Qu’est-ce qu’Hubble ? Les meilleures images de galaxies du télescope orbital Hubble

Depuis notre demeure terrestre, nous regardons au loin, essayant d’imaginer la structure du monde dans lequel nous sommes nés. Nous avons désormais pénétré profondément dans l'espace. Nous connaissons déjà assez bien les environs. Mais à mesure que nous avançons, nos connaissances deviennent de moins en moins complètes, jusqu'à nous rapprocher d'un horizon flou, où dans le brouillard des erreurs nous cherchons des repères à peine plus réels. La recherche se poursuivra. La poursuite du savoir histoire ancienne. Il n’est pas satisfait, on ne peut pas l’arrêter.
Edwin Powell Hubble

À l’aube du XXe siècle, les théoriciens de l’astronautique rêvaient qu’un jour l’humanité apprendrait à lancer des télescopes dans l’espace. L’optique terrestre à cette époque était imparfaite, les observations astronomiques étaient souvent entravées par le mauvais temps et « l’éclairage » du ciel. Il semblait donc raisonnable d’envoyer un télescope au-delà de l’atmosphère pour étudier les planètes et les étoiles sans interférence. Mais même les auteurs de science-fiction n'auraient pas pu prédire à cette époque combien de découvertes étonnantes et inattendues les télescopes orbitaux apporteraient.

Joyeux mariage

Le télescope orbital le plus célèbre est le télescope spatial Hubble (HST), du nom du célèbre astronome américain Edwin Powell Hubble, qui a prouvé que les galaxies sont des systèmes stellaires et a découvert leur récession.

Le télescope Hubble est l'un des quatre grands observatoires de la NASA. Doté d'un miroir principal d'un diamètre de 2,4 mètres, il resta longtemps le plus grand instrument optique en orbite, jusqu'à ce que l'Agence spatiale européenne y lance le télescope infrarouge Herschel d'un diamètre de miroir de 3,5 mètres en 2009. Sur une Terre de cette taille, les instruments ne peuvent pas pleinement réaliser leur résolution : les vibrations atmosphériques brouillent l'image.

Le projet aurait pu échouer si le télescope n’avait pas été conçu à l’origine pour être entretenu par des astronautes. La société Kodak a rapidement produit un deuxième miroir, mais il était impossible de le remplacer dans l'espace, puis les experts ont proposé de créer des « lunettes » spatiales - le système de correction optique COSTAR à partir de deux miroirs spéciaux. Pour installer le système sur Hubble, la navette spatiale Endeavour s'est mise en orbite le 2 décembre 1993. Les astronautes ont accompli cinq missions difficiles espace ouvert et a redonné vie au coûteux télescope.

Plus tard, les astronautes de la NASA se sont rendus à Hubble quatre fois de plus, prolongeant considérablement sa durée de vie. La prochaine expédition était prévue pour février 2005, mais en mars 2003, après la catastrophe de la navette Columbia, elle a été reportée sine die, ce qui a compromis la poursuite du fonctionnement du télescope.

Sous la pression du public, en juillet 2004, une commission de l'Académie américaine des sciences a décidé de préserver le télescope. Deux ans plus tard, le nouveau directeur de la NASA, Michael Griffin, annonçait la préparation de la dernière expédition visant à réparer et moderniser le télescope. On suppose qu'après cela, Hubble fonctionnera en orbite jusqu'en 2014, après quoi il sera remplacé par le télescope James Webb, plus avancé.

Hubble a été mis en orbite le 24 avril 1990 dans la soute de la navette spatiale Discovery. Ironiquement, Hubble, lorsqu’il a commencé à opérer dans l’espace, a produit une image pire qu’un télescope au sol de taille similaire. La raison était une erreur dans la fabrication du miroir principal

TRAVAILLER AVEC HUBBLE

Toute personne titulaire d’un diplôme en astronomie peut travailler avec Hubble. Cependant, vous devrez faire la queue. La concurrence pour le temps d'observation est forte : le temps demandé est généralement six et parfois neuf fois supérieur au temps réellement disponible.

Pendant plusieurs années, une partie du temps de réserve a été allouée aux astronomes amateurs. Leurs candidatures ont été examinées par un comité spécial. La principale exigence pour postuler était l’originalité du sujet. Entre 1990 et 1997, 13 observations ont été réalisées grâce à des programmes proposés par des astronomes amateurs. Puis, faute de temps, cette pratique a été arrêtée.

Les découvertes faites avec l'aide de Hubble sont difficiles à surestimer: les premières images de l'astéroïde Cérès, planète naineÉris, lointaine Pluton. En 1994, Hubble a fourni des images de haute qualité de la collision de la comète Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter. Hubble a découvert de nombreux disques protoplanétaires autour des étoiles de la nébuleuse d'Orion. Les astronomes ont ainsi pu prouver que le processus de formation des planètes se produit dans la plupart des étoiles de notre galaxie. Sur la base des résultats des observations de quasars, un modèle cosmologique de l'Univers a été construit - il s'est avéré que notre monde se développe avec accélération et est rempli d'un mystérieux matière noire. De plus, les observations de Hubble ont permis de clarifier l'âge de l'Univers - 13,7 milliards d'années.

En 15 ans de fonctionnement en orbite terrestre basse, Hubble a reçu 700 000 images de 22 000 objets célestes : planètes, étoiles, nébuleuses et galaxies. Le flux de données qu'il génère quotidiennement au cours des observations est de 15 gigaoctets. Leur volume total a déjà dépassé les 20 téraoctets.

Dans cette collection, nous présentons les images les plus intéressantes prises par Hubble. Le thème est les nébuleuses et les galaxies. Après tout, Hubble a été créé principalement pour les observer. Dans les articles suivants, MF se tournera vers des images d'autres objets spatiaux.

NÉBULEUSE D'ANDROMÈDE

La nébuleuse d'Andromède, désignée M31 dans le catalogue Messier, est bien connue des amateurs d'astronomie et la science-fiction. Et ils savent tous que ce n'est pas du tout une nébuleuse, mais la galaxie la plus proche de nous. Grâce à ses observations, Edwin Hubble a pu prouver que de nombreuses nébuleuses sont des systèmes stellaires similaires au nôtre. Voie lactée.

Comme son nom l’indique, la nébuleuse est située dans la constellation d’Andromède et se situe à 2,52 millions d’années-lumière de nous. En 1885, la supernova SN 1885A explose dans la galaxie. Dans toute l’histoire des observations, c’est jusqu’à présent le seul événement de ce type enregistré dans M31.

En 1912, on a découvert que la nébuleuse d’Andromède s’approchait de notre galaxie à une vitesse de 300 km/s. La collision de deux systèmes galactiques se produira dans environ 3 à 4 milliards d’années. Lorsque cela se produira, ils fusionneront en une seule grande galaxie, que les astronomes appellent Milky Honey. Il est possible que dans ce cas notre système solaire soit projeté dans l'espace intergalactique par de puissantes perturbations gravitationnelles.

LA NÉBULEUSE DU CRABE

La nébuleuse du Crabe est l'une des nébuleuses gazeuses les plus célèbres. Il est répertorié dans le catalogue de l'astronome français Charles Messier comme numéro un (M1). L'idée même de créer un catalogue de nébuleuses cosmiques est venue à Messier après que, observant le ciel le 12 septembre 1758, il ait pris la nébuleuse du Crabe pour une nouvelle comète. Pour éviter de telles erreurs à l'avenir, le Français s'est engagé à enregistrer de tels objets.

La nébuleuse du Crabe est située dans la constellation du Taureau, à une distance de 6,5 mille années-lumière de la Terre, et est le vestige d'une explosion de supernova. L'explosion elle-même a été observée par des astronomes arabes et chinois le 4 juillet 1054. Selon les archives survivantes, le flash était si brillant qu'il était visible même pendant la journée. Depuis lors, la nébuleuse s’est développée à une vitesse monstrueuse – environ 1 000 km/s. Son étendue est aujourd'hui supérieure à dix années-lumière. Au centre de la nébuleuse se trouve un pulsar PSR B0531+21 - dix kilomètres étoile à neutrons, vestige d'une explosion de supernova. La nébuleuse du Crabe tire son nom d'un dessin de l'astronome William Parsons réalisé en 1844 - dans ce croquis, elle ressemble beaucoup à un crabe.

