Hubblov vesmírny ďalekohľad: Rozdiel medzi revíziami
Smazaný obsah Přidaný obsah
d +wl.: Panna (súhvezdie), Planéta |
d wl. dátum; +wl. 13x: Astronóm, Teleskop, Atmosféra Zeme, Atmosféra, Fotón, Van Allenove radiačné pásy, Megahertz, Vek vesmíru, Skrytá hmota, Vlnová dĺžka, Viditeľné svetlo, [[Frederick William... |
||
Riadok 39:
|}}
[[Súbor:HubbleExploded-slovak.png|thumb|right|Schéma s popisom častí Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu]]
'''Hubblov vesmírny ďalekohľad''' (skratka HST, z [[angličtina|angl.]] ''Hubble Space Telescope''; niekedy sa používa len skrátený názov ''Hubble'') je [[ďalekohľad]] na [[obežná dráha|obežnej dráhe]] okolo [[Zem]]e. Pretože je umiestnený mimo [[zemská atmosféra|zemskej atmosféry]], získava ostrejšie obrázky veľmi slabých a matných objektov než ďalekohľady na zemskom povrchu. Na obežnú dráhu bol vynesený [[Discovery (raketoplán)|raketoplánom Discovery]] pri misii [[STS-31]] v roku [[1990]]. Od svojho vypustenia sa stal jedným z najdôležitejších ďalekohľadov v dejinách [[astronómia|astronómie]]. Je zodpovedný za mnoho priekopníckych objavov a pomohol [[astronóm|astronómom]] lepšie pochopiť základné problémy [[astrofyzika|astrofyziky]]. Pomocou ďalekohľadu sa podarilo získať niekoľko snímok, tzv. Hubblových hlbokých polí ({{V jazyku|eng|Hubble ultra deep fields}}), tých najvzdialenejších objektov vo [[vesmír]]e.
Od svojej prvotnej koncepcie až po vypustenie sa projekt potýkal s množstvom rozpočtových problémov a odkladov. Ihneď po vypustení sa zistilo, že hlavné [[zrkadlo]] má sférickú [[Optická chyba|aberáciu]]. Po servisnej misii [[STS-61]] v roku [[1993]] sa našťastie podarilo ďalekohľad dostať do plánovaného stavu a stal sa tak znovu nástrojom schopným prevádzky.
Riadok 45:
Hubblov vesmírny ďalekohľad je súčasťou série [[Veľké kozmické observatóriá]], ktorú vypracovala [[NASA]]. Ďalšími observatóriami sú [[Comptonove gama observatórium]] (Compton Gamma Ray Observatory), Röntgenové observatórium [[Chandra]] (Chandra X-ray Observatory) a [[Spitzerov vesmírny ďalekohľad]] (Spitzer Space Telescope).
Budúcnosť ďalekohľadu bola dlho neistá. [[Gyroskop]]y stabilizujúce ďalekohľad potrebujú výmenu a celý [[teleskop]] potrebuje naviesť na vyššiu obežnú dráhu, pretože časom klesne natoľko, že by mohol zhorieť v [[atmosféra Zeme|atmosfére Zeme]]. Vedenie [[NASA]] pôvodne chcelo ďalekohľad ponechať už bez opravy svojmu osudu. Na agentúru bol však vyvíjaný tlak, aby ďalekohľad ešte zachránila. NASA svoje rozhodnutie zvážila. Po obnovení letov raketoplánov, ktoré boli pozastavené po [[Havária raketoplánu Columbia|nehode druhého z nich]], [[31. október|31. októbra]] [[2006]] dal riaditeľ NASA [[Michael Douglas Griffin]] zelenú poslednej servisnej misii raketoplánu k ďalekohľadu – [[Atlantis (raketoplán)|Atlantis]] [[STS-125]], ktorá odštartovala [[11. máj]]a [[2009]].
Hubblov nasledovník [[Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba]] má vzlietnuť na obežnú dráhu v roku [[2018]]. Mal by mať oveľa lepšie vlastnosti ako Hubble. Napriek tomu ho celkom nenahradí, pretože bude pozorovať v [[infračervené žiarenie|infračervenej oblasti spektra]].
Riadok 52:
=== Návrhy a predchodcovia ===
História Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu sa začala písať už v roku [[1946]], kedy astronóm [[Lyman Spitzer]] publikoval článok nazvaný ''Astronomické výhody hvezdárne mimo Zeme''. V ňom pojednával o dvoch hlavných výhodách, ktoré by mali vesmírne observatória oproti pozemským. Prvou bolo, že uhlové rozlíšenie (najmenšia vzdialenosť, pri ktorej môžu byť objekty jasne rozlíšiteľné) by bolo limitované iba [[Difrakcia|difrakciou]], na rozdiel od [[Turbulencia|turbulencií]] v [[atmosféra|atmosfére]], ktorá zapríčiňuje blikanie [[hviezda|hviezd]] a je astronómom známe ako "seeing". Vtedy boli pozemské teleskopy typicky limitované rozlíšením 0,5 – 1,0 uhlových sekúnd, v porovnaní s teoretickým difrakčným obmedzením okolo 0,1 uhlovej sekundy pre teleskopy so zrkadlom {{m|2.5|m}} v priemere. Druhá hlavná výhoda by bola, že vesmírny ďalekohľad by mohol pozorovať infračervené a [[ultrafialové žiarenie]], ktoré inak silne pohlcuje atmosféra.
