Как Работи Оправянето На Космическия Апарат Хъбъл

{h1}

Фиксирането на космическия кораб хъбъл е част от много мисии на наса откакто стартира телескопът през 1990 г. Научете как работи оправянето на космическия кораб хъбъл

Космическият апарат Хъбъл, известен още като космически телескоп Хъбъл или просто Хъбъл, стартира през 1990 г. и оттогава ни изпраща невероятни снимки от далечни галактики. Но пътуването на Хъбъл не е било гладко. Всъщност имаше проблеми с Хъбла от самото начало. В резултат на това част от историята на Хъбъл е серия от мисии на НАСА, предназначени да ремонтират телескопа. Последната мисия за ремонт ще бъде и последната - Хъбъл - НАСА планира да замени Хъбъл с нов космически телескоп през 2013 г.

Галерия с изображения на космическия телескоп Хъбъл

Защо да използваме космически телескоп на първо място, когато имаме масивни телескопи тук на Земята? Космическите телескопи могат да се съсредоточат върху обекти, които са по-бледи и по-далеч от земните телескопи. Всичко това има връзка с земната атмосфера. Частиците във въздуха абсорбират, пречупват и отразяват светлината. Топъл въздух се издига и студен въздух пада, което също може да изкриви светлината. В космоса няма намеса, защото няма атмосфера. Телескопите в космоса са в състояние да събират много по-остри изображения от тези, които имаме тук на земята.

Но космическият телескоп е по-точен от земните телескопи, само ако е проектиран правилно. Около месец след като НАСА пусна Хъбъл, организацията откри, че телескопът, над който са работили осем години, има основен недостатък. Огледало, проектирано да отразява светлината в сензорите на телескопа, не беше правилната форма. Производителят на огледалото е направил грешка при изграждането му. В резултат изображенията, които Хъбъл изпрати до НАСА, бяха извън фокус и размити.

НАСА скоро насрочи мисия за ремонт, която стартира през 1993 г. НАСА изпрати астронавти в космическата совалка Endeavor за ръчен ремонт на телескопа. Пет космически разходки по-късно астронавтите завършиха ремонтите. Те инсталираха устройство, съдържащо 10 малки огледала, които прехващаха светлината от първичното огледало и коригираха пътя към сензорите. След това Хъбъл започна да прави някои от най-изумителните изображения на космоса, които сме виждали досега.

Как работи оправянето на космическия апарат Хъбъл: апарат

Но Хъбъл отново се нуждае от ремонт. За разлика от проблема с огледалото, тези ремонти включват множество системи и са много по-сложни. За известно време НАСА обмисли напълно да изостави Хъбла, вместо да инвестира в друга мисия за ремонт. В крайна сметка организацията промени своя курс и сега е насрочила друга мисия за ремонт. Ще разгледаме какво точно се е случило с Hubble, за да наложи ремонти, защо НАСА почти реши да се откаже от телескопа и какво има бъдещето за това устройство.

И така, какво точно не е наред с Хъбъл? Ще се съсредоточим върху проблема в следващия раздел.

Какво не е наред с Хъбъл?

Изстрел на Юпитер, направен от телескопа Хъбъл

Изстрел на Юпитер, направен от телескопа Хъбъл

Както всички устройства, телескопът Хъбъл е уязвим за износване. Понякога незначителна система се повреди или батерията умира. В други моменти една по-критична система започва да се износва. Тъй като Хъбъл е и телескоп, и космически кораб, той има няколко сложни системи, които биха могли да осакатяват функционалността на телескопа, ако не са успели.

Имайки това предвид, НАСА планира редовни мисии за поддръжка и ремонт, за да поддържа Hubble в работно състояние от неговото стартиране. Освен мисията през 1993 г. за инсталиране на коригиращото устройство за справяне с проблема с огледалата, НАСА планира още три мисии за надграждане и поддържане на телескопа. Тези мисии се проведоха през 1997, 1999 и 2002 г. [източник: НАСА].

