# Как работает телескоп Хаббл
Космический телескоп «Хаббл» — один из самых известных и революционных космических телескопов в истории астрономии. Запущенный 24 апреля 1990 года космическим шаттлом «Дискавери», «Хаббл» позволил астрономам и ученым изучать Вселенную как никогда раньше. Но как же на самом деле работает «Хаббл»? В этой статье подробно объясняются принципы и механизмы работы телескопа «Хаббл».
## Основные принципы работы телескопов
В целом, телескопы работают, собирая свет от удаленных объектов и создавая изображение, которое можно анализировать. Первыми в мире были оптические телескопы, которые использовали линзы или зеркала для захвата и фокусировки света.
Телескоп Хаббл — это зеркальный (рефлекторный) телескоп, в котором падающий свет фокусируется главным зеркалом на вторичное зеркало, которое затем проецирует его на детектор или камеру для получения изображения. Поскольку он расположен вне земной атмосферы, Хаббл не подвержен атмосферным возмущениям, таким как искажение или уменьшение яркости, которые часто встречаются у наземных телескопов.
## Физическая структура Хаббла
«Хаббл» — это большой телескоп, длиной около 13,2 метра и весом около 11 000 кг. Телескоп состоит из нескольких основных компонентов:
1. Оптика телескопа: Центральным элементом телескопа «Хаббл» является его главное зеркало диаметром 2,4 метра. Это зеркало изготовлено из специального стекла и покрыто алюминием и тонким слоем фторида магния для усиления отражения света.
2. Научные приборы: Телескоп «Хаббл» оснащен множеством приборов, предназначенных для регистрации широкого диапазона длин волн света, от ультрафиолетового (УФ) до инфракрасного (ИК) излучения. К числу ключевых приборов относятся широкоугольная планетарная камера (WFPC2), усовершенствованная камера для обзоров (ACS) и ближнеинфракрасная камера и многообъектный спектрометр (NICMOS).
3. Системы управления и электроника: «Хаббл» оснащен высокотехнологичными компьютерами и системами управления, обеспечивающими высокоточное наведение и хранение данных.
4. Солнечные панели: Для питания «Хаббл» оснащен двумя большими солнечными панелями, которые преобразуют солнечную энергию в электричество.
5. Коммуникационная антенна: Связь с Землей осуществляется через антенну, которая передает научные данные и принимает команды из центра управления НАСА.
## Как работает телескоп Хаббл
### Сбор и фокусировка света
Когда телескоп «Хаббл» направлен на какой-либо объект, например, далёкую галактику или звезду, главное зеркало собирает свет от этого объекта. Этот свет направляется на меньшее вторичное зеркало и отражается обратно к различным научным приборам телескопа.
Главное и вторичное зеркала телескопа «Хаббл» работают вместе, создавая высокодетализированные изображения. Главное зеркало собирает как можно больше света, а вторичное зеркало помогает сфокусировать и направить этот свет на детектор.
### Наблюдение и визуализация
После сбора и фокусировки свет проходит через различные приборы и детекторы телескопа. Например, WFPC2 или ACS получают изображения на разных длинах волн. Затем эти данные сохраняются в цифровом формате.
Такие приборы, как NICMOS, используются для наблюдений в инфракрасном диапазоне, что позволяет изучать очень холодные или очень далекие объекты, излучающие инфракрасное излучение. Другие приборы могут использоваться для наблюдений в ультрафиолетовом диапазоне, что может предоставить информацию о высокоэнергетических процессах во Вселенной.
### Передача данных на Землю
Данные, полученные приборами телескопа «Хаббл», затем передаются на Землю с помощью спутниковой системы связи. «Хаббл» оснащен радиопередатчиками и приемниками, которые взаимодействуют со спутником доставки и ретрансляции данных телескопа (TDRS). Затем эти данные передаются в Институт космических телескопов (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд, где они обрабатываются, анализируются и архивируются.
Благодаря этому процессу астрономы по всему миру могут получить доступ к данным, полученным телескопом «Хаббл», для своих исследований.
### Оптическая коррекция
Вскоре после запуска телескоп «Хаббл» столкнулся с проблемами с главным зеркалом, из-за чего изображения получались размытыми. Анализ показал, что главное зеркало имело крошечный, но существенный дефект на своей оси. Для решения этой проблемы в 1993 году НАСА отправило космический челнок для установки системы оптической коррекции, получившей название COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement). Эта система работает как очки, корректируя путь света, что позволяет «Хабблу» получать четкие и ясные изображения.
### Работа без атмосферных помех
Одно из ключевых преимуществ телескопа «Хаббл» перед наземными телескопами — это его способность наблюдать Вселенную без помех со стороны земной атмосферы. Наша атмосфера искажает свет, исходящий от далеких объектов, из-за явления, известного как атмосферная турбулентность. Это приводит к появлению «мерцания» на звездах, видимого невооруженным глазом, и может значительно ухудшить резкость изображений, получаемых наземными телескопами. Находясь вне атмосферы, «Хаббл» может получать изображения с гораздо более высоким разрешением и четкостью.
### Некоторые важные открытия Хаббла
1. Ускоренное расширение Вселенной: Одним из важнейших открытий, сделанных благодаря телескопу «Хаббл», стало подтверждение того, что скорость расширения Вселенной возрастает. Это открытие подтверждает концепцию темной энергии — загадочной формы энергии, которая, как считается, ответственна за ускоренное расширение Вселенной.
2. Детали планет и галактик: Телескоп «Хаббл» предоставил нам беспрецедентные изображения планет нашей Солнечной системы, включая мощные штормы на Юпитере и Сатурне, а также подробные панорамы далеких галактик и скоплений галактик.
3. Сверхмассивные черные дыры: Благодаря телескопу «Хаббл» ученые смогли наблюдать и подтвердить существование сверхмассивных черных дыр в центрах многих галактик, включая нашу собственную галактику, Млечный Путь.
4. Звездообразование: Телескоп «Хаббл» также позволил проводить прямые наблюдения областей образования новых звезд, что дает нам представление о том, как звезды формируются из облаков газа и пыли.
## Заключение
Космический телескоп «Хаббл» открыл новое окно в наше понимание Вселенной. Благодаря передовым технологиям и расположению за пределами земной атмосферы, «Хаббл» позволил совершить важные открытия, расширившие наши знания о космосе. От наблюдения за звездообразованием до измерения расширения Вселенной — «Хаббл»
