASA, ESA, L. Sromovsky (University of Wisconsin, Madison), H. Hammel (Space Science Institute) og K. Rages (SETI)

Hubble fanger billeder af støvstorme på den røde planet ved polarkapperne. Kredit: NASA, James Bell (Cornell Univ.), Michael Wolff (Space Science Inst.) Og The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Sommerfugl dukker op fra stjernedød - En døende stjerne, der udsender støv og gas, har skabt en smuk planetarisk tåge. Kredit: NASA, ESA og Hubble SM4 ERO Team

Kosmiske perler fra Supersonic Shockwave - Stødbølger udløst fra en supernova fra 1987 kolliderer nu med støvet og gassen omkring stjernen, opvarmer ringen og får den til at lyse. Kredit: NASA, P. Challis, R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) og B. Sugerman (STScI)

Galaktiske gasbobler - En gasboble i midten af ​​galaksen NGC 3079 stiger over den flade disk. Kreditter: NASA, Gerald Cecil (University of North Carolina), Sylvain Veilleux (University of Maryland), Joss Bland-Hawthorn (Anglo-Australian Observatory) og Alex Filippenko (University of California at Berkeley).

Eta Carinae - Dumbel Explosion - Støv og gas, der eksploderer på begge sider af stjernen, Eta Carinae, er vist i bemærkelsesværdige detaljer. Strukturer kun 10 milliarder miles på tværs kan observeres på trods af stjernernes store afstand. Kredit: Jon Morse (University of Colorado) og NASA

Ringtågerne - En døende stjerne slog støv og gas af for at skabe de mest berømte planetariske stjernetåger. HST afslørede mørke klumper af materiale indlejret i kanterne af gasringen, mens den døende stjerne gemmer sig i midten. Kredit: Hubble Heritage Team (AURA/STScI/NASA)

Forbereder turen til Vesta - Billeder taget af HST hjalp astronomer og ingeniører med at planlægge NASAs Dawn Mission til asteroiden Vesta og protoplaneten Ceres. Kreditter til Vesta: NASA; ESA; L. McFadden og J.Y. Li (University of Maryland, College Park); M. Mutchler og Z. Levay (Space Telescope Science Institute, Baltimore); P. Thomas (Cornell University); J. Parker og E.F. Young (Southwest Research Institute); og C.T. Russell og B. Schmidt (University of California, Los Angeles). Credits for Ceres: NASA; ESA; J. Parker (Southwest Research Institute); P. Thomas (Cornell University); L. McFadden (University of Maryland, College Park); og M. Mutchler og Z. Levay (Space Telescope Science Institute)

En strøm af subatomiske partikler -Elektroner og andre subatomære partikler strømmer fra et sort hul i midten af ​​galaksen M87. Kredit: NASA og The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Skomager-Levy Bruises Jupiter -Da kometen Shoemaker-Levy bombarderede Jupiter i 1994, satte den sine spor på planeten. Kredit: Hubble Comet Team og NASA.

Yderligere ressourcer:

Denne artikel blev opdateret den 20. april 2020 af demokratija.eu Reference Editor Kimberly Hickok.