Spitzer zasvätil veľkú časť svojej kariéry tomu, aby bol vesmírny ďalekohľad vyvinutý. V roku [[1962]] správa americkej [[Národná akadémia vied|Národnej akadémie vied]] odporučila vývoj vesmírneho ďalekohľadu ako časť [[vesmírny program|vesmírneho programu]] a v roku [[1965]], bol Spitzer vymenovaný do čela komisie, ktorá mala za úlohu definovať [[veda|vedecké]] ciele pre veľký vesmírny ďalekohľad.
Riadok 62:
| pages = 781 – 782
| language = Anglicky
}}</ref> [[Slnečné observatórium]] obiehajúce okolo Zeme bolo vypustené v roku [[1962]] [[Veľká Británia|Veľkou Britániou]] ako časť vesmírneho programu [[Ariel (družica)|Ariel]] a v roku [[1966]] svet zažil vypustenie prvého [[Obiehajúce astronomické observatórium|Obiehajúceho astronomického observatória]] (OAO) vesmírnou agentúrou [[NASA]]. Batéria misie OAO-1 zlyhala po troch dňoch, čím aj skončila celá misia, ale nasledujúca misia OAO-2 uskutočnovala ultrafialové pozorovania hviezd a [[galaxia|galaxií]] od jej štartu v roku [[1968]] až do roku [[1972]], ďaleko za hranicou jej pôvodne plánovanej životnosti jedného roka.
Misie OAO ukázali, akú dôležitú úlohu v astronómii by mohli zohrávať pozorovania z vesmíru. V roku [[1968]] sa zrodili smelé plány NASA pre vývoj zrkadlového ďalekohľadu, tzv. [[reflektor (astronómia)|reflektora]] s {{m|3|m}} v priemere, známom ako ''Veľký obiehajúci ďalekohľad'' alebo ''Veľký vesmírny ďalekohľad''. Dátum jeho štartu bol navrhnutý na rok [[1979]]. Tieto plány zdôrazňovali potrebu servisných misií s ľudskou posádkou k teleskopu, aby bolo zaručené, že taký na financie náročný projekt, bude mať príslušne dlhú životnosť. Paralelne vyvíjané plány pre znovupoužiteľné [[kozmický raketoplán|kozmické raketoplány]] naznačovali, že technológia, ktorá umožní servisné lety k ďalekohľadu, bude čoskoro dostupná.<ref>Spitzer, Lyman S (1979), [http://adsabs.harvard.edu/abs/1979QJRAS..20...29S History of the Space Telescope], ''Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society'', v. 20, p. 29. PDF version [http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1979QJRAS..20...29S&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf here].</ref>
Riadok 82:
Spoločnosť Perkin Elmer navrhovala dômyselné, [[počítač]]om riadené leštiace stroje, ktoré by vybrúsili zrkadlo do požadovaného tvaru. Ak by nastali komplikácie, poveril tím konštruktérov firmu [[Kodak]], aby zostrojila záložné zrkadlo brúsené tradičnými brúsnymi technikami. Toto zrkadlo bolo vystavené v [[Smithsonovom inštitúte]].<ref>HUBBLE SPACE TELESCOPE STAND-IN GETS STARRING ROLE. [[21. september]], [[2001]]. http://www.gsfc.nasa.gov/news-release/releases/2001/h01-185.htm</ref> Dnes toto zrkadlo používa teleskop s priemerom 2,4 metra v [[Magdalena Ridge Observatory]]. Výroba zrkadla spoločnosťou Perkin Elmer začala v roku [[1979]]. Použili pri nej nízkorozťažné [[sklo]].
Brúsenie zrkadiel začalo v roku [[1979]] a pokračovalo až do mája [[1981]]. Aby bola hmotnosť zrkadla čo najmenšia, pozostávalo z dvoch častí hrubých jeden palec, medzi ktorými sa nachádzala mriežka so štruktúrou [[včelí plást|včelieho plástu]]. NASA v tom čase preverovala manažérsku štruktúru Perkin Elmer. Brúsenie sa začalo posúvať oproti plánu a presahovať rozpočet. Z dôvodu šetrenia financií NASA zastavila práce na zrkadle a presunula dátum štartu ďalekohľadu na október [[1984]]. Zrkadlo bolo dokončené do konca roku [[1981]] pridaním odrazovej vrstvy hliníku s hrúbkou 75 nm a ochranného náteru z [[fluorid horčíka|fluoridu horčíka]] s hrúbkou 25 nm, ktorý zlepšil odrazivosť zrkadla v ultrafialovom spektre.
Prehlbovali sa pochybnosti o schopnosti účasti Perkin Elmer na projekte tejto dôležitosti. NASA odložila dátum štartu ďalekohľadu až na apríl [[1985]]. Sklz v projekte sa zväčšoval rýchlosťou asi o štvrtinu za mesiac a niekedy spozdenie dosiahlo hodnoty 1:1. NASA bola nútená odložiť dátum štartu až na 1. marca a potom na august 1986. Do tohto okamihu sa úplný rozpočet projektu navýšil na 1,175 miliardy dolárov <ref name="dunar" />.
Riadok 97:
HST niesol na palube pri štarte päť vedeckých prístrojov: ''Wide Field and Planetary Camera'' (WF/PC), ''Goddard High Resolution Spectrograph'' (GHRS), ''High Speed Photometer'' (HSP), ''Faint Object Camera'' (FOC) a ''Faint Object Spectrograph'' (FOS). WF/PC slúžilo ako zariadenie s vysokým rozlíšením zobrazovania primárne určené pre pozorovania v optickej oblasti spektra. Mohlo pracovať v dvoch režimoch, pričom v prvom malo jeho zorné pole veľkosť 2,7 x 2,7 oblúkových minút a v druhom 1,2 x 1,2 oblúkových minút. Prvý režim slúžil na sledovanie vzdialenejších objektov, druhý na sledovnie bližších telies (napr. [[planéta|planét]]). Skonštruovalo ho [[Jet Propulsion Laboratory]] pri NASA a zakomponovalo doň sadu 48-ich filtrov izolujúcich [[spektrálna čiara|spektrálne čiary]] s osobitným astrofyzikálnym významom. Prístroj obsahoval 8 [[Nábojovo viazaná štruktúra|CCD]] [[čip]]ov, pričom každá z oboch kamier využívala presne polovicu čipov. Wide Field Camera (WFC) pokrývala uhlovo väčšie pole na úkor nižšieho rozlíšenia, Planetary Camera (PC) robila snímky pomocou efektívnejšej a väčšej [[Ohnisková vzdialenosť|ohniskovej vzdialenosti]] <!-- (?) --> než čipy u WFC, čím dosiahla väčšie priblíženie.
