30 éves a Hubble űrteleszkóp

Google+ Pinterest LinkedIn Tumblr +

A Hubble űrteleszkóp már több mint 30 éve kering Föld körüli pályáján, és küld lélegzetelállító csillagászati felvételeket. A képek segítségével a csillagászok rengeteg érdekes kérdésre adtak már választ, és az eredmények láttán talán még több új kérdést tettek fel maguknak. A felvételek mellett az őket készítő műszer is különlegességnek számít a maga nemében. A legendás űrtávcsőről 2008. novemberi lapunkban olvashattak részletes cikket.

Mióta földi tárgyakat tudunk feljuttatni az űrbe, természetesnek tűnik az ötlet, hogy fényképezőgépet, kamerát is az űrbe vagy Föld körüli pályára küldjünk. A második világháború után Amerikába szállított német rakétatechnikának köszönhetően 1946-ban készült el az első Földet ábrázoló, illetve az első más égitestet, jelesül a Napot ábrázoló űrből készített felvétel. 1962-ben az angolok, majd 1966-ban az amerikaiak már állítottak Föld körüli pályára távcsöveket. Ezek többnyire az UV-tartományban végeztek megfigyeléseket, ugyanis ezt a hullámhossztartományt a Föld légköre jelentősen megszűri. A légkör védőhatása a földi élőlények számára persze elengedhetetlen, ugyanakkor jelentősen megnehezíti az égboltot kémlelő csillagászok dolgát.
Már Galileit is igencsak zavarta, hogy a felmelegedett földfelszínről feláramló levegő remegést okozott a távcső képében. Ahogy tökéletesedtek a megfigyelőeszközök, úgy váltak egyre zavaróbbá a földi körülmények. A pára és a levegőben lebegő szennyeződések mellett a légkör fényszórása és a fényszennyezés is nehezítette a földi megfigyeléseket. A nehézségek a csillagászok számára a láthatónál sokkal érdekesebb infravörös és UV-tartományokban fokozottabban jelentkeznek. A világűr zavaró tényezőktől mentes fagyos nyugalma viszont tökéletes helynek tűnik egy távcső számára.

A V838 Monocerotis nevű csillag (középen), amely 2002 elején hirtelen felfénylésével átmenetileg naprendszerünk legfényesebb csillagává vált, és megvilágította az addig még nem látott porfelhőt. A felfénylést a kutatók szerint az okozhatta, hogy a csillag vörös óriássá vált, és felemésztett néhány közeli óriásbolygót.

Az ötlet elméleti kidolgozásának Lyman Spitzer amerikai csillagász látott neki, majd nagyrészt az ő eredményeinek köszönhetően 1962-ben az Amerikai Tudományos Akadémia vetette fel egy nagy űrtávcső építésének ötletét. Egy megszavazott, majd visszavont támogatású program után végül is 1977-ben döntött véglegesen az amerikai kongresszus a nagy űrtávcsőprogramról azzal a kitétellel, hogy a kedvezőbb finanszírozási lehetőségek miatt mindenképp az ESA-val, az Európai Űrügynökséggel közösen kell azt megvalósítani. Az eredetileg tervezett fellövési időpont 1983 volt.
A Hubble és a legtöbb nagy távcső kulcsalkatrésze egy nagy átmérőjű parabola- vagy hasonló görbületű tükör, amely a beérkező fényt összegyűjti, és a további, már jóval kisebb optikai elemek felé továbbítja. A tükörkészítés nem mindennapi feladatára kiválasztott Perkin-Elmer nevű cég akkoriban úttörőnek számító számítógép-vezérelt polírozógépekkel tervezte elkészíteni a 2,4 méter átmérőjű eszközt, de a NASA, tartva az új, még kipróbálatlan technológia esetleges hibáitól, a Kodak és az Itek cégekkel hagyományos tükörpolírozási eljárással is elkészíttetett egy-egy tartaléktükröt, amelyeket szükség esetén felhasználhatnak. Ahhoz, hogy a tükör a látható fénynél rövidebb hullámhosszúságú UV-tartományban is megfelelő paraméterekkel rendelkezzen, felületét 10 nanométeres pontossággal kellett kialakítani. A csiszolási munkálatokat 1979-ben kezdték el, és jelentős késéssel 1981 végére fejezték csak be. Az összes tudományos műszer és részegység elkészültével, többszöri csúszás és számtalan költségtúllépés után 1986 októberére jelölték ki a fellövési időpontot, amelyet a Challenger katasztrófája és az űrsiklóflotta időleges földre parancsolása húzott keresztül. Az űrteleszkópot végül is hét évvel a tervezett időpont után, 1990 áprilisában a Discovery legénysége állította pályára.

Az Isten szeme (Eye of God) fantázianévre hallgató képződmény valójában a Helix Nebula. Ez az egyik Földünkhöz legközelebbi fénylő gázhalmaz. A nebulák haldokló csillagok körüli fénylő gázhalmazok, amelyeket a csillagok kilökött anyaga alkot.

