iPon Cikkek

Egyszer volt, hol nem volt: a Hubble

Dátum | 2015. 04. 29.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Huszonöt évvel ezelőtt, 1990 májusában egy csapat izgatott tudós és újságíró gyülekezett a NASA Goddard Űrrepülési Központjának egyik termében. A szakértők arra vártak, hogy az előttük helyet foglaló képernyőn megjelenjen az első olyan felvétel, amelyet az egy hónappal korábban pályára állt Hubble űrtávcső készített. Mindenki izgatottan várta az „első fényt”, vagyis annak a 1,5 milliárd dolláros űreszköznek az első képét, amelytől azt várták, hogy következő években forradalmasítja az emberiség univerzumról alkotott tudását. A kép megjelenésekor mindenki zavartan meredt a monitorra. „Többeknek a homloka közepére szaladt a szemöldöke” – emlékszik vissza az eseményre David Leckrone, a Hubble-projekt egyik vezető kutatója, aki 1976-tól 2009-es nyugdíjba vonulásáig az űrtávcsövön dolgozott. „Egy kettőscsillag képét kellett volna megpillantanunk, de ehelyett csak elmosódott foltokat láttunk” – folytatja a kutató. Valaki reménykedve megkérdezte: „Minden rendben, ugye? Lehet, hogy pontosan így kell kinéznie?” A teleszkóp fejlesztői azonban rögtön tudták, hogy valami nagyon nem stimmel. Április 24-én volt 25 éve annak, hogy a Discovery űrrepülőgép Föld körüli pályára állította a 11 tonnás űreszközt. A busznyi méretű távcső akkor kezdte meg első köreit a bolygónk körül, amikor Tim Berners-Lee a világháló alapelveinek kidolgozásán munkálkodott, és ahogy ez utóbbi fejlesztés, a katasztrofálisnak tűnő kezdetek után a Hubble is túlszárnyalta a várakozásokat, és teljesen átalakította a világegyetemről alkotott képünket. Az űrtávcsövet Edwin Hubble amerikai csillagász után nevezték el, aki az 1920-as években rájött, hogy az univerzum tágul. A távcső működése jelentős részben támaszkodott és támaszkodik erre a fontos tényre, az űrtávcső koncepciója azonban nem Hubble-höz, hanem Hermann Oberth német rakétamérnökhöz köthető, aki egy 1923-as tanulmányában megemlítette, hogy rakéták révén egy napon akár távcsöveket is lehetséges lenne Föld körüli pályára állítani.
A Hubble 1997-ben a Discovery űrsikló fedélzetéről
A következő fontos mérföldkövet Lyman Spitzer, a Princeton asztrofizikusának 1946-os publikációja jelentette. Ebben Spitzer amellett érvel, hogy egy, a légkörön kívül munkálkodó teleszkóp sok szempontból képes lehet túlszárnyalni a legnagyobb földi távcsöveket is. Egyrészt egy ilyen műszer esetében nem zavarnák a képalkotást a légköri molekulák, szennyeződések és áramlatok, másrészt az infravörös és az ultraibolya tartományban is élesebb képeket tudna készíteni, hiszen ezen hullámhossztartományok jelentős részét elnyeli az atmoszféra, mielőtt azok elérnék a felszínt. Spitzer karrierje nagy részében azon munkálkodott, hogy az ötletet megvalósítsa, és erőfeszítéseinek eredményeként az 1960-as években megkezdődtek a munkálatok egy nagyméretű, űrbe szánt távcső megtervezésére. Az űrbéli csillagászat ugyanakkor nem a Hubble fellövésével kezdődött meg. A Napról rakéták segítségével már 1946 elkészült az első légkörön kívüli ultraibolya felvétel, majd a NASA 1962-ben felbocsátotta az első napfigyelő műholdat, az OSO−1-et is, amely az ultraibolya-, a röntgen- és a gammatartományban vizsgálta központi csillagunkat. Napfigyelésre lőtték fel az első brit űrszondát, az Ariel−1-et is, szintén 1962-ben, ez a műszer azonban több más űreszközzel együtt két hónappal később súlyosan meghibásodott a Starfish Prime elnevezésű magaslégköri nukleáris teszt eredményeként. A NASA 1966-ban indította útjára az OAO nevű csillagászati obszervatóriumot, a küldetés azonban hamar véget ért, mivel a rendszer akkumulátorai három nap után meghibásodtak. A következő hasonló űreszköz, az OAO−2 már sokkal eredményesebb volt, és négy éven keresztül, 1972-ig végzett megfigyeléseket az ultraibolya tartományban a különböző csillagokkal és galaxisokkal kapcsolatban. Ez utóbbi küldetés kiválóan demonstrálta, hogy az űrbe felkerülő távcsövek milyen fontos szerepet játszhatnak a csillagászati felfedezésekben. Ennek köszönhető, hogy 1968-ban a NASA kutatói megkezdték az előkészületeket egy űrben keringő tükrös távcső létrehozására. A 3 méteres főtükörrel tervezett rendszert Nagy Keringő Távcsőként vagy Nagy Űrtávcsőként emlegették, és 1979-re tervezték a kilövést. Már a projekt kezdetén felmerült, hogy egy ennyire drága űreszköz folytatólagos használata érdekében szükség lehet arra, hogy időről időre űrhajósok általi javításokkal biztosítsák annak működését. Az ekkoriban már fejlesztés alatt álló űrsikló-program révén ennek megvalósítása abszolút elképzelhetőnek tűnt.