GHRS bol [[spektrograf]] určený na snímanie objektov v ultrafialovej časti spektra. Vyrobilo ho Goddardovo centrum vesmírnych letov a samotné zariadenie bolo schopné dosiahnuť spektrálne rozlíšenie s hodnotou 90 000.<ref>{{cite journal |author=Brandt J.C. ''et al'' |year=1994 |title=The Goddard High Resolution Spectrograph: Instrument, goals, and science results |journal=Publications of the Astronomical Society of the Pacific |volume=106 |pages=890 – 908 |url=http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1994PASP..106..890B&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf |doi=10.1086/133457 }}</ref> Pre snímkovanie v ultrafialovej oblasti boli optimalizované aj ostatné zariadenia (FOC a FOS), rovnako mali najvyššie priestorové rozlíšenie zo všetkých zariadení na palube ďalekohľadu. FOC bolo vybavené trojstupňovým [[fotonásobič]]om a slúžilo na sledovanie veľmi slabých objektov. FOS bol sprektrograf a študoval optické spektrá veľmi vzdialených objektov. Tieto tri prístroje nepoužívali pre detekciu CCD-čipy, ale [[digikon]]y, ktoré počítali [[fotón|fotóny]]. FOC skonštruovala Európska vesmírna agentúra a spoločnosť Martin Maretta (dnes pod spoločnosťou [[Lockheed]]) postavila FOS.
Posledným prístrojom na palube bol HSP. Navrhnutý a vyrobený bol na Wisconsinsko-Madisonskej univerzite. Mal za úlohu pozorovať [[premenná hviezda|premenné hviezdy]] a ostatné objekty, ktoré menia svoju jasnosť, v ultrafialovom a viditeľnom spektre. Meral rýchle zmeny svetelného toku a [[polarizácia svetla|polarizáciu svetla]]. Dokázal vykonať naraz takmer 100 000 meraní za sekundu s fotometrickou presnosťou približne 2 % alebo aj lepšou.<ref>Bless R.C., Walter L.E., White R.L. (1992), ''High Speed Photometer Instrument Handbook'', v 3.0, STSci</ref>
Riadok 112:
=== Pozemná kontrola ===
[[Vedecký inštitút Vesmírneho ďalekohľadu]] (STScI) je zodpovedný za vedeckú prevádzku ďalekohľadu a doručovanie dátových produktov astronómom. STScI riadi [[Asociácia univerzít pre výskum v astronómii]] (AURA) a samotný inštitút sa nachádza v areáli [[Univerzita Johna Hopkinsa|Univerzity Johna Hopkinsa]] v [[Baltimore]], v štáte [[Maryland]], ktorá spolu s ostatnými tridsiatimi dvoma univerzitami a siedmimi medzinárodnými pobočkami tvorí konzorcium AURA. STScI bol založený v roku [[1983]] po boji medzi NASA a vedeckou komunitou. NASA sa snažila udržiavať túto činnosť v rámci svojich štruktúr, ale vedecká obec chcela činnosť vykonávať na akademickej pôde.<ref>Dunar, pp. 486 – 487.</ref><ref>Nancy Grace Roman, "Exploring the Universe: Space-Based Astronomy and Astrophysics", in ''NASA SP-2001-4407: Exploring the Unknown'' Chapter 3, p. 536.</ref> [[Space Telescope European Coordinating Facility]] (ST-ECF), založená v [[Garching bei München|Garchingu pri Mníchove]] v roku [[1984]] poskytuje podobnú službu pre európskych astronómov.
[[Súbor:Diagram of Hubble's orbit.jpg|thumb|right|Kvôli nízkej obežnej dráhe zakrýva Zem množstvo vesmírnych objektov počas obehu ďalekohľadu.]]
STScI má na starosti plánovanie pozorovaní, čo je jedna z pomerne náročných úloh.<ref>Primer, Chapter 2.</ref> Hubblov ďalekohľad obieha Zem na nízkej obežnej dráhe, takže je v dosahu raketoplánov, ktorých [[astronaut]]i majú za úlohu opravovanie nefunkčných prístrojov. Znamená to však, že Zem zakrýva množstvo vesmírnych objektov po takmer polovicu obežného času ďalekohľadu. Pozorovania nemôžu prebiehať ani vtedy, keď teleskop prelieta ponad [[Juhoatlantická anomália|Juhoatlantickou anomáliou]] kvôli zvýšenej úrovni [[radiácia|radiácie]]. Taktiež existujú značne rozsiahle oblasti oblohy (tzv. [[van Allenove radiačné pásy|radiačné pásy]]) v okolí Slnka, [[Mesiac]]a a [[Zem]]e. Rozsah "zakázanej" oblasti v okolí Slnka je až 50°, aby sa OTA nedostala do kontaktu s priamym slnečným svetlom. Z tohto dôvodu je napríklad vylúčené pozorovanie [[Merkúr]]u. Kvôli FGS sa ďalekohľad musí vyhýbať aj svetlu odrazenému od Zeme a Mesiaca. Pozorovanie týchto dvoch objektov je možné len vtedy, keď je FGS vypnuté. V počiatkoch misie ďalekohľadu slúžili pozorovania Zeme na vyrovnávanie jasových gradientov snímok pre WFPC1. V rovine obežnej dráhy ďalekohľadu existujú však aj tzv. oblasti nepretržitého pozorovania (continuous viewing zone, skrátene CVZ), široké zhruba 90°, v ktorých sa dajú vesmírne objekty pozorovať dlhší čas. Kvôli [[precesia|precesii]] dráhy sa poloha CVZ mení s periódou 8 týždňov. Počas pozorovaní v CVZ môže jas Zeme dosahovať dlhšiu dobu značne veľké hodnoty, pretože [[limbus]] planéty býva v určitých oblastiach CVZ široký až okolo 30°.