L'astronomie orbitale a sa propre histoire. Par exemple, lors d'une éclipse solaire totale le 19 juin 1936, l'astronome moscovite Piotr Kulikovsky est monté sur un substratostat pour photographier la couronne et le halo du Soleil. Dans les années 1950, le Français Audouin Dollfus entreprend une série de vols stratosphériques dans une cabine pressurisée spécialement conçue à cet effet, surélevée d'une guirlande de 104 petits des ballons, attaché à un câble de 450 mètres. La cabine était équipée d'un télescope de 30 centimètres et, avec son aide, les spectres des planètes étaient pris. Le développement de ces expériences a été la gondole sans pilote Astrolab, avec laquelle les Français ont effectué une série d'observations stratosphériques - son système d'orientation et de stabilisation a déjà été créé sur la base des technologies spatiales.

Pour les astronomes américains, la première étape vers les télescopes orbitaux a été le programme Stratoscope, dirigé par le célèbre astrophysicien Martin Schwarzschild. Depuis 1955, les vols du Stratoscope-1 ont commencé avec télescope solaire, et le 1er mars 1963, Stratoscope-2, équipé d'un réflecteur du système Cassegrain de haute qualité, effectua son premier vol de nuit - avec son aide, des spectres infrarouges de planètes et d'étoiles furent obtenus. Le dernier vol, et le plus réussi, a eu lieu en mars 1970. Au cours de neuf heures d'observation, des images des planètes géantes et du noyau de la galaxie NGC 4151 ont été obtenues. Le vol a été contrôlé par une équipe dirigée par Robert Danielson, employé de l'Université de Princeton, qui a ensuite rejoint l'équipe de conception du télescope Hubble.

PILIERS DE LA CRÉATION

Les Piliers de la Création sont des fragments de la nébuleuse gazeuse et poussiéreuse de l'Aigle (M16), visible dans la constellation du Serpens. Hubble les a prises en avril 1995 et cette image est devenue l'une des plus populaires de la collection de la NASA. On croyait à l’origine que de nouvelles étoiles naissaient dans les piliers de la création – d’où son nom. Cependant, des études ultérieures ont montré le contraire : il n'y a pas assez de matière pour la formation d'étoiles. Le pic de naissance des luminaires dans la Nébuleuse de l'Aigle s'est terminé il y a un million d'années, et les premiers soleils jeunes et chauds ont réussi à disperser le gaz au centre avec leur rayonnement

Les Piliers de la Création font partie de notre galaxie, mais se trouvent à 7 000 années-lumière. Ils sont colossaux (la hauteur de celui de gauche est d'un tiers de parsec), mais très instables. Récemment, des astronomes ont découvert qu'une supernova avait explosé à proximité il y a environ 9 000 ans. L'onde de choc a atteint les piliers il y a 6 000 ans et les a déjà détruits, mais étant donné l'éloignement, les terriens ne pourront pas bientôt observer la destruction de l'un des objets spatiaux les plus insolites et les plus beaux.

INCUBATEUR DE MONDES

Si dans la Nébuleuse de l'Aigle le processus de naissance de nouvelles étoiles est terminé, alors dans la constellation d'Orion, il n'y en a pas encore. La nébuleuse gazeuse et poussiéreuse d'Orion (M42) est située dans le même bras spiral de la galaxie que le Soleil, mais à une distance de 1 300 années-lumière de nous. C'est la nébuleuse la plus brillante du ciel nocturne et elle est clairement visible oeil nu. Les dimensions de la nébuleuse sont grandes - sa longueur est de 33 années-lumière. Il existe environ un millier d'étoiles âgées de moins d'un million d'années (selon les normes cosmiques, ce sont des bébés) et des dizaines de milliers d'étoiles âgées d'un peu plus de dix millions d'années. Grâce à Hubble, il a été possible de discerner des disques protoplanétaires à proximité de jeunes étoiles, et à différents stades de formation. En observant la nébuleuse, les astronomes peuvent enfin avoir une idée claire de la naissance des systèmes planétaires. Cependant, les processus qui se produisent dans la nébuleuse d'Orion sont si actifs que dans 100 000 ans, elle se désintégrera et cessera d'exister, laissant derrière elle un amas d'étoiles avec des planètes.

L'AVENIR DU SOLEIL

Dans l’espace, on peut voir non seulement la naissance des mondes, mais aussi leur mort. L'image Hubble prise en 2001 montre la nébuleuse de la Fourmi, connue des astronomes sous le nom de Mz3 (Menzel 3). La nébuleuse est située dans notre galaxie à une distance de 3 000 années-lumière de la Terre et s'est formée à la suite des émissions de gaz d'une étoile similaire à notre Soleil. Sa longueur est plus années-lumière.

La nébuleuse de la Fourmi a intrigué les astronomes. Bien qu'ils ne puissent pas répondre à la question de savoir pourquoi la matière d'une étoile mourante s'envole non pas sous la forme d'une sphère en expansion, mais sous la forme de deux émissions indépendantes, donnant à la nébuleuse l'apparence d'une fourmi, cela ne s'accorde pas bien avec théorie existanteévolution des étoiles. Une explication possible : l’étoile qui s’estompe a une étoile compagne très proche, dont les fortes forces de marée gravitationnelle influencent la formation de flux de gaz. Autre explication : lorsqu'une étoile mourante tourne, son champ magnétique acquiert une structure de torsion complexe, influençant la diffusion des particules chargées dans l'espace à des vitesses allant jusqu'à 1 000 km/s. D’une manière ou d’une autre, une observation attentive de la nébuleuse de la Fourmi nous aidera à entrevoir l’avenir possible de notre étoile natale.

MORT DU MONDE

Les étoiles plus grosses que le Soleil finissent généralement leur vie en devenant supernova. Hubble a pu capturer plusieurs de ces éclairs, mais le plus spectaculaire est peut-être l'image de la supernova 1994D, qui a explosé à la périphérie du disque de la galaxie NGC 4526 (visible sur la photographie sous la forme d'un point lumineux en bas à gauche). Supernova 1994D n'était pas quelque chose de spécial - au contraire, il est intéressant précisément parce qu'il ressemble beaucoup aux autres. Ayant une compréhension des supernovae, les astronomes peuvent utiliser la luminosité de 1994D pour déterminer sa distance et clarifier la manière dont l'Univers se dilate. L'image elle-même démontre clairement l'ampleur du phénomène : dans sa luminosité, la supernova est comparable à la luminosité d'une galaxie entière.

MANGER DE GALAXIES

Dans l’espace, il n’y a pas seulement des étoiles, des nébuleuses et des galaxies, mais aussi des trous noirs. Un trou noir est une région de l’espace dans laquelle l’attraction gravitationnelle est si forte que même la lumière ne peut y échapper. On pense que plusieurs types de trous noirs peuvent être trouvés : ceux qui sont apparus à l'heure actuelle grand coup, née de l'effondrement d'une étoile massive et formée au centre des galaxies. Les astronomes disent qu’il y a d’énormes trous noirs au centre de chaque galaxie spirale et elliptique. Mais comment voir quelque chose d’où même la lumière ne peut s’échapper ? Il s’avère qu’un trou noir peut être détecté par son interaction avec l’espace.

L'image Hubble prise en 2000 montre le centre de la galaxie elliptique M87, la plus grande de la constellation de la Vierge. Il est situé à une distance de 50 millions d’années-lumière de nous et constitue une source de puissants rayonnements radio et gamma. En 1918, il a été établi qu'un flux de gaz chauds jaillit du centre de la galaxie, dont la vitesse à l'intérieur est proche de celle de la lumière. La longueur du jet est de 5 mille années-lumière ! Une étude de la galaxie M87 a montré que la densité phénoménale de matière en son centre et le jet monstrueux ne peuvent s'expliquer que si l'on suppose qu'il y a là un trou noir géant dont la masse est 6,4 milliards de fois supérieure à celle du Soleil. La présence de ce « mangeur » de galaxies et les éjections périodiques de matière de la région voisine empêchent la naissance de nouvelles étoiles. Les astronomes en sont sûrs : s’il y avait un trou noir ordinaire au centre de M87, la galaxie aurait une apparence spirale et serait 30 fois plus lumineuse que la nôtre.