Leckrone 1968-ban kezdett a NASA-nál dolgozni, és hét évvel később csatlakozott az egyelőre csak a tervezés fázisában álló, az évek során jelentősen átformálódó Hubble-projekthez. Az űrtávcsövet úgy tervezték, hogy az beférjen az űrsiklók rakterébe, ahonnan az űrhajósok pályára tudják állítani, majd ha erre szükség van, meg is tudják közelíteni, és egy robotkar segítségével újra a dokkba vontatni, ahol elvégezhetők rajta a legkritikusabb javítások is. Több csúszást követően a mérnökök 1986-ra készültek el teljesen az űrtávcsővel, az év elején azonban olyan súlyos csapás érte az amerikai űrügynökséget, amely miatt kénytelenek voltak tovább halogatni a kilövést. Január 28-án a Challenger űrrepülő nem sokkal a felszállást követően hét űrhajóssal a fedélzetén darabjaira hullott az Atlanti-óceán fölött. A katasztrófát után három évig szüneteltek az űrsiklós küldetések, ezek nélkül pedig nem volt remény a Hubble feljuttatására. Amikor azonban 1990-ben végre megtörtént a start, mindenki nagyon magabiztosan tekintett a jövőbe. Az űrtávcsövet pályára helyező robotkart Steven Hawley asztronauta, ma a Kansasi Egyetem csillagász professzora irányította. Ebben a szakaszban kisebb hibáktól eltekintve minden rendben zajlott, a Hubble kiemelkedett a raktérből, az űrsikló pedig lassan elhátrált. A fedélzeten tartózkodó űrhajósok elképesztő felvételeket készítettek arról, ahogy az űrtávcső lebeg az alatta elfordulni látszó Föld felett.
A harmadik nagyjavítás 1999 decemberében
A projekt mérnökei az ezt követő hetekben sorra ellenőrizték a Hubble rendszereit, majd egy hónappal a kilövés után elérkezett az idő az űrtávcső élesben való kipróbálására. Az első kép, ahogy már említettük, óriási csalódás volt, Leckrone azonban igyekezett optimista maradni, elvégre rengeteg olyan összetevője volt a teleszkóp rendszereinek, amelyek a Földről is állíthatók voltak. Aztán eltelt néhány hét, és bármit próbáltak ki, semmi sem javított jelentősen a képek minőségén. A fejlesztők egyre jobban aggódtak. A mélypont azon megbeszélések egyikén jött el, ahol a különböző potenciális problémaforrásokat vizsgáló csapatok beszámoltak aktuális eredményeikről. Az optikai csapat tagja, Chris Burrows elmondta, hogy rájöttek a gond forrására, és semmit sem lehet tenni ellene, a gond ugyanis a főtükör görbületével van. A Hubble 2,4 méter átmérőjű főtükre, amely a legdrágább és legprecízebben kidolgozott felület volt a maga műfajában, a szélein nem megfelelően görbült, 4 mikrométerrel laposabb volt ugyanis a szükségesnél. Ez annyit jelentett, hogy a távcső ebben a formában sosem lehet képes éles képeket előállítani, mivel a róla visszaverődő sugarak nem egy pontban fókuszálódnak. Ez pedig olyan hiba volt, amit a Földről semmiképp sem lehetett megoldani. A helyzet kétségkívül roppant súlyosnak tűnt, azonban közel sem volt annyira reménytelen, mint ahogy elsőre gondolták a fejlesztők. Ez elsősorban Aden Meinelnek köszönhető, akit feleségével együtt a világ legjobb távcsőtervezőiként tartottak számon. Marjorie és Aden Meinel éppen szabadságon