Obežná dráha Hubblovho ďalekohľadu zasahuje až do najvyšších vrstiev atmosféry, pričom dochádza pri obehu ďalekohľadu okolo Zeme k nepredvídateľným zmenám. Hustota týchto vrstiev sa mení v závislosti od mnohých faktorov, preto nie je možné vopred predpovedať presnú dráhu ďalekohľadu. Odchýlka pri predpovedi dráhy na najbližších 6 týždňov môže narásť až na {{km|4000|m}} v horizontálnom smere. Plán pozorovania sa z toho dôvodu vypracúva len niekoľko dní vopred.<ref>Diane Karakla, Editor and Susan Rose, Technical Editor (2004). ''HST Primer for Cycle 14''.</ref>
Riadok 128:
Nakoniec, po [[STS-26|obnovení prevádzky vesmírneho programu]] v roku [[1988]], sa štart ďalekohľadu naplánoval na rok [[1990]]. [[24. apríl]]a 1990 úspešne vyniesla ďalekohľad na obežnú dráhu misia STS-31 pomocou raketoplánu Discovery.<ref>{{cite web |url=http://science.ksc.nasa.gov/shuttle/missions/sts-31/mission-sts-31.html |title=STS-31 |publisher=NASA |accessdate=2008-04-26}}</ref>
Z pôvodnej odhadovanej sumy 400 miliónov dolárov, stálo budovanie ďalekohľadu dosiaľ viac než 2,5 miliardy dolárov. Súhrnná cena sa do dnešného dňa odhaduje na niekoľkonásobok konštrukčnej ceny, pričom výdavky Spojených štátov amerických sa pohybujú v rozmedzí 4,5 miliardy až 6 miliárd dolárov a európsky finančný príspevok sa odhaduje na 593 miliónov € (odhad k roku [[1999]]).<ref>{{cite web |url=http://www.spacetelescope.org/about/faq.html |title=The European Homepage for the NASA/ESA Hubble Space Telescope — Frequently Asked Questions |accessdate=2007-01-10}}</ref>
== Problémy ďalekohľadu ==
Riadok 149:
Závažnosť chyby zrkadla závisela na druhu pozorovaní, ktoré ďalekohľad vykonával. Obrázky jasných objektov a [[spektroskopia|spektroskopické pozorovania]] neboli chybou takmer vôbec ovplyvnené, pretože stredná časť zrkadla bola vybrúsená v požadovanom tvare. Ďalekohľad sa však nedal použiť pri snímaní matnejších a slabších objektov alebo pri snímaní obrázkov s vysokým kontrastom. Znamenalo to, že nebolo možné rozbehnúť takmer žiadny [[kozmológia|kozmologický]] program, pretože práve takýto program si vyžaduje snímkovanie matných objektov. Napriek tomu aj počas prvých troch rokov misie bol Hubblov vesmírny ďalekohľad schopný vykonať množstvo produktívnych pozorovaní. Astronómovia používali na optimalizovanie výsledkov pozorovaní dômyselnú techniku spracovávania obrázkov (napr. [[dekonvolúcia|dekonvolúciu]]), pretože sa pomerne rýchlo podarilo chybu identifikovať a zmenšiť tak jej dopad na kvalitu snímok.<ref>Dunar, pp. 514 – 515.</ref>
NASA sa vďaka tejto nepríjemnej chybe, ktorá pomerne drasticky degradovala jej renomé a profesionalitu, stala terčom ostrej kritiky a sarkastických vtipov. Hubblov teleskop bol zobrazený v roku [[1991]] v komédii ''Bláznivá strela 2 1/2: Vôňa strachu'' ako kolosálny neúspech po boku [[Titanic (parník)|Titanicu]], [[Hindenburg (vzducholoď)|Hindenburgu]] a Edselu (veľmi neúspešného amerického modelu automobilu od automobilky Ford).
==== Pôvod problému ====
Riadok 190:
|publisher = NASA
|accessdate =2008-04-26 }}</ref>
[[13. január|13. januára]] [[1994]] ohlásila NASA, že misia bola úspešne dokončená a predstavila sériu mnohých ostrých záberov vesmírnych telies.<ref>{{Cite web
| author = Trauger, Ballester, Burrows, Casertano, Clarke, Crisp aj.