JEUNESSE DE L'UNIVERS

Le télescope orbital Hubble peut servir non seulement d'instrument optique, mais aussi de véritable « machine à remonter le temps » - par exemple, avec son aide, vous pouvez voir des objets apparus presque immédiatement après le Big Bang. En 2004, Hubble, à l'aide d'un nouvel appareil photo sensible, a pu photographier un amas de 10 000 galaxies parmi les plus lointaines et, par conséquent, les plus anciennes. Ces galaxies sont situées à une distance record de nous - 13,1 milliards d'années-lumière. Si notre Univers est né il y a 13,7 milliards d'années, il s'avère que les galaxies découvertes ne sont apparues que 650 à 700 millions d'années après le Big Bang. Bien entendu, nous ne voyons pas ces galaxies elles-mêmes, mais seulement leur lumière, qui a finalement atteint la Terre.

Ainsi, la photographie montre les événements qui ont eu lieu au cours du premier milliard d'années de la vie de notre Univers. Selon les scientifiques, à ce stade de l'évolution, sa taille était d'un ordre de grandeur inférieure à sa taille actuelle et les objets qu'il contenait étaient plus proches les uns des autres. Certaines des galaxies photographiées n'ont absolument pas la structure interne claire inhérente à notre galaxie. D’autres traversent clairement une période de collision, lorsque des forces gravitationnelles monstrueuses leur donnent une forme inhabituelle.

Les astronomes appellent classiquement la région des galaxies les plus anciennes Ultra Deep Field. Elle est située juste en dessous de la constellation d'Orion.

NÉBULEUSE DE LA TETE DE CHEVAL

La nébuleuse de la Tête de Cheval (ou Barnard 33) est située dans la constellation d'Orion à une distance d'environ 1 600 années-lumière de la Terre. Sa taille linéaire est de 3,5 années-lumière. Il fait partie d’un immense complexe de gaz et de poussières appelé Orion Cloud. Cette nébuleuse est connue même des personnes éloignées de l’astronomie, car elle ressemble vraiment à une tête de cheval. La lueur rouge de la tête est donnée par l'ionisation de l'hydrogène situé derrière la nébuleuse sous l'influence du rayonnement de l'étoile brillante la plus proche - Alnitak. Le gaz s'écoulant de la nébuleuse se déplace dans un champ magnétique puissant. Les points lumineux à la base de la nébuleuse de la Tête de Cheval sont de jeunes étoiles en cours de formation. En raison de sa forme inhabituelle, la nébuleuse attire l'attention : elle est souvent dessinée et photographiée. C'est probablement pourquoi l'image de la Tête de Cheval prise par Hubble a été reconnue comme la meilleure selon les résultats du vote des internautes.

GALAXIE SOMBRERO

Sombrero (M104) est une galaxie spirale située dans la constellation de la Vierge, située à 28 millions d'années-lumière. Le diamètre de la galaxie est de 50 000 années-lumière. Il doit son nom à la partie centrale saillante (renflement) et à un bord de matière noire (à ne pas confondre avec la matière noire !), donnant à la galaxie une ressemblance avec un chapeau mexicain. La partie centrale de la galaxie émet dans toutes les gammes du spectre électromagnétique. Comme les scientifiques l'ont établi, il y a là un gigantesque trou noir dont la masse est un milliard de fois supérieure à celle du soleil. Les anneaux de poussière de M104 contiennent un grand nombre de jeunes étoiles brillantes et ont une structure extrêmement complexe qui ne peut encore être expliquée.

L'image de la Galaxie du Sombrero a été reconnue comme la meilleure image de Hubble selon les astronomes interrogés par les correspondants d'un journal britannique Courrier quotidien. Probablement, avec leur choix, les astronomes voulaient dire que la compréhension de l'Univers ne se limite pas à l'étude minutieuse de milliers de photographies. ciel étoilé, au tracé de graphiques et à des calculs sans fin. Tout en apprenant à connaître l’Univers, nous apprécions également sa fantastique beauté. Et ça nous aide avec ça création unique mains humaines- Télescope orbital Hubble.

Edwin Powell Hubble est un astronome américain exceptionnel du XXe siècle. Né le 20 novembre 1889 à Marshfield, Missouri. Il décède le 28 septembre 1953 à Saint-Marin (Californie). Les principaux travaux de Hubble sont consacrés à l'étude des galaxies.

• En 1922, Hubble proposa de diviser les nébuleuses observées en nébuleuses extragalactiques (galaxies) et galactiques (gaz-poussière).
• En 1923, le scientifique a introduit une classification des nébuleuses extragalactiques, les divisant en elliptiques, spirales et irrégulières.
• En 1924, un astronome a identifié les étoiles dont elles sont constituées sur des photographies de galaxies proches, ce qui a prouvé que les galaxies sont systèmes stellaires, semblable à la Voie Lactée.
• En 1929, Hubble découvrit une relation entre le redshift dans le spectre des galaxies et la distance qui les sépare (loi de Hubble). Il calcula le coefficient reliant la distance à la galaxie à la vitesse de sa retraite (constante de Hubble). La récession des galaxies est une preuve directe que l'Univers est né du Big Bang et continue de s'étendre rapidement.

Le télescope Hubble est probablement l'objet le plus populaire et le plus célèbre lié d'une manière ou d'une autre à l'espace ; peu de gens n'ont pas entendu ce nom.

Télescope nommé d'après le grand scientifique américain Edwin Powell Hubble, dont la principale réalisation fut la découverte de l'effet de l'expansion de l'univers.

Hubble a été lancé sur orbite terrestre en avril 1990. À la base, il ne s’agit pas simplement d’un télescope, mais d’un véritable observatoire orbital automatique.

Il a fallu une quantité incroyable de temps, de ressources et de ressources financières pour mettre en œuvre et lancer un projet aussi complexe et à grande échelle que Hubble. Apparemment, c'est pourquoi Hubble est devenu un projet commun des deux plus grandes agences spatiales du monde : NASA et ESA(Agence spatiale européenne).

Hébergement télescope dans l'espace était une étape tout à fait logique vers son étude, puisque l'atmosphère terrestre rend l'observation dans certaines gammes très difficile (en particulier l'infrarouge, moins dans l'ultraviolet) et ne permet également pratiquement pas d'enregistrer des rayonnements électromagnétiques de moyenne et faible intensité. Ainsi, Hubble prend des images de qualité 7 à 10 fois supérieure à celles d'appareils similaires à la surface de la Terre.

Hubble n'a pas acquis le statut d'« œil céleste » principal immédiatement après son lancement, car Initialement, lors de la fabrication des optiques, notamment du miroir principal, les entrepreneurs autorisaient grave erreur, ce qui a grandement affecté la qualité des images résultantes. Le défaut a été corrigé en 1993 par la première expédition d'entretien et de réparation suite à l'installation d'un système optique correcteur. COSTAR. La procédure d'installation de ce système a été l'une des opérations les plus complexes de l'histoire de l'astronautique. Le résultat ne s'est pas fait attendre : la qualité des images a augmenté de plusieurs ordres de grandeur et Hubble était prêt à conquérir de nouveaux secrets inconnus de l'espace.

un instantané de la même galaxie avant et après l'installation du système COSTAR

Avec chacune des quatre expéditions de maintenance ultérieures en 1997, 1999, 2002 et 2009, le télescope spatial a reçu les dernières mises à jour de son arsenal technique, devenant ainsi un outil de plus en plus sophistiqué et polyvalent pour explorer l'immensité de l'espace. Actuellement, Hubble dispose des instruments suivants : des caméras grand angle et planétaires, une caméra d'enquête avancée, un spectromètre multi-objets proche infrarouge et un spectrographe ultraviolet. Grâce à son arsenal technique, Hubble s'est taillé d'une manière ou d'une autre la part du lion de l'actualité spatiale : découvertes, observations et images de l'Univers depuis 1993.

Depuis près de 23 ans passés en orbite terrestre basse, Hubble est devenu un télescope légendaire. Il a pris plusieurs millions de photographies, fait de nombreuses découvertes sur la base desquelles plus d'une théorie cosmologique a été construite. Le flux de données mensuel dépasse 80 gigaoctets et leur volume total a atteint 50 téraoctets.