voltak az események idején, amikor azonban meghallották, hogy megérkeztek az első Hubble-felvételek, rögtön felkeresték John Taugert, az űrtávcső optikai szakértőinek egyikét. Aden Meinel néhány percig nézte a fotókat, és rögtön rájött, hogy valóban valamiféle szférikus aberráció okozza a problémát, vagyis a főtükör nem megfelelően fókuszálja a beérkező sugarakat. Néhány héttel később Meinel aztán bejelentette, hogy rájött, hogyan lehetne megoldani a gondot. Trauger a Hubble széles látószögű és planetáris kamerájának (WFPC) tervezésében vett részt, és az események idején ennek a műszernek az utódján dolgozott, amely a tervek szerint pár évvel később vette volna át az eredeti kamera helyét. A kamera belsejében egy sor piciny tükör irányította a főtükörről visszavert sugarakat a rendszer detektorába. Meinel rájött, hogy ha ezen kicsi tükrök görbületét pontosan a megfelelő módon egy kicsit megváltoztatnák, semlegesíteni lehetne a főtükör szélének görbületi hibája miatti torzulásokat.
A Hubble első nagyjavítására 1993 decemberében került sor. Ennek során az űrhajósok leszerelték a főkamerát, és a helyére behelyezték a Trauger és Meinel által módosított változatot, illetve felszereltek egy másik készüléket is, amely az űrtávcső többi műszere felé is a kijavított képet továbbította. A földi irányítók ezt követően az űr egy darabkájára irányították a távcsövet, majd lélegzetvisszafojtva várták a végeredményt. „A beérkező fotók elképesztően gyönyörűek voltak” – mondja Leckrone. „Ettől kezdve bárhová is irányítottuk a Hubble-t az égen, újabb és újabb lenyűgöző dolgokat fedeztünk fel.” A Hubble összesen öt nagyjavításon esett át, ezek során lecserélték a meghibásodott stabilizáló giroszkópokat, a napelemtáblákat, az akkumulátort, a fedélzeti számítógépet, illetve új műszereket szereltek fel. „Minden egyes küldetéssel igyekeztünk tovább nyújtani a Hubble élettartamát, és fokozni az űreszköz tudományos produktivitását” – mondja Mike Weiss, a program egykori igazgatója. Az utolsó nagyjavításra 2009-ben került sor, és űrsiklók hiányában több valószínűleg nem is lesz. A NASA számításai szerint az űrtávcső műszerei további egy-két évig működhetnek problémamentesen, aztán véget kell vetni a több mint két évtizedes programnak. A Hubble sorsa előbb-utóbb az lesz, hogy visszatér a földi légkörbe, és ott megsemmisül. A Hubble pályafutása során több mint egymillió képet készített, köztük olyan távoli galaxisokat kapva lencsevégre, amelyek mindössze 500 millió évvel az ősrobbanás után léteztek. Az alábbi felvételt az űrtávcső 25. születésnapja alkalmából tették közzé a program kutatói. A kép a Westerlund 2 nevű csillaghalmazt ábrázolja, egy roppant aktív csillagkeletkezési régiót, amely 20 ezer fényévnyire található tőlünk. A hasonló csillagbölcsőket az optikai tartományban nem nagyon lehet megfigyelni az őket körülvevő és átszövő por miatt, a Hubble infravöröshöz közeli tartományban vizsgálódó kamerája azonban képes volt fellebbenteni ezt a porfüggönyt, és megmutatni a csillaghalmaz közepén lévő fiatal égitesteket.