| title = The on-orbit performance of WFPC2
Riadok 225:
| publisher = NASA
| language = Anglicky
}}</ref> Aj napriek tomu, že nový počítač (25 [[Megahertz|MHz]] [[Intel 486]] s 2MB RAM) je z dnešného hľadiska takpovediac múzejným exponátom, bol stále 20x rýchlejší než jeho predchodca DF-224. „Nový“ počítač zlepšuje efektivitu tým, že umožňuje vykonávať niektoré výpočtové operácie priamo na palube Hubbla a tiež šetrí náklady, pretože umožňuje použitie nových programovacích jazykov.<ref>{{Cite web
| author = Lockheed Martin Missiles and Space
| title = Hubble Space Telescope Servicing Mission 3A Media Reference Guide
Riadok 236:
=== Servisná misia 3B ===
V priebehu misie 3B ''[[Columbia (raketoplán)|Columbia]]'' ([[STS-109]]) v marci [[2002]] bolo nainštalované nové zariadenie – ''Advanced Camera for Surveys'' (ACS), ktoré nahradilo ''FOC''. Tiež došlo k oprave zariadenia NICMOS, ktoré už v roku [[1999]] vyčerpalo zásobu chladiacej látky. Bol inštalovaný nový chladiaci systém, ktorý teplotu dostatočne znížil a zariadenie bolo teda opäť použiteľné. Hoci chladiaci systém nezabezpečoval takú nízku teplotu, akú si pôvodný dizajn zariadenia vyžadoval, teplota je stabilnejšia. V mnohých ohľadoch splnila táto výmena svoj účel.<ref name="NICMOStemp"/> Obzvlášť nainštalovanie ACS zvýšilo schopnosti ďalekohľadu. Navyše pomocou ACS a s opraveným zariadením NICMOS bol ďalekohľad schopný nasnímať tzv. Hubblove ultra-hlboké pole.
V priebehu misie 3B boli už druhýkrát vymenené solárne panely. Konštrukcia nových panelov bola odvodená od panelov použitých u družíc komunikačného systému [[Iridium (družica)|Iridium]], ktorých veľkosť predstavuje len dve tretiny pôvodných panelov. Nižšia hmotnosť sa prejavuje v nižšom vplyve gravitácie na Hubblea. Zároveň však poskytujú o 30 % viac energie. Takýto prírastok energie umožnil simultánne spúšťanie palubných prístrojov a zredukoval problémy s vibráciami, ktoré vznikali vo chvíľach, keď staršie a menej tuhé panely prechádzali zo zemského tieňa na slnečné svetlo a naopak. Ďalej bola vymenená ''Hubble's Power Distribution Unit'' (energetická distribučná jednotka), ktorá umožnila vykonávať kompletné reštarty všetkých zariadení.<ref>{{Cite web
Riadok 248:
=== Servisná misia 4 ===
[[Súbor:STS-125 patch.svg|left|thumb|120px|Emblém misie STS-125, poslednej servisnej misie k Hubblovmu ďalekohľadu]]
Ďalšia oprava bola naplánovaná na február 2005, ale [[Havária raketoplánu Columbia|havária Columbie]] v roku [[2003]] mala následky aj pre program servisu Hubbla.<ref>[http://www.stsci.edu/resources/sm4meeting.html Servisná misia 4 k Hubblu zrušená]</ref> Riaditeľ NASA Sean O'Keefe rozhodol, že všetky nasledujúce misie raketoplánov musia byť schopné dosiahnuť bezpečné útočisko na [[Medzinárodná vesmírna stanica|Medzinárodnú vesmírnu stanicu]], ak by sa počas letu vyskytol nejaký neočakávaný a vážny problém. Lenže obežné dráhy ISS aj teleskopu boli tak rozdielne, že pre raketoplán v problémoch, mieriaci pôvodne k Hubblovi, by bolo nemožné dosiahnuť ISS. Toto rozhodnutie však bolo napadnuté mnohými astronómmi, ktorí argumentovali, že Hubble je natoľko cenný pre vedu, že si zaslúži trochu rizika. To, že plánovaný nástupca, [[Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba|ďalekohľad Jamesa Webba (JWST)]], nebude k dispozícii skôr než v roku [[2018]] a fakt, že JWST sa nebude nachádzať na nízkej obežnej dráhe (a preto nemôže byť v prípade potreby ľahko opravený), iba zvyšovalo tlak na vykonanie tejto servisnej misie. Zároveň si ale túto servisnú misiu nikto z astronómov neželal, pokiaľ by sa mala čerpať z rozpočtu pre JWST.
Tlak na servisnú misiu sa zvyšoval, do boja sa zapojili senátori, tisíce dopisov školákov zaplavili [[George W. Bush|Bushovu]] administratívu. Z Hubbla sa stal národný symbol, ktorý bolo nutné stoj čo stoj zachrániť.<ref>[http://mikulski.senate.gov/record.cfm?id=231696 Boj za záchranu Hubbla]</ref>
Riadok 254:
Nový riaditeľ NASA, Michael D. Griffin oznámil krátko po svojom menovaní, že prehodnotí zrušenie servisnej misie.<ref>[http://www.msnbc.msn.com/id/15489217/ Nový riaditeľ prehodnocuje rozhodnutie zrušenia servisnej misie č.4]</ref>Po sérii simulácií, plánovania a príprav Griffin nakoniec v októbri 2006 dal definitívne zelenú prípravám na misiu, naplánovanú na október 2008. Závada na hlavnom dátovom prístroji Hubblovho teleskopu<ref>[http://www.sciencenews.org/view/generic/id/37004/description/Hubble_suddenly_quiet Hubble sa náhle odmlčal]</ref> však ešte pozdržala štart misie. Museli sa vykonať prípravy a plán na výmenu aj tohoto zariadenia, inak by celá misia nemala zmysel.