Les observations les plus significatives de Hubble :

1. Filmer la collision de la comète Shoemaker-Levy avec Jupiter en 1994.
2. Des images détaillées de la surface de Pluton et d'Éris (une autre planète naine) ont été obtenues.
3. Des aurores ultraviolettes de Saturne, Jupiter et de sa lune Ganymède ont été capturées.
4. Des planètes ont été découvertes en dehors du système solaire, ainsi qu'un grand nombre de disques protoplanétaires autour des étoiles de la nébuleuse d'Orion. Il a été prouvé que la formation de planètes se produit dans de nombreuses étoiles de notre galaxie.
5. A contribué à la confirmation partielle de la théorie de la présence de trous noirs supermassifs au centre des galaxies.
6. Il a été prouvé que l’Univers se développe à un rythme accéléré plutôt qu’à un rythme constant (ou en déclin).
7. L'âge exact de l'Univers a été confirmé : 13,7 milliards d'années.
8. La présence d'analogues de sursauts gamma dans le domaine optique a été découverte.
9. Confirmation de l'hypothèse sur l'isotropie (c'est-à-dire la similitude de l'Univers lui-même et de ses propriétés dans ses parties individuelles) de l'Univers.
10. Les parties les plus éloignées de l'Univers ont été photographiées jusqu'à la formation des premières étoiles (c'est-à-dire que Hubble nous a permis d'examiner les 12,7 à 13 milliards d'années écoulés).

En outre, les mérites du télescope incluent quantité énorme des photographies impressionnantes du ciel et de ses objets individuels, qui en plus de valeur scientifique Ils ont également une valeur esthétique. Ci-dessous sont meilleures photos plus de 23 ans d'exploitation de Hubble. Vous pouvez regarder et admirer ces cadres pendant des heures.

Hubble vu depuis la navette spatiale Atlantis STS-125

Télescope spatial Hubble ( KTX; Télescope spatial Hubble, TVH; code d'observatoire "250") - en orbite autour de , du nom d'Edwin Hubble. Le télescope Hubble est un projet conjoint entre la NASA et l'Agence spatiale européenne ; c'est l'un des grands observatoires de la NASA.

Placer un télescope dans l'espace permet d'enregistrer rayonnement électromagnétique dans les zones où l'atmosphère terrestre est opaque ; principalement dans le domaine infrarouge. En raison de l'absence d'influence atmosphérique, la résolution du télescope est 7 à 10 fois supérieure à celle d'un télescope similaire situé sur Terre.

Histoire

Contexte, concepts, premiers projets

La première mention du concept de télescope orbital apparaît dans le livre « Rocket in Interplanetary Space » d'Hermann Oberth ( Die Rakete zu den Planetenraumen ), publié en 1923.

En 1946, l'astrophysicien américain Lyman Spitzer publie l'article « Les avantages astronomiques d'un observatoire extraterrestre » ( Avantages astronomiques d'un observatoire extraterrestre ). L’article met en évidence deux avantages principaux d’un tel télescope. Premièrement, sa résolution angulaire sera limitée uniquement par la diffraction, et non par les écoulements turbulents dans l'atmosphère ; à cette époque, la résolution des télescopes au sol était de 0,5 à 1,0 seconde d'arc, tandis que la limite théorique de résolution de diffraction pour un télescope en orbite avec un miroir de 2,5 mètres est d'environ 0,1 seconde. Deuxièmement, le télescope spatial pourrait observer dans les domaines infrarouge et ultraviolet, dans lesquels l'absorption du rayonnement par l'atmosphère terrestre est très importante.

Spitzer a consacré une partie importante de sa carrière scientifique à l'avancement du projet. En 1962, un rapport publié par l'Académie nationale des sciences des États-Unis recommandait que le développement d'un télescope en orbite soit inclus dans le programme spatial et, en 1965, Spitzer fut nommé chef d'un comité chargé de définir les objectifs scientifiques d'un grand télescope spatial.

L'astronomie spatiale a commencé à se développer après la fin de la Seconde Guerre mondiale. En 1946, le spectre ultraviolet a été obtenu pour la première fois. Un télescope orbital pour la recherche solaire a été lancé par le Royaume-Uni en 1962 dans le cadre du programme Ariel, et en 1966, la NASA a lancé le premier observatoire orbital OAO-1 dans l'espace. La mission a échoué en raison d'une panne de batterie trois jours après le lancement. En 1968, OAO-2 a été lancé, qui a permis d'observer le rayonnement ultraviolet jusqu'en 1972, dépassant largement sa durée de vie nominale d'un an.

Les missions OAO ont clairement démontré le rôle que les télescopes en orbite pouvaient jouer et, en 1968, la NASA a approuvé un projet de construction d'un télescope à réflexion doté d'un miroir de 3 m de diamètre. Le projet portait le nom de code LST (. Grand télescope spatial). Le lancement était prévu pour 1972. Le programme a souligné la nécessité d'expéditions régulières pour entretenir le télescope afin de garantir le fonctionnement à long terme de cet instrument coûteux. Le programme de la navette spatiale, qui se développait parallèlement, laissait espérer des opportunités correspondantes.

La lutte pour financer le projet

En raison du succès du programme JSC, il existe un consensus au sein de la communauté astronomique selon lequel la construction d'un grand télescope en orbite devrait être une priorité. En 1970, la NASA a créé deux comités, l'un pour étudier et planifier les aspects techniques, le second pour développer le programme. recherche scientifique. Le prochain obstacle majeur était le financement du projet, dont les coûts devaient dépasser ceux de n'importe quel télescope au sol. Le Congrès américain a remis en question bon nombre des estimations proposées et a réduit considérablement les crédits, qui impliquaient initialement des recherches à grande échelle sur les instruments et la conception de l'observatoire. En 1974, dans le cadre d’un programme de coupes budgétaires lancé par le président Ford, le Congrès annula complètement le financement du projet.

En réponse, les astronomes ont lancé une vaste campagne de lobbying. De nombreux astronomes ont rencontré personnellement des sénateurs et des membres du Congrès, et plusieurs envois massifs de lettres ont également été effectués pour soutenir le projet. L'Académie nationale des sciences a publié un rapport soulignant l'importance de construire un grand télescope en orbite et, en conséquence, le Sénat a accepté d'allouer la moitié du budget initialement approuvé par le Congrès.

Des problèmes financiers ont conduit à des réductions, notamment la décision de réduire le diamètre du miroir de 3 à 2,4 mètres pour réduire les coûts et obtenir un design plus compact. Le projet d'un télescope doté d'un miroir d'un mètre et demi, censé être lancé dans le but de tester et de tester les systèmes, a également été annulé et il a été décidé de coopérer avec l'Agence spatiale européenne. L'ESA a accepté de participer au financement et de fournir un certain nombre d'instruments pour l'observatoire, en échange que les astronomes européens réservent au moins 15 % du temps d'observation. En 1978, le Congrès a approuvé un financement de 36 millions de dollars et les travaux de conception à grande échelle ont commencé immédiatement après. La date de lancement était prévue pour 1983. Au début des années 1980, le télescope reçut le nom d'Edwin Hubble.

Organisation de la conception et de la construction

Le travail de création du télescope spatial a été réparti entre de nombreuses entreprises et institutions. Le Marshall Space Center était responsable du développement, de la conception et de la construction du télescope, le Goddard Space Flight Center était responsable de la gestion globale du développement des instruments scientifiques et a été choisi comme centre de contrôle au sol. Le Marshall Center a engagé Perkin-Elmer pour concevoir et fabriquer le système optique du télescope ( Assemblage de télescope optique - OTA) et des capteurs de guidage de précision. Lockheed Corporation a reçu le contrat de construction du télescope.

Fabrication du système optique

Polissage du miroir primaire du télescope, Laboratoire Perkin-Elmer, mai 1979

Miroir et système optique en général, ils constituaient les éléments les plus importants de la conception du télescope et des exigences particulièrement strictes leur étaient imposées. Généralement, les miroirs des télescopes sont fabriqués avec une tolérance d'environ un dixième de la longueur d'onde de la lumière visible, mais comme le télescope spatial était destiné à observer de l'ultraviolet au proche infrarouge, et que la résolution devait être dix fois supérieure à celle du sol. instruments basés sur des instruments, la tolérance de fabrication de son miroir principal était fixée à 1/20 de la longueur d'onde de la lumière visible, soit environ 30 nm.

La société Perkin-Elmer avait l'intention d'utiliser de nouvelles machines à commande numérique pour produire un miroir d'une forme donnée. Kodak a remporté un contrat pour fabriquer un miroir de remplacement en utilisant méthodes traditionnelles le polissage, en cas de problèmes imprévus avec des technologies non éprouvées (un miroir fabriqué par Kodak est actuellement exposé au musée de la Smithsonian Institution). Les travaux sur le miroir principal ont commencé en 1979, en utilisant du verre à très faible coefficient de dilatation thermique. Pour réduire le poids, le miroir se composait de deux surfaces - inférieure et supérieure, reliées par une structure en treillis en nid d'abeille.