Westerlund 2
A Westerlund 2 mindössze 2 millió éves, de csillagai az ismert univerzum legfényesebb, legforróbb és legnagyobb tömegű égitestjei közé tartoznak. Ezek a csillagok intenzív csillagszeleik révén mély üregeket vájnak az őket körülvevő gázfelhőbe, hatalmas, oszlopszerű képződményeket alakítva ki maguk körül a nekik ellenálló és besűrűsödő anyagból. Ezek a gázmonolitok néhány fényév magasak, és a csillaghalmaz irányába mutatnak. Az őket körülvevő sűrűbb régiókban por és gáz sötét szálai látszanak. A kép, amely a Hubble különböző hullámhosszokon végzett megfigyelési adataiból állt össze, kiváló példája annak, hogy az idősödő űrtávcsövet még korai lenne leírni. És ha pályafutása tényleg véget is ér, az általa készített képek, és a nyers adatok még évtizedekre munkát adhatnak az ezeket elemző csillagászoknak. Ha minden jól megy, az űrtávcső megsemmisülése után sem maradunk hasonlóan lenyűgöző felvételek nélkül, a Hubble „nagytestvérét”, a James Webb űrtávcsövet ugyanis 2018-ban tervezi pályára állítani a NASA. Ezen küldetés előkészületei sem problémamentesek, a startot eredetileg hét évvel korábbra ütemezték, de ha végül minden úgy sül el, ahogy a Hubble esetében történt, remélhetőleg nem lesz okunk panaszra. A James Webb grandiózusabb lesz még a Hubble-nél is. A távcső főtükre 18 hatszögletű panelből áll össze, és összfelülete ötszöröse elődjének. A tükröt az űrben fogják szétnyitni, és ha üzembe áll a rendszer, sokkal halványabb objektumok észlelésére is alkalmas lehet, mint a Hubble, vagyis még távolabbra tekinthet vissza a múltba, illetve olyan részletek közvetlen észlelésére is képes lehet, mint egy csillaga előtt áthaladó extraszoláris bolygó.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

11. kiskoller
2015.04.29. 08:44
Tudtommal nem Hubble jött arra rá, hogy tágul az univerzum, ő csak azt fedezte fel, hogy a galaxisok távolodnak tőlünk (amit a vöröseltolódás segítségével állapított meg)

Csak később egy másik tudós használta fel ezt az univerzum tágulásának bizonyítékaként.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. kiskoller
2015.04.29. 09:08
Utána olvastam, hülyeséget írtam, bocsánat.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. dzsuz87
2015.04.29. 10:01
Volt egy másik, európai távcső is (hogy földi-e, vagy űrben működő, nem mondom meg), amit hasonló módon rontottak el. Csak ott sokezer kis tű tartotta a vékony tükröt, és néhány nap alatt korrigálták a hibát.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. Konzi
2015.04.29. 10:22
Van ehhez forrásod? Mert Hubble-ről szóló dokumentumfilmben úgy említik, hogy "rövidlátó" volt a teleszkóp és egy egyszerű fókusz állítással ki tudták javítani az elmosódott képeket.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Shinjiii
2015.04.29. 10:38
Igen, én is úgy tudtam, NatGeo-n fókuszt említettek. Milyen király, hogy már egy ilyen csatorna sem feltétlen megbízható forrás.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. Jools Konzi
2015.04.29. 13:42
http://hubblesite.org/the_telescope/nuts_.and._bolts/optics/costar/

Itt részletesen le van írva, hogy mi volt a gond. Annyi volt a szerencse, hogy bár nagyon el lett szúrva a tükör szélén a görbület, nagyon egységesen rontották el, így viszonylag egyszerű volt kisakkozni, hogyan lehetne helyrehozni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Grisa
2015.04.29. 14:17
Idézet a cikkből: "a róla visszaverődő sugarak nem egy pontban fókuszálódnak."

Szóval tényleg fókusz probléma volt, nem mondott a NatGeo se hülyeséget.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. dzsuz87
2015.04.29. 15:31
Jools megelőzött.
Ha a fókusszal lett volna probléma, akkor a állíthatóra kiképzett lencse mozgatásával tudtak volna javítani rajta. Másról volt szó.
Biztos láttad már, hogy ha a telefonoddal egy A4-es lapról készítesz képet, a lap párhuzamos élei a képen torzulni fognak. Többféle ilyen leképezési hiba létezik.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. csabi02 Grisa
2015.04.30. 08:35
Nem,nem kamuztak csak sztem nem akartak nagyon belemenni..
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. ingyom007
2015.05.02. 21:23
Kicsit érdekesnek tartom, hogy ennyivel letudják, hogy hát majd elég a légtérben Ok sok pénz meg nyugdíjazva vannak már a 30éves űrrepülők már amelyik megmaradt de ha a james webbet felküldik és az javításra szorul azzal mit fognak kezdeni?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. dzsuz87 ingyo...
2015.05.04. 18:53
Ezért indították be a magánűrhajózást.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!