[[Atlantis (raketoplán)|Atlantis]] napokon naposledy k Hubblovi vyštartoval v máji 2009.<ref>[http://www.nasa.gov/home/hqnews/2008/dec/HQ_08-320_Hubble_May2009.html Posledné randezvous s Hubblom]</ref>Počas misie bol vymenený pokazený dátový záznamník (kvôli ktorému sa misia zdržala), opravené systémy AC3 a STIS, nainštalované lepšie niklo-vodíkové batérie a vymenený celý rad menších dielov. Taktiež boli nainštalované nové komponenty - širokouhlá kamera 3 (WFC3), spektrograf pôvodu vesmíru (Cosmic Origins Spectrograph - COS)<ref>[http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/ero_images.html Nové zariadenia na skúmanie pôvodu vesmíru namontované do Hubblovho vesmírneho teleskopu]</ref>a nový systém na priblíženie a zachytenie pre budúcu plánovanú akciu, pri ktorej bude Hubble zachytený a dopravený do atmosféry na riadený zánik.<ref>[http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/servicing/SM4/main/SCRS_FS_HTML.html Hubblov vesmírny teleskop na svojej poslednej ceste]</ref> Práce a opravy na teleskope boli úspešne dokončené a predĺžili jeho životnosť minimálne do roku [[2014]], prípadne aj dlhšie.
== Vedecké výsledky misie ==
Riadok 262:
Hubblov vesmírny ďalekohľad pomohol astronómom rozlúštiť mnohé dlhotrvajúce otázky, rovnako tiež poskytol výsledky vedúce k novým otázkam a [[teória|teóriám]]. Medzi prvoradé ciele misie ďalekohľadu patrilo meranie vzdialeností [[cefeida|cefeíd]], premenných hviezd vykazujúcich veľmi dobrý vzťah medzi periódou premenlivosti a absolútnou svietivosťou. Meranie bolo oveľa presnejšie než iné merania uskutočnené predtým a tak sa podarilo výraznejšie obmedziť rozsah odhadovaných hodnôt [[Hubblova konštanta|Hubblovej konštanty]], určujúcej rýchlosť rozpínania vesmíru, ktorá súvisí aj s jeho vekom. Pred vypustením ďalekohľadu dosahovala chyba pri odhadovaní hodnoty Hubblovej konštanty v niektorých prípadoch až 50 %. Pozorovania cefeíd v [[Kopa galaxií Panna|kope galaxií v súhvezdí [[Panna (súhvezdie)|Panna]]]] a v iných vzdialených kopách galaxií pomocou Hubblovho ďalekohľadu znížili tento rozdiel na 10 %. Tento výsledok súhlasí aj s inými pozorovaniami, ktoré astronómovia vykonali pomocou odlišných metód až po vypustení ďalekohľadu na obežnú dráhu.<ref>{{cite journal |url=http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?2001ApJ...553...47F |title=Final Results from the Hubble Space Telescope Key Project to Measure the Hubble Constant |author=W. L. Freedman, B. F. Madore, B. K. Gibson, L. Ferrarese, D. D. Kelson, S. Sakai, J. R. Mould, R. C. Kennicutt, Jr., H. C. Ford, J. A. Graham, J. P. Huchra, S. M. G. Hughes, G. D. Illingworth, L. M. Macri, P. B. Stetson |journal=The [[Astrophysical Journal]] |volume=553 |issue=1 |pages=47 – 72 |doi=10.1086/320638 |year=2001 }}. Preprint [http://arxiv.org/abs/astro-ph/0012376 available here].</ref>
Hoci Hubble pomohol zdokonaliť odhad [[vek vesmíru|veku vesmíru]], vznikli pochybnosti o teóriách ohľadom [[vznik vesmíru|vzniku vesmíru]]. Astronómovia z Tímu pre hľadanie supernov s vysokým '''z''' (po anglicky High-z Supernova Search Team) a Projektu Supernova cosmology project<ref>{{cite web |url=http://supernova.lbl.gov/ |title=Supernova Cosmology Project |publisher=Lawrence Berkeley Laboratory |accessdate=2008-04-26}}</ref> použili ďalekohľad na pozorovanie vzdialených [[supernova|supernov]] a objavili dôkaz, že rozpínanie vesmíru sa pod vplyvom [[gravitácia|gravitácie]] nespomaľuje, práve naopak, jeho rozpínanie sa môže v skutočnosti zrýchľovať. Zrýchľovanie potvrdili aj viaceré pozemské ďalekohľady spolu s ďalekohľadmi na obežnej dráhe a jeho hodnotu zmerali s ešte presnejším výsledkom. Napriek tomu, príčina tohto zrýchľovania nie je v súčasnosti ([[júl 2008]]) z veľkej časti známa. Predmetom intenzívneho výskumu je teória, že je to spôsobené tzv. [[skrytá hmota|temnou hmotou]].<ref>{{cite journal |journal=Science |volume=300 |pmid=12817137 |issue=5627 |pages= 1896–1897 |doi=10.1126/science.300.5627.1896 |title= Dark Energy Tiptoes Toward the Spotlight |first=Charles |last=Seife}}</ref>
Obrázky a spektrá s vysokým rozlíšením, ktoré poskytol Hubblov ďalekohľad, sú obzvlášť vhodné na dokazovanie existencie [[čierna diera|čiernych dier]] v [[galaktické jadro|centrách blízkych galaxií]]. Hoci sa už začiatkom [[60. roky 20. storočia|šesťdesiatych rokov 20. storočia]] predpokladalo, že by sa čierne diery mohli vyskytovať v jadrách niektorých galaxií, a počas výskumu v osemdesiatych rokoch [[20. storočie|20. storočia]] sa objavilo niekoľko kandidátov na takéto objekty, až výskum Hubblovým ďalekohľadom ukázal, že výskyt čiernych dier je pravdepodobne pre všetky jadrá galaxií bežný.<ref>{{cite web |url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/photo_gallery/caption/hst_blkhole.txt |title=Hubble Confirms Existence of Massive Black Hole at Heart of Active Galaxy |publisher=Goddard Space Flight Center, NASA |date=1994-05-25 |accessdate=2008-04-26}}</ref><ref>{{cite journal |title=A Relationship between Nuclear Black Hole Mass and Galaxy Velocity Dispersion |author=Gebhardt, K. and Bender, R. and Bower, G. and Dressler, A. and Faber, SM and Filippenko, A.V. and Green, R. and Grillmair, C. and Ho, L.C. and Kormendy, J. and others |journal=The Astrophysical Journal |volume=539 |number=1 |pages=L13–L16 |year=2000 |doi=10.1086/312840}} Preprint [http://arxiv.org/abs/astro-ph/0006289 here].</ref> Ďalekohľad ďalej potvrdil, že hmotnosť jadier čiernych dier je úzko spätá s vlastnosťami samotných čiernych dier.
