Hubble'i kosmoseteleskoop

Allikas: Vikipeedia
Hubble'i kosmoseteleskoop
Hubble 01.jpg
Hubble'i teleskoop hakkab eralduma kosmosesüstikust Discovery (1997).
Organisatsioon NASA / ESA
Kaaslane Maa
Kanderakett Space Shuttle Discovery
COSPAR ID 1990-037B
Mass 11 110 kg


Hubble'i teleskoobi foto kaugetest galaktikatest

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

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 tähtsaimaid 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 see 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 kosmosessesaatmiseni 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[muuda | redigeeri lähteteksti]

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.

Vigane peegel[muuda | redigeeri lähteteksti]

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.

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 3 aastat pärast läkitamist parandati viga ära.

Probleemi olemus[muuda | redigeeri lähteteksti]

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. Kahjuks pandi seade 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[muuda | redigeeri lähteteksti]

Spiraalgalaktika M100, pildid enne ja pärast vea parandust.

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. Aastal 1993 lisati teleskoobile uus komponent, mille tööpõhimõte oli nagu prillidel, et sfäärilist aberratsiooni parandada.[7][8]

Avalik kasutamine[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ükskõik kes võib esitada avalduse, et teleskoopi kasutada, kuid analüüside rahastamine on ainult võimalik USA institutsioonidele.[9] Konkurents teleskoobi kasutusele on tihe, kõigest üks viiendik avalduse esitajatest saavad aja, et teleskoopi kasutada.

Amatöörvaatlused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Esimene STScI-i direktor Riccardo Giacconi andis 1986. aastal teada, et plaanib osa oma direktoriksoleku ajast pühendada amatöörastronoomidele, 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 amatöörastronoomi. Pärast seda vähendati STScI-is eelarvet, mis ei võimaldanud enam amatöörastronoomidel teleskoopi kasutada ning rohkem amatöörprogramme läbi viidud pole.

20. aastapäev[muuda | redigeeri lähteteksti]

Infrapunakiirguse-lähedane valgus WFC3-elt "Mystic Mountain"-i regioonist Carina Nebulas.

Hubble'i teleskoop tähistas 24. aprillil 2010 20 aastat kosmosesolekut. Selle mälestuseks avaldasid NASA, ESA ja Kosmoseteleskoobi Instituut (STScI) pildi Carina Nebula-st.

Teaduslikud tulemused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Võtmeprojektid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kaheksakümnendate 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.

Tähtsad avastused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hubble võimaldas lahendada pikalt 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 loodi uus konstant-väärtus Hubble'i konstant, mis on mõõtühik, millega kirjeldatakse universumi paisumise kiirust. Enne Hubble'i kosmoseteleskoobi läkitamist oli Hubble'i konstandi hinnangute viga kuni 50%, kuid Hubble'i mõõtmiste tulemusel on selle konstandi täpsus ±10%, mis langeb kokku teiste täpsete mõõtmistega, mis on tehtud peale Hubble'i ülessaatmist kasutades teisi tehnikaid.[11]

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

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Canright, Shelley. "NASA's Great Observatories". NASA. Vaadatud 26. aprill 2008. 
  2. Wilford, John (9. aprill 1990). "Telescope Is Set to Peer at Space and Time". The New York Times. Vaadatud 19. jaanuar 2009. 
  3. "James Webb Space Telescope (JWST) Independent Comprehensive Review Panel (ICRP) Final Report" (PDF). NASA. p. 32. Vaadatud 4. september 2012. 
  4. Ferguson et al. (2000b)
  5. " Esimene hooldusmissioon" Arhiiv: hubble.nasa.gov
  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."
  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.
  8. Fisher, Arthur. "The Trouble with Hubble". Popular Science: 100. 
  9. "HST Call for Proposals", Chapter 2.3.
  10. "Amateur Astronomers Will Use NASA's Hubble Space Telescope". STScI. 10. september 1992. Vaadatud 26. aprill 2008. 
  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.  Preprint available here.
  12. Clifton, Timothy; Ferreira, Pedro G (23. märts 2009). "Does Dark Energy Really Exist?". Scientific American. Vaadatud 16. juuni 2009. 
  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.