| |||
|
Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. | |||
|
Hubblovu teleskopu se prodlužuje nájemní smlouva na život
Vít Hloušek
Poslední tři úspěšné starty raketoplánů přesvědčily NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších., že je bezpečné vyslat raketoplán s jednoznačným cílem: opravit Hubbleův vesmírný dalekohledHST (Hubble Space Telescope) – Hubblův vesmírný dalekohled. Největší dalekohled na oběžné dráze kolem Země, kde byl v roce 1990 umístěn do výšky 614 km. Průměr primárního zrcadla je 2,4 m. Z hlediska kosmologie je zajímavý HST Key Project (klíčový projekt HST), který v roce 1999 posloužil k prvnímu přesnému určení Hubbleovy konstanty. V lednu 2004 NASA zrušila servisní mise k tomuto unikátnímu přístroji, nicméně v roce 2006 bylo rozhodnuto o poslední servisní misi, která měla proběhnout v roce 2008. Mise byla kvůli závadě na dalekohledu odložena a uskutečnila se v květnu 2009. a nainstalovat na něj nová zařízení. Po haváriích raketoplánů byly servisní mise k dalekohledu zrušeny pro možné nebezpečí ohrožení posádky. Nyní změnila kosmická agentura svůj názor. Jejím cílem je opravit observatoř kroužící nad námi a doplnit ji o nejnovější technologie. Tento nádech života by měl udržet Hubble plně funkční do roku 2013.
Hubblův dalekohled. Zdroj: NASA.
|
HST (Hubble Space Telescope) – Hubblův vesmírný dalekohled. Největší dalekohled na oběžné dráze kolem Země, kde byl v roce 1990 umístěn do výšky 614 km. Průměr primárního zrcadla je 2,4 m. Z hlediska kosmologie je zajímavý HST Key Project (klíčový projekt HST), který v roce 1999 posloužil k prvnímu přesnému určení Hubbleovy konstanty. V lednu 2004 NASA zrušila servisní mise k tomuto unikátnímu přístroji, nicméně v roce 2006 bylo rozhodnuto o poslední servisní misi, která měla proběhnout v roce 2008. Mise byla kvůli závadě na dalekohledu odložena a uskutečnila se v květnu 2009. NASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. |
Od vypuštění v roce 1990 udělal HST mnoho velmi významných objevů při pozorování odlehlých částí vesmíru, ale v roce 2004 se NASA rozhodla neprodlužovat dále jeho životnost po očekávaném selhání baterií a gyroskopů v roce 2008.
31.října tohoto roku se ale agentura rozhodla, že přibližně v polovině roku 2008 vyšle servisní misi na jeho údržbu. Astronauti nainstalují dvě nová zařízení zvaná COS (Cosmic Origin Spectrograph), což je zařízení na pozorování UV spekter záření prvků, ze kterých se skládají hvězdy a vzdálené galaxie. Druhým přístrojem bude WFC3 (Wide Field Camera 3), což je kamera na pozorování ve viditelném spektru a jeho přilehlých oblastech, půjde o přesnějšího následovníka stávající kamery WFPC2. Astronauti se také pokusí opravit porouchaná zaměřovací čidla FGS (Fine Guidance Sensors), a dále spektrograf STIS, který selhal v roce 2004.
Při posuzování této mise se muselo uvažovat, že Hubble je na mnohem vyšší orbitě než je Mezinárodní kosmická staniceISS – International Space Station, mezinárodní vesmírná stanice. Od roku 1993 je společným projektem americké NASA, Ruska, Kanady, evropských států sdružených v kosmické agentuře ESA a Japonska. První modul byl vynesen v roce 1998, první posádka na stanici byla v roce 2000. V roce 2008 byl k ISS připojen evropský výzkumný modul Columbus. V roce 2011 byl instalován víceúčelový americký modul Leonardo a v roce 2021 zatím poslední ruský modul Nauka. V roce 2011 letěl k ISS poslední raketoplán. Od té doby zajišťují styk se stanicí lety ruských lodí Sojuz, v poslední době se přidaly lodi Crew Dragon soukromé společnosti SpaceX. Na ISS operuje stálá posádka.. Takže v případě poruchy raketoplánu nebude možné využít pomoc z ISSISS – International Space Station, mezinárodní vesmírná stanice. Od roku 1993 je společným projektem americké NASA, Ruska, Kanady, evropských států sdružených v kosmické agentuře ESA a Japonska. První modul byl vynesen v roce 1998, první posádka na stanici byla v roce 2000. V roce 2008 byl k ISS připojen evropský výzkumný modul Columbus. V roce 2011 byl instalován víceúčelový americký modul Leonardo a v roce 2021 zatím poslední ruský modul Nauka. V roce 2011 letěl k ISS poslední raketoplán. Od té doby zajišťují styk se stanicí lety ruských lodí Sojuz, v poslední době se přidaly lodi Crew Dragon soukromé společnosti SpaceX. Na ISS operuje stálá posádka.. Po 3 úspěšných startech raketoplánů se ale NASA rozhodla, že i toto riziko je přijatelné. Každopádně bude připraven ke startu druhý raketoplán, který by posádce v případě nouze přiletěl na pomoc.