A Hubble által küldött első fotók nagy csalódást okoztak a tudósoknak. Mind életlen és elmosódott volt. A képeken jelentős szferikus aberráció volt látható, amely azt jelezte, hogy valamelyik optikai elem eltér a tervezettől, a fénysugarak nem egy pontban találkoznak, hanem nagyobb területen szóródnak szét. Hamarosan kiderült, hogy a főtükörrel van a baj. A gyártó cég a világ legprecízebben megmunkált tükrét állította elő, legalábbis a fellövésig ezt hitte. A fotók alapján elvégzett vizsgálatok 2,3 mikrométeres eltérést mutattak ki a tükör görbületében, amely a távcső teljes használhatatlanságát okozta, tehát joggal volt nevezhető katasztrofális mértékűnek. A Hubble hamar a hétköznapi közönséges viccelődés tárgyává vált, az amerikai sajtó pedig dühösen kérte számon az űrkutatási hivatalon és a kormányzaton a kidobott dollármilliókat.

Összeolvasó spirálgalaxisok a Nagy Kutya csillagkép irányában. A két egymással kölcsönhatásban lévő galaxis (NGC 2207 és IC 2163) között a gravitáció hatására anyag és gáz áramlik, csillagok keletkeznek. Valószínűleg a bal oldali NGC 2207 galaxis idővel elnyeli a kisebb, jobb oldalit.

A hibát végül is nem az úttörő megmunkálási technológia, hanem a tükör görbületének a csiszolás közbeni ellenőrzését végző, teljesen hagyományos műszer egy alkatrésze, az ún. nullkorrektor okozta; el volt benne mozdulva egy lencse. A készítés során az ellenőrzéshez használt további nullkorrektorok ugyan megmutatták az eltérést, de ezeknek az adatoknak a mérnökök nem tulajdonítottak jelentőséget, megbíztak az elsődleges műszer hitelességében. A hiba pontos felderítése mellett természetesen a megoldást is azonnal elkezdték keresni. A földön ugyan rendelkezésre állt a két tökéletes görbületű tartaléktükör, de ezek csak a fellövés előtt fellépő hibáknál jöhettek volna szóba, a Föld körüli pályán való cserélés lehetetlen vállalkozásnak tűnt. A távcső visszahozása és a földi javítás viszont túlzottan drágának és hosszadalmas folyamatnak látszott. Az bizonyult az egyetlen lehetséges megoldásnak, hogy az 1993-ra tervezett első szervizmisszió során olyan korrekciós optikai elemeket építenek a távcsőbe, amelyek a főtükörével azonos mértékű és jellegű, csak éppen ellenkező előjelű leképezési hibát visznek a rendszerbe, tehát pontosan korrigálják azt. A COSTAR-nak nevezett korrekciós modul viszont csak egy már ott lévő műszer helyére férhetett be, így esett áldozatul a nagy sebességű fotométer, amely eredetileg a gyorsan változó fényű objektumok megfigyelését végezte volna.

A Feketeszem-galaxis (M64) a Bereniké Haja csillagképben. Nevét az előterében látható látványos sötét porsávról kapta, amely elnyeli a port a fényes mag előtt. Mivel viszonylag jól látható és látványos objektum, kedvelt célpontja az amatőr csillagászoknak.

Az 1993-as szervizelés során a COSTAR beépítése mellett fejlettebbre cserélték a Hubble fő kameráját is. A Wide Field and Planetary Camera 2 névre hallgató új egység négy darab 800×800 pixeles CCD-t tartalmaz, amelyek elé egy nagy tárcsán 48 különféle szűrőt lehet helyezni. Így a csillagászok a legkülönfélébb hullámhossztartományokban végezhetnek vizsgálatokat, és természetesen lehetőség van a három alapszínnel készített felvétel színes képpé való összeállítására is. A javítás során többek között a távcső pontos pozicionálását lehetővé tevő giroszkópok közül is kicseréltek négyet. 1994 januárjában, hosszas tesztelési és kalibrációs eljárás után megérkeztek a Hubble első éles képei, amelyek azt jelezték, hogy a javítás minden tekintetben sikeres volt. A távcsövet a tejútrendszer síkjával párhuzamos irányba fordítva a szomszédos csillagok és csillagrendszerek, másfelé irányítva galaxisok és csillagködök százezrei tűntek fel a képeken. Megkezdődhetett a valódi nagyüzem, a megszámlálhatatlan kutatási program végrehajtása. Túlzás nélkül állítható, hogy a csillagászok előtt új világ tárult ki. Olyan részletes felvételeket készíthettek az égbolt szinte tetszőleges területeiről, amelyekről eddig álmodni sem mertek. A látható mellett a számos más szűkebb és tágabb hullámhossztartományban végzett megfigyelés rengeteg információt adott a lefotózott objektumok szerkezetéről és összetételéről. A tudományos és közéleti magazinok oldalain is feltűntek a Hubble fotói, amelyek nemcsak a tudósoknak és a kutatóknak nyújtottak számtalan újdonságot, hanem szépségükkel a nagyközönséget is lenyűgözték. A kollégiumi szobák és az egyetemi tanszékek falát beborították a számtalan színben pompázó csillagködök és galaxisok képei, számítógépek százezrein futott Hubble-fotós képernyőkímélő. Ma is több ezer Hubble-háttérkép tölthető le különböző weboldalakról.

A teljes cikk a Digitális Fotó magazin 2008. novemberi lapszámában olvasható, amely elérhető a Laptapíron!

Share.

About Author

Szita Péter