Miroir de secours du télescope, Smithsonian Air and Space Museum, Washington DC

Les travaux de polissage du miroir se sont poursuivis jusqu'en mai 1981, mais les délais initiaux n'ont pas été respectés et le budget a été largement dépassé. Les rapports de la NASA de l'époque exprimaient des doutes quant à la compétence de la direction de Perkin-Elmer et à sa capacité à mener à bien un projet d'une telle importance et d'une telle complexité. Pour économiser de l'argent, la NASA a annulé la commande du miroir de sauvegarde et a déplacé la date de lancement à octobre 1984. Les travaux furent finalement achevés fin 1981, après application d'une couche réfléchissante d'aluminium de 75 nm d'épaisseur et d'une couche protectrice de fluorure de magnésium de 25 nm d'épaisseur.

Malgré cela, des doutes sur la compétence de Perkin-Elmer subsistaient car la date d'achèvement des composants restants du système optique était constamment repoussée et le budget du projet augmentait. La NASA a décrit le calendrier de l'entreprise comme « incertain et changeant quotidiennement » et a retardé le lancement du télescope jusqu'en avril 1985. Cependant, les délais ont continué à être respectés, le retard a augmenté en moyenne d'un mois chaque trimestre et, au stade final, il a augmenté d'un jour chaque jour. La NASA a été contrainte de reporter le lancement à deux reprises, d'abord en mars puis en septembre 1986. À cette époque, le budget total du projet atteignait 1,175 milliard de dollars.

Vaisseau spatial

Les premières étapes des travaux sur le vaisseau spatial, 1980

Un autre problème technique difficile était la création d'un appareil porteur pour le télescope et d'autres instruments. Les principales exigences étaient la protection de l'équipement contre les changements constants de température lors du chauffage par la lumière directe du soleil et du refroidissement à l'ombre de la Terre, ainsi qu'une orientation particulièrement précise du télescope. Le télescope est monté à l’intérieur d’une capsule légère en aluminium recouverte d’une isolation thermique multicouche garantissant une température stable. La rigidité de la capsule et la fixation des instruments sont assurées par un cadre spatial interne en fibre de carbone.

Bien que le vaisseau spatial ait eu plus de succès que le système optique, Lockheed a également pris un certain retard et dépassé son budget. En mai 1985, les dépassements de coûts s'élevaient à environ 30 % du volume initial et le retard par rapport au plan était de 3 mois. Un rapport préparé par le Marshall Space Center a noté que l'entreprise n'avait pas fait preuve d'initiative dans la réalisation des travaux, préférant s'appuyer sur les instructions de la NASA.

Coordination de la recherche et contrôle des vols

En 1983, après une confrontation entre la NASA et la communauté scientifique, le Space Telescope Science Institute a été créé. L'institut est géré par l'Association des Universités pour la Recherche Astronomique ( Association des universités pour la recherche en astronomie ) (AURA) et est situé sur le campus de l'Université Johns Hopkins à Baltimore, Maryland. L'Université Hopkins est l'une des 32 universités américaines et institutions étrangères membres de l'association. Le Space Telescope Science Institute est chargé d'organiser le travail scientifique et de fournir aux astronomes l'accès aux données obtenues ; La NASA souhaitait garder ces fonctions sous son contrôle, mais les scientifiques préféraient les transférer aux institutions universitaires.

Le Centre européen de coordination des télescopes spatiaux a été fondé en 1984 à Garching, en Allemagne, pour fournir des installations similaires aux astronomes européens.

Le contrôle du vol a été confié au Goddard Space Flight Center, situé à Greenbelt, dans le Maryland, à 48 kilomètres du Space Telescope Science Institute. Le fonctionnement du télescope est surveillé 24 heures sur 24 par quatre groupes de spécialistes. Le support technique est fourni par la NASA et les entreprises contractantes via le Goddard Center.

Lancement et mise en route

Lancement de la navette Discovery avec à son bord le télescope Hubble

Le lancement du télescope était initialement prévu pour octobre 1986, mais le 28 janvier, le programme de la navette spatiale a été suspendu pour plusieurs années et le lancement a dû être reporté.

Pendant tout ce temps, le télescope était stocké dans une pièce à l'atmosphère artificiellement purifiée, ses systèmes embarqués étaient partiellement allumés. Les coûts de stockage s'élevaient à environ 6 millions de dollars par mois, ce qui a encore augmenté le coût du projet.

Le délai forcé a permis un certain nombre d’améliorations : panneaux solaires ont été remplacés par des systèmes plus efficaces, l'ordinateur de bord et les systèmes de communication ont été modernisés et la conception du boîtier de protection arrière a été modifiée afin de faciliter le maintien du télescope en orbite. De plus, le logiciel de contrôle du télescope a été modifié. n'était pas prêt en 1986 et n'était en fait finalement écrit qu'au moment de son lancement en 1990.

Après la reprise des vols des navettes en 1988, le lancement est finalement prévu pour 1990. Avant le lancement, la poussière accumulée sur le miroir a été éliminée à l'aide d'azote comprimé et tous les systèmes ont été minutieusement testés.

Télescope spatial Hubble

Généralement, les astronomes construisaient leurs observatoires au sommet des montagnes, au-dessus des nuages ​​et de l’atmosphère polluée. Mais même alors, l’image était déformée par les courants d’air. L'image la plus claire n'est disponible que depuis un observatoire extra-atmosphérique - l'espace.

Avec un télescope, vous pouvez voir des choses inaccessibles à l’œil humain, car le télescope capte davantage de rayonnement électromagnétique. Contrairement à une longue-vue, qui utilise des lentilles pour collecter et focaliser la lumière, les grands télescopes astronomiques utilisent des miroirs pour remplir cette fonction.

Les télescopes dotés des plus grands miroirs devraient avoir les meilleures images car ce sont eux qui captent le plus de rayonnement.

Le télescope spatial Hubble est un observatoire automatique en orbite autour de la Terre, du nom d'Edwin Hubble, un astronome américain.

Et bien que le miroir de Hubble ne mesure que 2,4 mètres de diamètre – plus petit que les plus grands télescopes de la Terre – il peut voir des objets 100 fois plus nets et des détails dix fois plus fins que les meilleurs télescopes au sol. Et c’est parce qu’il est au-dessus de l’atmosphère déformante.

Le télescope Hubble est un projet conjoint de la NASA et de l'Agence spatiale européenne.

Placer un télescope dans l’espace permet de détecter le rayonnement électromagnétique dans des domaines dans lesquels l’atmosphère terrestre est opaque, principalement dans le domaine infrarouge.

En raison de l'absence d'influence atmosphérique, la résolution du télescope est 7 à 10 fois supérieure à celle d'un télescope similaire situé sur Terre.

Mars

Le télescope spatial Hubble a aidé les scientifiques à en apprendre beaucoup sur la structure de notre galaxie, il est donc très difficile d'évaluer son importance pour l'humanité.

Il suffit de regarder la liste des plus découvertes importantes ce dispositif optique pour comprendre à quel point il était utile et à quel point il pouvait encore être un outil important dans l'exploration spatiale.

À l'aide du télescope Hubble, la collision de Jupiter avec une comète a été étudiée, une image du relief de Pluton a été obtenue, les données du télescope sont devenues la base d'une hypothèse sur la masse des trous noirs situés au centre d'absolument toutes les galaxies.

Les scientifiques ont pu observer des aurores sur certaines planètes du système solaire, comme Jupiter et Saturne, et de nombreuses observations et découvertes ont été faites.

Jupiter

Le télescope spatial Hubble a scruté un autre système solaire, à 25 années-lumière du nôtre, et a capturé pour la première fois des images de plusieurs de ses planètes.

Le télescope Hubble a capturé des images de nouvelles planètes

Dans l'une des photographies prises en optique, c'est-à-dire en lumière visible, Hubble a capturé la planète Fomalhot en orbite autour de l'étoile brillante Fomalhot, située à 25 années-lumière de nous (environ 250 000 milliards de kilomètres) dans la constellation des Poissons du Sud.

"Les données de Hubble sont incroyablement importantes. La lumière émise par la planète Fomalhot est un milliard de fois plus faible que la lumière émanant de l'étoile", a commenté l'image. nouvelle planète Paul Kalas, astronome de l'Université de Californie. Lui et d'autres scientifiques ont commencé à étudier l'étoile Fomalhot en 2001, alors que l'existence d'une planète proche de l'étoile n'était pas encore connue.