Z historie HST
Dalekohled HST umístěný na oběžné dráze Země ve výšce 614 km je nejvýkonnějším dalekohledem na světě. Jde o společný projekt NASANASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších. a ESAESA – European Space Agency, Evropská kosmická agentura. ESA spojuje úsilí 18 evropských zemí na poli kosmického výzkumu. Centrální sídlo je v Paříži, pobočky jsou v mnoha členských zemích. ESA byla založena v roce 1964 jako přímý následovník organizací ESRO a ELDO. Nejznámější nosnou raketou využívanou ESA je Ariane. Česká republika vstoupila do ESA v listopadu 2008.. Na oběžné dráze pracuje bez rušivých vlivů atmosféry. Na Zemi existují větší systémy, ale s výrazně menším výkonem. Podpůrná optika umožňuje astronomická pozorování v UV, optickém oboru a blízkém IR oboru (od 115 nm do 1 000 nm).
- 1990 – navedení na oběžnou dráhu. Dalekohled byl naveden na oběžnou dráhu a již brzo po startu se objevila řada závad (chyba v katalogu pozičních hvězd, vibrace panelů slunečních baterií), které byly odstraněny. Současně se zjistilo že hlavní zrcadlo bylo podleštěno o 4 μm. Kombinací chyby 2,4 m zrcadla a 34 cm zrcadla sekundárního vznikl rozdíl ohniskových vzdáleností okrajového a středového paprsku o 38 mm. Tato závada byla odstraněna až při první servisní misi instalací korekční desky.
- 1993 – první servisní mise (SM1), raketoplán Endeavour: oprava a první údržba HST, instalace korekční desky COSTAR (odstranění sférické aberace), výměna širokoúhlé planetární kamery WFPC za WFPC2 s rozlišovací schopností 0,05", výměna slunečních baterií.
- 1997 – druhá servisní mise (SM2), raketoplán Discovery: instalace spektrografu STIS místo spektrografu FOS a IR kamery, instalace spektrografu NICMOS místo spektrografu GHRS, výměna jednoho ze čtyř stabilizačních setrvačníků, nové ochranné pokrývky pro citlivé materiály na HST.
- 1999 – třetí servisní mise (předčasná, SM3A), raketoplán Discovery: instalace 3 náhradních jednotek gyroskopů RSU (Rate Sensing Unit) po dvou gyroskopech RSG (Rate sensor Gyro), instalace řídícího počítače HST-486 s procesorem Intel 486DX (RAM 2 MB, frekvence 25 MHz).
- 2002 – třetí servisní mise (SM3B), raketoplán Columbia: instalována kamera ACS, chladící systém pro spektrometr NICMOS, který zajistí 5 let provozu, nové panely slunečních baterií a nová jednotka PCU (Power Control Unit), která je odpovědná za distribuci energie ze slunečních baterií do HST.
- 2004 – rozhodnutí NASA o zrušení servisních misí
- 2006 – rozhodnutí NASA o obnovení servisních misí
Servisní mise k HST v roce 1993.
Seznam dosavadních přístrojů na HST
- ACS (Advanced Camera for Surveys) – kamera umístěná na HST při servisní misi SM3B v roce 2002 namísto starší kamery FOC. ACS má ostřejší obraz, širší zorné pole (202″×202″) a větší vlnový rozsah (blízké IR, V, celé UV) než FOC. Přístroj je složen z širokoúhlé kamery a kamery s vysokým rozlišením.
- FOC (Faint Object Camera) – kamera první generace umístěná na HST od roku 1990. Byla určena ke sledování slabých objektů s malým zorným polem. Nahrazena byla v roce 2002 kamerou ACS.