Zrážka [[kométa|kométy]] [[Shoemaker-Levy 9]] s planétou [[Jupiter]] v roku [[1994]] nastala pre astronómov vo vhodnom čase, niekoľko mesiacov predtým vykonala posádka prvej servisnej misie opravu optiky ďalekohľadu. Obrázky Hubbla boli ostrejšie než akékoľvek iné snímky od roku [[1979]], keď okolo planéty preletela medziplanetárna sonda [[Voyager 2]]. Zároveň hrali dôležitú úlohu pri štúdiu [[Dynamika (fyzika)|dynamiky]] zrážky kométy s Jupiterom, udalosti, ktorá sa stáva len raz za niekoľko storočí.
Medzi ďalšie významné objavy ďalekohľadu patria [[protoplanetárny disk|protoplanetárne disky]] v [[hmlovina Orión|hmlovine M 42]];<ref>{{cite web |url=http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/1994/24/text/ |title=Hubble Confirms Abundance of Protoplanetary Disks around Newborn Stars |publisher=STScI |date=1994-06-13 |accessdate=2008-04-26}}</ref> dôkazy prítomnosti [[extrasolárna planéta|extrasolárnych planét]] okolo hviezd podobných Slnku;<ref>{{cite web |url=http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/exoplanet_transit.html |title=Hubble Finds Extrasolar Planets Far Across Galaxy |publisher=NASA |date=2006-10-04 |accessdate=2008-04-26}}</ref> a pozorovania optických náprotivkov stále nedostatočne vysvetlených [[Záblesk gama žiarenia|zábleskov žiarenia]].<ref>{{cite web |url=http://science.nasa.gov/newhome/headlines/ast26mar99_1.htm |title=Autopsy of an Explosion |publisher=NASA |date=1999-03-26 |accessdate=2008-04-26}}</ref> Vesmírny ďalekohľad bol použitý aj na študovanie objektov na okraji slnečnej sústavy – [[trpasličia planéta|trpasličej planéty]] [[134340 Pluto|Pluta]]<ref>{{cite web |url=http://apod.nasa.gov/apod/ap960311.html |title=APOD: March 11, 1996 - Hubble Telescope Maps Pluto |publisher=NASA |accessdate=2008-04-26}}</ref> a [[Eris]].<ref>{{cite web |url=http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2007/24/full/ |title=Astronomers Measure Mass of Largest Dwarf Planet |publisher=NASA |date=2007-06-14 |accessdate=2008-04-26}}</ref>
Unikátny odkaz, ktorý nám zanechal projekt Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu, sú snímky tzv. Hubblovych hlbokých a ultra-hlbokých polí. Pri ich snímaní bola využitá jedinečná citlivosť prístroja na [[vlnová dĺžka|vlnových dĺžkach]] viditeľného svetla, čím sa vytvorili obrázky malých kúskov oblohy. Na nich je možné vidieť galaxie vzdialené miliardy [[svetelný rok|svetelných rokov]]. Nikdy predtým sa takto vzdialené objekty nepodarilo astronómom zobraziť vo [[viditeľné svetlo|viditeľnom svetle]]. Hubblov ďalekohľad nám tak poskytol pohľad do ranného štádia [[Vývoj vesmíru|vývoja vesmíru]]. Téma hlbokých polí sa zakrátko stala hlavnou náplňou mnohých vedeckých prác.
=== Význam ďalekohľadu pre astronómiu ===
Riadok 276:
Viacero objektívnych meraní preukázalo pozitívny dopad Hubblovho ďalekohľadu na astronómiu. Vyše 4000 prác založených na údajoch poskytnutých ďalekohľadom bolo zverejnených v odborných [[časopis]]och a ešte viac bolo prezentovaných na astronomických [[konferencia|konferenciách]]. Ak sa pozrieme na odborné astronomické práce z obdobia pred vypustením Hubblovho ďalekohľadu, približne jedna tretina z nich neobsahovala žiadne citácie či referencie, zatiaľ čo u prác založených na údajoch z Hubbla sú to iba 2 %. Z približne 200 najviac citovaných prác zverejňovaných každý rok, je asi 10 % založených práve na údajoch poskytnutých Hubblovým ďalekohľadom.<ref>''STSCi newsletter'', v. 20, issue 2, Spring 2003</ref>
Hoci mal Hubble veľmi pozitívny dopad na astronómiu, je otázne, či to nebolo vyvážené príliš vysokými nákladmi. Vypracovaná štúdia týkajúca sa relatívnych dopadov rôznych ďalekohľadov na astronómiu zistila, že údaje z HVD sú sice napríklad oproti {{m|4|m}} pozemnému ďalekohľadu [[William Herschel Telescope]] 15x častejšie citované, HVD ho ale prekoná aj v nákladoch na prevádzku, ktoré sa odhadujú na 100 násobok nákladov na [[Frederick William Herschel|William Herschel]] Telescope.<ref>{{Cite book
| author = Benn C.R., Sánchez S.F.