En 2004, Hubble a renvoyé sur Terre les premières images des régions autour de l'étoile.

Dans de nouvelles images du télescope spatial Hubble, l'astronome a reçu une confirmation « documentaire » de ses hypothèses sur l'existence de la planète Fomalhot.

À l’aide de photographies du télescope orbital, les scientifiques ont également « vu » trois autres planètes dans la constellation de Pégase.
Au total, les astronomes ont découvert environ 300 planètes en dehors de notre système solaire.

Mais toutes ces découvertes ont été faites sur la base de preuves indirectes, principalement grâce à l’observation des effets de leurs champs gravitationnels sur les étoiles autour desquelles elles orbitent.

"Chaque planète en dehors de notre système solaire n'était qu'un diagramme", a déclaré Bruce McIntosh, astrophysicien à Laboratoire national en Californie. "Cela fait huit ans que nous essayons d'obtenir des images de planètes sans succès, et maintenant nous avons des images de plusieurs planètes à la fois."

En 15 ans de fonctionnement en orbite terrestre basse, Hubble a reçu 700 000 images de 22 000 objets célestes - étoiles, nébuleuses, galaxies, planètes.

Cependant, le prix à payer pour les réalisations de Hubble est très élevé : le coût d'entretien d'un télescope spatial est 100 fois ou plus supérieur à celui d'un réflecteur au sol doté d'un miroir de 4 mètres.

Dès les premières semaines après la mise en service du télescope en 1990, les images obtenues démontraient problème sérieux dans le système optique du télescope. Bien que la qualité de l'image soit meilleure que celle des télescopes au sol, Hubble n'a pas pu atteindre la netteté souhaitée et la résolution des images était bien pire que prévu.
L'analyse des images a montré que la source du problème était la forme incorrecte du miroir primaire. Il était trop plat sur les bords. L'écart par rapport à la forme de surface spécifiée n'était que de 2 micromètres, mais le résultat fut catastrophique - un défaut optique dans lequel la lumière réfléchie par les bords du miroir est focalisée en un point différent de celui auquel la lumière réfléchie par le centre du miroir est concentré.
La perte d'une partie importante du flux lumineux a considérablement réduit l'aptitude du télescope à observer des objets sombres et à obtenir des images avec un contraste élevé. Cela signifiait que presque tous les programmes cosmologiques devenaient tout simplement impossibles, car ils nécessitaient l'observation d'objets particulièrement sombres.

Au cours des trois premières années de fonctionnement, avant l'installation des dispositifs correcteurs, le télescope a effectué un grand nombre d'observations. Le défaut n’a pas eu d’effet majeur sur les mesures spectroscopiques. Malgré l’annulation des expériences en raison d’un défaut, de nombreux résultats scientifiques importants ont été obtenus.

Entretien du télescope.

La maintenance du télescope Hubble est effectuée par les astronautes lors des sorties dans l'espace avec vaisseaux spatiaux type de navette spatiale réutilisable.

Au total, quatre expéditions ont été menées pour entretenir le télescope Hubble.

En raison d'un défaut dans le miroir, la première expédition de maintenance du télescope a dû installer une optique correctrice sur le télescope. L'expédition (du 2 au 13 décembre 1993) a été l'une des plus difficiles ; cinq longues sorties dans l'espace ont été réalisées. De plus, les panneaux solaires ont été remplacés, le système informatique de bord a été mis à jour et l'orbite a été corrigée.

La deuxième maintenance a eu lieu du 11 au 21 février 1997. L'équipement de recherche a été remplacé, l'enregistreur de vol a été remplacé, l'isolation thermique a été réparée et une correction d'orbite a été effectuée.

L'expédition 3A a eu lieu du 19 au 27 décembre 1999. Il a été décidé d'effectuer une partie des travaux plus tôt que prévu. Cela était dû à la défaillance de trois des six gyroscopes du système de guidage. L'expédition a remplacé les six gyroscopes, le capteur de guidage de précision et l'ordinateur de bord.

L'expédition 3B (quatrième mission) s'est déroulée du 1er au 12 mars 2002. Au cours de l'expédition, la caméra à objets sombres a été remplacée par une caméra d'enquête améliorée. Les panneaux solaires ont été remplacés pour la deuxième fois. Les nouveaux panneaux avaient une superficie d'un tiers plus petite, ce qui réduisait considérablement les pertes dues au frottement dans l'atmosphère, mais générait en même temps 30 % d'énergie en plus, permettant un fonctionnement simultané avec tous les instruments installés à bord de l'observatoire.

Les travaux réalisés ont considérablement élargi les capacités du télescope et ont permis d'obtenir des images de l'espace lointain.

Le télescope Hubble devrait rester en orbite au moins jusqu'en 2013.

Observations les plus significatives

*Hubble a fourni des images de haute qualité de la collision de la comète Shoemaker-Levy 9 avec Jupiter en 1994.

* Des cartes de la surface de Pluton et d'Éris ont été obtenues pour la première fois.

* Des aurores ultraviolettes ont été observées pour la première fois sur Saturne, Jupiter et Ganymède.

* Des données supplémentaires sur des planètes situées en dehors du système solaire, notamment des données spectrométriques, ont été obtenues.

* Un grand nombre de disques protoplanétaires ont été découverts autour des étoiles de la nébuleuse d'Orion. Il a été prouvé que le processus de formation des planètes se produit dans la plupart des étoiles de notre Galaxie.

* La théorie des trous noirs supermassifs au centre des galaxies a été partiellement confirmée sur la base d'observations, une hypothèse a été avancée liant la masse des trous noirs et les propriétés de la galaxie.

* l'âge de l'Univers a été actualisé à 13,7 milliards d'années.

Il y a trois objets sur l'orbite terrestre que même les gens éloignés de l'astronomie et de la cosmonautique connaissent : la Lune, l'Internationale Station spatiale et le télescope spatial Hubble.

Il existe trois objets sur l’orbite terrestre que même les personnes éloignées de l’astronomie et de la cosmonautique connaissent : la Lune, la Station spatiale internationale et le télescope spatial Hubble.

Cette dernière a huit ans de plus que l'ISS et comprenait également la station orbitale Mir. Beaucoup de gens le considèrent comme une simple grosse caméra dans l’espace. La réalité est un peu plus compliquée, et ce n’est pas pour rien que les personnes qui travaillent avec cet appareil unique l’appellent respectueusement un observatoire céleste.

L'histoire de la construction de Hubble est marquée par des difficultés constantes à surmonter, une lutte pour le financement et une recherche de solutions à des situations imprévues. Le rôle de Hubble dans la science est inestimable. Il est impossible de dresser une liste complète des découvertes en astronomie et domaines connexes réalisées grâce aux images du télescope, tant d’ouvrages font référence aux informations obtenues par celui-ci. Cependant, les statistiques officielles font état de près de 15 000 publications.

Histoire

L'idée de placer un télescope en orbite est née il y a près de cent ans. La justification scientifique de l’importance de construire un tel télescope a été publiée sous la forme d’un article de l’astrophysicien Lyman Spitzer en 1946. En 1965, il est nommé chef du comité de l'Académie des sciences qui détermine les objectifs d'un tel projet.

Dans les années soixante, il a été possible de réaliser plusieurs lancements réussis et de mettre en orbite des appareils plus simples, et en 68, la NASA a donné son feu vert au prédécesseur de Hubble - l'appareil LST, le Large Space Telescope, avec un plus grand diamètre de miroir - 3 mètres contre 2,4 de Hubble - et une tâche ambitieuse de le lancer dès 1972, avec l'aide de la navette spatiale alors en développement. Mais l'estimation du projet s'est avérée trop coûteuse, des difficultés d'argent sont survenues et en 1974, le financement a été complètement annulé.

Le lobbying actif du projet par les astronomes, l'implication de l'Agence spatiale européenne et la simplification des caractéristiques approximativement proches de celles de Hubble ont permis en 1978 de recevoir un financement du Congrès d'un montant ridicule de 36 millions de dollars en termes de coûts totaux, ce qui aujourd’hui, cela équivaut à environ 137 millions.

Dans le même temps, le futur télescope porte le nom d'Edwin Hubble, astronome et cosmologue qui confirma l'existence d'autres galaxies, créa la théorie de l'expansion de l'Univers et donna son nom non seulement au télescope, mais aussi droit scientifique et la taille.