- FOS (Faint Object Spectrometer) – Spektrograf první generace, který se využíval k pořízení spekter velmi slabých a vzdálených objektů. Součástí byl polarimetr ke studiu polarizace zdrojů. V roce 1997 byl nahrazen spektrometrem NICMOS.
- GHRS (Goddard High Resolution Spectrograph) – spektrograf první generace, byl na HST od roku 1990 do roku 1997, kdy byl nahrazen spektrografem STIS. Pořizoval spektra jasných objektů s vysokým rozlišením.
- HSP (High Speed Photometer) – fotometr první generace. Sloužil od roku 1990 do roku 1993 k měření jasnosti proměnných objektů, například pulzarů.
- NICMOS (Near Infrared Camera/Multi-Object Spectrometer) – zobrazovací jenotka a spektrograf druhé generace. Je jediným přístrojem na HST pro blízkou IR oblast. Tato oblast vyžaduje účinné chlazení, původní chlazení dusíkem mělo značné problémy a bylo při servisní misi SM3B nahrazeno jiným typem chlazení.
- STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) – spektrograf druhé generace, nahradil spektrograf GHRS v roce 1997. využívá se k pořizování spekter různých objektů. Jeho výhodou je, že pořídí současně spektra i ostatních zdrojů v okolí objektu. Přístroj selhal v roce 2004.
- WFPC (Wide Filed Planetary Camera) – první generace širokoúhlé zobrazovací kamery. Pracovala od roku 1990 do roku 1993, kdy byla nahrazena přístrojem WFPC2.
- WFPC2 (Wide Filed Planetary Camera 2) – širokoúhlá planetární kamera, na HST byla instalována v roce 1993 při první servisní misi, kdy nahradila starší širokoúhlou kameru. Rozlišení je 0,05″, kamera obsahuje 4 CCDCCD – Charge Coupled Device, zařízení s nábojovou vazbou, umožňuje převést paralelní analogový signál (elektrický náboj kumulovaný v potenciálových jámách) na sériový signál, daný časovou posloupností proudových pulzů úměrných kumulovanému náboji. Při serializaci paralelní informace CCD funguje jako posuvný registr, který umožňuje postupné posouvání náboje změnou potenciálového profilu řízenou hodinovým signálem. (Přesun náboje si lze přestavit podobně jako řetěz lidí předávajících si při požáru na povel různě naplněná vědra s vodou. S každým povelem se konkrétní vědro posune o krok blíže k požáru. Časový průběh proudu vody vylitého do ohně odráží prostorové rozložení objemů vody ve vědrech.) Potenciálové jámy mohou být umístěny vedle sebe pouze v jediné řadě (lineární CCD) nebo ve více řadách (plošné CCD). Nejznámějšími CCD jsou fotoelektrické snímače, kdy se rozložení náboje vytváří vnitřním fotoefektem. Mohou však sloužit i jako paměťové prvky (například jako odkládací paměť pro výše zmíněné fotoelektrické snímače). V zobrazovacích zařízeních jsou nejmenší rozměry jednoho CCD pixelu 9×9 mikrometrů a plošné senzory jsou tvořeny maticí velkou až 5120×5120 pixelů. Chlazené CCD senzory pracují se šumem odpovídajícím 4 až 7 elektronům. (Údaje z roku 2008.) matice po 640 000 pixlech. Ze spektra (blízké IR, V, blízké UV) může být vybrán úzký obor pomocí padesáti filtrů.
Budoucnost a nové přístroje
- 2008 - čtvrtá servisní mise (SM4), instalace kamery WFC3 a UV spektrografu COS
- COS (Cosmic Origin Spectrometer) – spektrograf čtvrté generace, který bude umístěn na HST při servisní misi v roce 2008.
- WFC3 (Wide Field Camera 3) – čtvrtá generace zobrazovací kamery na HST, jejíž instalace je plánována při čtvrté servisní misi v roce 2008, kdy by měla nahradit kameru WFPC2.
Kamera WFC3, která je připravena od roku 2004. Její
instalaci na HST
znemožnily havárie raketoplánů. Na HST bude umístěna v roce 2008.
Klip týdne
WFC3 (Wide Field Camera 3) Nová širokoúhlá kamera, která bude instalována na HST při servisní misi v roce 2008. Nahradí dosavadní kameru WFPC2, která pořídila mnoho unikátních záběrů nejhlubších koutů vesmíru. Ke startu je již dva roky připravena v Goddardově letovém středisku NASA.
Odkazy