| title = Scientific Impact of Large Telescopes (volume 113)
Riadok 289:
== Prenos a spracovanie údajov ==
=== Prenos na Zem ===
Údaje získané ďalekohľadom sú v prvej fáze uložené priamo v teleskope. Keď bol Hubble vypustený, na uskladnenie údajov slúžili magnetofónové pásky. V priebehu servisných misií 2 a 3A nahradil tieto médiá pevný disk. Z paluby teleskopu sa údaje odosielajú na [[zemský povrch]] cez [[Tracking and Data Relay Satellite System|Sústavu satelitov pre prenášanie údajov]] (''Tracking and Data Relay Satellite System – TDRSS'') – systém satelitov na nízkej obežnej dráhe, ktoré môžu komunikovať so Zemou približne 85 % času jedného obehu. Údaje sa z ''TDRSS'' prenášajú na pozemné strediská; najprv do [[Goddardovo centrum pre vesmírne lety|Goddardovho centra pre vesmírne lety]] a potom finálne do [[Vedecký inštitút vesmírneho ďalekohľadu|Vedeckého inštitútu vesmírneho ďalekohľadu]] (''STScl''), kde sa archivujú.<ref>Primer, section 7.</ref> Každý týždeň sa z HST prenesie na Zem približne 120 GB dát.<ref>[http://hubblesite.org/the_telescope/hubble_essentials/quick_facts.php Fakty o Hubblovi]</ref>
=== Archivácia ===
Riadok 320:
Minulé servisné misie nahradili staré prístrojové vybavenie za nové. Konali sa preto, aby sa zabránilo zlyhávaniu prístrojov a vytvoreniu nových možností výskumu. Bez servisných misií by sa všetko zariadenie postupne stalo nepoužiteľným. V auguste [[2004]] zlyhal pohonný systém spektrometra (''Space Telescope Imaging Spectrograph -STIS''), a celé zariadenie prestalo pracovať. <!-- [[Elektronika]] bola pôvodne úplne nadbytočná, ale poprvýkrát elektronicky zlyhala v máji [[2001]].<ref>{{cite web |url=http://www.stsci.edu/instruments/stis/ |title=Space Telescope Imaging Spectrograph |publisher=STScI |accessdate=2008-04-26}}</ref> divná veta, ani na cs wiki neprišli na to, čo to má presne znamenať; odporúčam vymazať. --> Aj elektronika hlavnej kamery (''Advanced Camera for Surveys – ACS'') zlyhala a to v [[jún 2006|júni 2006]]. Záložná elektronika zlyhala [[27. január]]a [[2007]].<ref>{{cite web | url=http://www.nasa.gov/home/hqnews/2007/jan/HQ_0715_Hubble_ACS.html |title=Engineers Investigate Issue on One of Hubble's Science Instruments |publisher=NASA |accessdate=2008-04-26}}</ref> V súčasnosti pracuje s pôvodným elektronickým vybavením iba (''Solar Blind Channel – SBC''). Dva hlavné kanály pracujúce vo viditeľnom a ultrafialovom spektre zostali nepoužiteľné.<ref>{{cite web |url=http://www.stsci.edu/resources/acs.html |title=ACS Status: February 21, 2007 |publisher=Space Telescope Science Institute |accessdate=2008-04-26}}</ref> Zdalo sa nepravdepodobné, že by výskum mohol pokračovať bez ďalšej servisnej misie.
Hubble využíva na svoju stabilizáciu v priestore [[gyroskop]]y. Umožňujú mu udržiavať presnú a pevnú polohu, aby mohol zamerať zrkadlo na vybrané astronomické objekty. Na bežnú prevádzku sú potrebné tri gyroskopy. Ďalekohľad je síce možné nasmerovať aj za použitia dvoch, ale v tom prípade je pozorovací priestor obmedzený a observatórium musí byť zamerané veľmi presne, čo je ťažšie. V roku [[2005]] bolo rozhodnuté prepnúť ďalekohľad do módu riadenia iba dvoma gyroskopmi, aby sa predĺžila doba misie. Teleskop bol dvoma gyroskopmi riadený do augusta [[2005]], ďalšie dva gyroskopy boli nevyužité, ale pripravené ako náhrada. Dva ďalšie gyroskopy už boli v tom čase nefunkčné a nepoužiteľné. Odhady zlyhania ďalšieho gyroskopu predpovedali, že Hubble by mohol zostať len na jednom gyroskope v roku [[2008]]. <!-- tým mysleli od roku 2008 alebo do roku 2008??? -->Od tej doby by bol celkovo nepoužiteľný.<ref>Sembach, K. R., et al. 2004, ''HST Two-Gyro Handbook'', Version 1.0, (Baltimore: STScI)</ref>
Okrem predpovedí zlyhania kľúčových gyroskopov by Hubble potreboval vymeniť aj [[galvanický článok|batérie]]. Robotická servisná misia bola vyhodnotená ako príliš chúlostivá, pretože by mohla nenávratne poškodiť celý teleskop. Ďalekohľad bol však navrhnutý tak, aby v priebehu servisných misií mohol získávať energiu priamo z raketoplánu, teda z externého zdroja. Tento fakt hovoril v prospech možnosti pripojiť k ďalekohľadu externý zdroj energie namiesto výmeny vnútorných článkov.<ref>{{cite news |url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3652627.stm |date=2004-04-23 |accessdate=2007-01-10 |first=Dr. David |last=Whitehouse |publisher=BBC News |title=NASA optimistic about Hubble fate}}</ref>
| |||