Le télescope a été développé par plusieurs sociétés responsables de différents éléments, dont le plus complexe : le système optique, réalisé par Perkin-Elmer, et vaisseau spatial, créé par Lockheed. Le budget s'élève déjà à 400 millions de dollars.

Lockheed a retardé de trois mois la création de l'appareil et a dépassé son budget de 30 %. Si vous regardez l’histoire de la construction d’appareils de complexité similaire, il s’agit d’une situation normale. Pour Perkin-Elmer, les choses étaient bien pires. L'entreprise a poli le miroir selon technologie innovante jusqu'à la fin de 1981, dépassant largement le budget et préjudiciable aux relations avec la NASA. Il est intéressant de noter que l'ébauche du miroir a été réalisée par Corning, qui produit aujourd'hui du Gorilla Glass, activement utilisé dans les téléphones.

À propos, Kodak a été engagé pour fabriquer un miroir de rechange en utilisant des méthodes de polissage traditionnelles en cas de problèmes lors du polissage du miroir principal. Les retards dans la création des composants restants ont tellement ralenti le processus qu'il est devenu citation célèbre de la caractérisation par la NASA des horaires de travail qui étaient « incertains et changeaient quotidiennement ».

Le lancement n'est devenu possible qu'en 1986, mais en raison de la catastrophe du Challenger, les lancements de navettes ont été suspendus pendant la durée des modifications.

Hubble était stocké pièce par pièce dans des chambres spéciales alimentées à l'azote, pour un coût de six millions de dollars par mois.

En conséquence, le 24 avril 1990, la navette Discovery s'est mise en orbite avec le télescope. À ce stade, 2,5 milliards de dollars avaient été dépensés pour Hubble. Le coût total approche aujourd'hui les dix milliards.

Depuis le lancement, plusieurs événements dramatiques impliquant Hubble se sont produits, mais le principal s'est produit au tout début.

Lorsque, après avoir été lancé en orbite, le télescope a commencé son travail, il s'est avéré que sa netteté était d'un ordre de grandeur inférieur à celui calculé. Au lieu d’un dixième de seconde d’arc, c’était une seconde entière. Après plusieurs contrôles, il s'est avéré que le miroir du télescope était trop plat sur les bords : il ne coïncidait pas de deux micromètres avec celui calculé. L'aberration qui en résulte dans littéralement un défaut microscopique a rendu impossible la plupart des études planifiées.

Une commission a été constituée, dont les membres ont découvert la raison : le miroir calculé avec une précision incroyable avait été mal poli. De plus, même avant le lancement, les mêmes écarts ont été montrés par la paire de correcteurs nuls utilisés dans les tests - des dispositifs responsables de la courbure de surface souhaitée.

Mais ensuite, ils n'ont pas fait confiance à ces lectures, s'appuyant sur les lectures du correcteur de zéro principal, qui ont montré les résultats corrects et selon lesquels le meulage a été effectué. Et dont l’un des objectifs s’est avéré mal installé.

Facteur humain

Il était techniquement impossible d'installer un nouveau miroir directement en orbite, et abaisser le télescope puis le rallumer était trop coûteux. Une solution élégante a été trouvée.

Oui, le miroir n'a pas été fait correctement. Mais cela a été mal fait avec une très grande précision. La distorsion était connue et il ne restait plus qu'à la compenser, pour laquelle un système de correction COSTAR spécial a été développé. Il a été décidé de l'installer dans le cadre de la première expédition de maintenance du télescope.

Une telle expédition est une opération complexe de dix jours avec des astronautes se rendant dans l’espace. Il est impossible d’imaginer un travail plus futuriste, et il ne s’agit que de maintenance. Il y a eu quatre expéditions au total pendant l'exploitation du télescope, avec deux vols dans le cadre du troisième.

Le 2 décembre 1993, la navette spatiale Endeavour, dont il s'agissait du cinquième vol, a livré les astronautes au télescope. Ils ont installé Kostar et remplacé la caméra.

Costar a corrigé l'aberration sphérique du miroir, jouant le rôle des lunettes les plus chères de l'histoire. Le système de correction optique a rempli sa tâche jusqu'en 2009, date à laquelle son besoin a disparu grâce à l'utilisation de sa propre optique correctrice dans tous les nouveaux appareils. Il a cédé un espace précieux dans le télescope au spectrographe et a occupé une place de choix au Musée national de l'air et de l'astronautique après avoir été démantelé dans le cadre de la quatrième mission de maintenance de Hubble en 2009.

Contrôle

Le télescope est contrôlé et surveillé en temps réel 24h/24 et 7j/7 depuis un centre de contrôle situé à Greenbelt, dans le Maryland. Les tâches du centre sont divisées en deux types : techniques (maintenance, gestion et surveillance de l'état) et scientifiques (sélection des objets, préparation des tâches et collecte directe des données). Chaque semaine, Hubble reçoit plus de 100 000 commandes différentes de la Terre : il s'agit d'instructions de correction d'orbite et de tâches pour photographier des objets spatiaux.

Au MCC, la journée est divisée en trois équipes, chacune étant affectée à une équipe distincte de trois à cinq personnes. Lors des expéditions au télescope lui-même, l'effectif s'élève à plusieurs dizaines.

Hubble est un télescope très occupé, mais même lui horaire chargé vous permet d'aider absolument n'importe qui, même un astronome non professionnel. Chaque année à l'Institut de Recherche Spatiale avec l'aide de Télescope spatial reçoit des milliers de demandes de réservation de temps émanant d'astronomes de différents pays.

Environ 20 % des demandes sont approuvées par une commission d'experts et, selon la NASA, grâce aux demandes internationales, plus ou moins 20 000 observations sont réalisées chaque année. Toutes ces requêtes sont connectées, programmées et envoyées à Hubble depuis le même centre du Maryland.

Optique

Les principales optiques de Hubble sont basées sur le système Ritchie-Chrétien. Il se compose d'un miroir rond à courbure hyperbolique d'un diamètre de 2,4 m avec un trou au centre. Ce miroir se réfléchit sur un miroir secondaire, également de forme hyperbolique, qui réfléchit un faisceau apte à la numérisation dans le trou central du primaire. Toutes sortes de filtres sont utilisés pour filtrer les parties inutiles du spectre et mettre en évidence les plages nécessaires.

Ces télescopes utilisent un système de miroirs et non de lentilles, comme dans les appareils photo. Il y a de nombreuses raisons à cela : les différences de température, les tolérances de polissage, les dimensions hors tout et l'absence de perte de faisceau au sein de la lentille elle-même.

L'optique de base de Hubble n'a pas changé depuis le début. Et l'ensemble est diversifié différents instruments ceux qui l'utilisaient ont été complètement remplacés au cours de plusieurs expéditions de service. Hubble a été mis à jour avec des instruments et, au cours de son existence, treize instruments différents y ont fonctionné. Aujourd’hui, il en porte six, dont un en hibernation.

Les caméras grand angle et planétaires de la première et de la deuxième génération, ainsi que la caméra grand angle de la troisième maintenant, étaient responsables des photographies dans le domaine optique.

Le potentiel du premier WFPC n'a jamais été réalisé en raison de problèmes avec le miroir. Et l'expédition de 1993, après avoir installé Kostar, l'a en même temps remplacé par la deuxième version.

La caméra WFPC2 possédait quatre capteurs carrés dont les images formaient un grand carré. Presque. Une matrice - juste une matrice « planétaire » - a reçu une image avec un grossissement plus élevé, et lorsque l'échelle est restaurée, cette partie de l'image capture moins d'un seizième du carré total au lieu d'un quart, mais plus haute résolution.

Les trois matrices restantes étaient responsables du « grand angle ». C'est pourquoi les prises de vue complètes de la caméra ressemblent à un carré avec 3 blocs retirés d'un coin, et non à cause de problèmes de chargement de fichiers ou d'autres problèmes.

WFPC2 a été remplacé par WFC3 en 2009. La différence entre eux est bien illustrée par le re-tournage des Piliers de la Création, dont nous parlerons plus tard.

En plus de la plage optique et proche infrarouge avec une caméra grand angle, Hubble voit :

• en utilisant le spectrographe STIS dans l'ultraviolet proche et lointain, ainsi que du visible au proche infrarouge ;
• là, en utilisant l'un des canaux ACS, dont les autres canaux couvrent une vaste gamme de fréquences allant de l'infrarouge à l'ultraviolet ;
• sources de points faibles dans le domaine ultraviolet avec le spectrographe COS.

Photos

Les images de Hubble ne sont pas exactement des photographies au sens habituel du terme. De nombreuses informations ne sont pas disponibles dans le domaine optique. De nombreux objets spatiaux émettent activement dans d’autres plages. Hubble est équipé de divers appareils dotés de divers filtres qui leur permettent de capturer des données que les astronomes peuvent ensuite traiter et résumer en une image visuelle. La richesse des couleurs est assurée par les différentes gammes de rayonnement des étoiles et des particules ionisées par celles-ci, ainsi que par leur lumière réfléchie.

Il y a beaucoup de photographies, je ne vais vous parler que de quelques-unes des plus passionnantes. Toutes les photographies ont leur propre identifiant, qui peut être facilement trouvé sur le site Hubble spacetelescope.org ou directement sur Google. La plupart des images sont sur le site en haute résolution, mais je laisse ici les versions écran.

Piliers de la création

ID: opo9544a

Hubble a pris sa photo la plus célèbre le 1er avril 1995, sans se laisser distraire de son travail intelligent le jour du poisson d'avril. Ce sont les Piliers de la Création, ainsi nommés parce que les étoiles sont formées à partir de ces accumulations de gaz et parce qu’elles leur ressemblent par leur forme. La photo montre un petit morceau de la partie centrale de la nébuleuse de l'Aigle.

Cette nébuleuse sujet intéressant, que les grandes étoiles en son centre l'ont partiellement dissipé, et même uniquement de la Terre. Une telle chance vous permet de regarder au centre même de la nébuleuse et, par exemple, de prendre la célèbre photographie expressive.

D'autres télescopes ont également photographié cette région dans différentes gammes, mais en optique, les piliers ressortent de la manière la plus expressive : ionisé par les étoiles mêmes qui ont dissipé une partie de la nébuleuse, le gaz brille en bleu, vert et rouge, créant une belle irisation.

En 2014, les piliers ont été refaits avec un équipement Hubble mis à jour : la première version a été filmée par la caméra WFPC2 et la seconde par WFC3.

ID: heic1501a

Rose faite de galaxies

ID: heic1107a

L'objet Arp 273 est un bel exemple de communication entre galaxies proches les unes des autres. La forme asymétrique de la partie supérieure est une conséquence des interactions dites de marée avec la partie inférieure. Ensemble, ils forment une fleur grandiose, présentée à l'humanité en 2011.

Sombrero galaxie magique

ID: opo0328a

Messier 104 est une galaxie majestueuse qui semble avoir été inventée et peinte à Hollywood. Mais non, la belle cent quatrième est située à la périphérie sud de la constellation de la Vierge. Et il est si brillant qu'il est visible même à travers les télescopes domestiques. Cette beauté a posé pour Hubble en 2004.

Nouvelle vue infrarouge de la nébuleuse de la Tête de Cheval - Image du 23e anniversaire de Hubble

ID: heic1307a

En 2013, Hubble a réimagé Barnard 33 dans le spectre infrarouge. Et la sombre nébuleuse de la Tête de Cheval dans la constellation d'Orion, presque opaque et noire dans le domaine visible, est apparue sous un nouveau jour. C'est-à-dire la gamme.

Avant cela, Hubble l'avait déjà photographié en 2001 :

ID: heic0105a

Elle a ensuite remporté le vote en ligne pour l'objet anniversaire de onze années en orbite. Il est intéressant de noter que même avant les photographies de Hubble, la tête de cheval était l'un des objets les plus photographiés.

Hubble capture la région de formation d'étoiles S106

ID: heic1118a

S106 est une région de formation d'étoiles dans la constellation du Cygne. La belle structure est due aux éjectas d’une jeune étoile enveloppée de poussière en forme de beignet au centre. Ce rideau de poussière présente des interstices en haut et en bas, à travers lesquels le matériau de l'étoile éclate plus activement, formant une forme rappelant le célèbre illusion d'optique. La photo a été prise fin 2011.

Cassiopée A : les suites colorées de la mort d'une star

ID: heic0609a

Vous avez probablement entendu parler des explosions de supernova. Et cette image montre clairement l'un des scénarios pour le sort futur de tels objets.

La photo de 2006 montre les conséquences de l'explosion de l'étoile Cassiopée A, survenue au cœur même de notre galaxie. Une vague de matière diffusée depuis l’épicentre, avec une structure complexe et détaillée, est clairement visible.

Image Hubble de l'Arp 142

ID: heic1311a

Et encore une image démontrant les conséquences de l'interaction de deux galaxies qui se sont retrouvées proches l'une de l'autre au cours de leur voyage universel.

NGC 2936 et 2937 sont entrés en collision et se sont influencés. Il s'agit d'un événement intéressant en soi, mais dans ce cas un autre aspect a été ajouté : la forme actuelle des galaxies ressemble à un pingouin avec un œuf, ce qui constitue un gros plus pour la popularité de ces galaxies.

Sur une jolie photo de 2013, vous pouvez voir les traces de la collision qui s'est produite : par exemple, l'œil du pingouin est formé, en grande partie, par des corps de la galaxie des œufs.

Connaissant l’âge des deux galaxies, nous pouvons enfin répondre à ce qui est arrivé en premier : l’œuf ou le pingouin.

Un papillon émergeant des restes d'une étoile dans la nébuleuse planétaire NGC 6302

ID: heic0910h

Parfois, des flux de gaz chauffés à 20 000 degrés, volant à une vitesse de près d'un million de km/h, ressemblent aux ailes d'un papillon fragile, il suffit de trouver le bon angle. Hubble n’a pas eu besoin de regarder, la nébuleuse NGC 6302 – également appelée nébuleuse du Papillon ou du Scarabée – s’est elle-même tournée vers notre droite.

Crée ces ailes étoile mourante de notre galaxie dans la constellation de Skopio. Les flux de gaz reprennent la forme de leurs ailes en raison de l'anneau de poussière autour de l'étoile. La même poussière recouvre l'étoile elle-même. Il est possible que l'anneau ait été formé par l'étoile perdant de la matière le long de l'équateur à un rythme relativement faible, et les ailes par une perte plus rapide des pôles.

Champ profond

Il existe plusieurs images de Hubble dont le titre contient Deep Field. Ce sont des images avec un temps d'exposition énorme de plusieurs jours, montrant un petit morceau du ciel étoilé. Pour les supprimer, j'ai dû sélectionner très soigneusement une zone adaptée à une telle exposition. Il n'aurait pas dû être bloqué par la Terre et la Lune, il n'aurait dû y avoir aucun objet brillant à proximité, etc. En conséquence, le champ profond est devenu une image très utile pour les astronomes, qui peuvent être utilisées pour étudier les processus de formation de l'univers.

L'image la plus récente de ce type - le Hubble Extreme Deep Field de 2012 - est assez ennuyeuse pour l'œil moyen - il s'agit d'une prise de vue sans précédent avec une vitesse d'obturation de deux millions de secondes (~ 23 jours), montrant 5,5 mille galaxies, dont la plus sombre ont une luminosité inférieure de dix milliards à la sensibilité de la vision humaine.

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Et cette incroyable image est disponible gratuitement sur le site Hubble, montrant à tous une infime partie de 1/30 000 000 de notre ciel, sur laquelle sont visibles des milliers de galaxies.

Hubble (1990 – 203_)

Hubble devrait quitter son orbite après 2030. Ce fait semble triste, mais en réalité, le télescope a dépassé de plusieurs années la durée de sa mission initiale. Le télescope a été modernisé à plusieurs reprises, l'équipement a été remplacé par des équipements de plus en plus avancés, mais ces améliorations n'ont pas affecté l'optique principale.

Et dans les années à venir, l’humanité recevra un remplacement plus avancé de l’ancien chasseur lors du lancement du télescope James Webb. Mais même après cela, Hubble continuera à fonctionner jusqu'à ce qu'il échoue. Des quantités incroyables de travail de la part des scientifiques, des ingénieurs, des astronautes, des personnes exerçant d'autres professions et de l'argent des contribuables américains et européens ont été investis dans le télescope.

En réponse, l’humanité dispose d’une base sans précédent de données scientifiques et d’objets d’art qui aident à comprendre la structure de l’univers et à créer une mode pour la science.

Il est difficile de comprendre la valeur de Hubble pour un non-astronome, mais pour nous, c'est un merveilleux symbole de la réussite humaine. Non sans problèmes, avec une histoire complexe, le télescope est devenu projet réussi, qui, espérons-le, travaillera au profit de la science pendant plus de dix ans. publié

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