На 1 февруари 2003 г. космическата совалка „Колумбия“ се разпадна при напускане. Всичките седем членове на екипажа на совалката загинаха при произшествието. НАСА стана обект на огромен натиск и контрол. Агенцията реши да заложи програмата за космически совалки и да проведе пълно разследване, за да установи дали полетният космически полет си струва свързаните с рисковете. В резултат НАСА отмени планирана мисия за поддръжка на Хъбъл.

През 2004 г. космическият телескоп за изобразяване на космическия телескоп на Хъбъл (STIS) не функционира, когато неговото захранване се е провалило. Спектрографите отделят светлината на нейните компоненти дължини на вълната, които ние възприемаме като цветове. Анализирайки различните дължини на вълната на светлината, астрономите могат да научат много за космическите тела, които наблюдават. Само като изучават дължините на светлинните вълни, учените могат да определят химическия състав, температурата и плътността на обекта, сред другите характеристики. STIS на Хъбъл играе важна роля за откриване на черни дупки и е критичен компонент на Хъбъл. В момента STIS е в "безопасен режим", което означава, че не е включен, но все още може да функционира, ако НАСА замести захранването.

Как работи оправянето на космическия апарат Хъбъл: оправянето

Телескопът Хъбъл направи много невероятни снимки, включително тази снимка на Мъглявината Рак, генерирана от оптични и рентгенови снимки.

През 2007 г. усъвършенстваната камера на Hubble за проучвания (ACS) претърпя частичен отказ. ACS има три камери и е направил някои от най-впечатляващите изображения на обекти в дълбокия космос. Електрическо късо съединение деактивира две от трите камери. Всяка камера изпълнява различна функция. Най- слънчева камера прави снимки на обекти, които излъчват ултравиолетови дължини на вълната. Това е единствената камера в ACS, която все още функционира. Двете несъществуващи камери включват a широко полева камера и a камера с висока разделителна способност.

Докато НАСА възобнови програмата за космически совалки през лятото на 2005 г., нямаше планове за ремонт или надстройка на Хъбъл. Тъй като системите започнаха да изпитват проблеми, НАСА обсъждаше достойнствата на ремонтната мисия. Ползите от фиксирането на Хъбъл биха ли надвишавали риска и разходите от командированата мисия? Имаше ли някакъв друг начин да поправите телескопа, без да излагате хората на опасност? Имаше ли по-смисъл да оставим Хъбъл да се влоши и в крайна сметка да изпадне от орбита?

На тези въпроси не е лесно да се отговори. Търсенето на вида информация и изображения, които може да събере Хъбъл, се простира далеч отвъд вратите на НАСА. Научните лаборатории по света зависят от тези данни.

Какви опции имаше НАСА? Продължете да четете, за да разберете.

Какви бяха възможностите на НАСА?

Как работи оправянето на космическия апарат Хъбъл: апарат

Първият вариант на НАСА беше изобщо да не прави нищо. Хъбъл поддържа ориентацията си, използвайки сложна навигационна система. Тази система от своя страна разчита на шест жироскопи, които помагат на Хъбъл да запази ориентацията си спрямо Земята. Без правилна поддръжка жироскопите биха могли да се провалят. След такъв провал НАСА няма да може да насочи Хъбъл в правилната посока за събиране на данни и изображения.

Батериите на Хъбъл също започват да умират. Ако те не бъдат заменени, Хъбълът ще загуби сила и ще спре да функционира. Ако НАСА реши да не действа, Хъбъл вероятно ще се провали преди 2009 г. НАСА няма да може да събере вида информация и изображения, които Хъбъл е проектиран да събира, докато не може да се пусне заместващ телескоп - нещо, което не е планирано да се случи до 2013.

В крайна сметка мъртвият телескоп ще изпадне в орбита. Това означава, че земната гравитация постепенно ще издърпа телескопа по-близо до планетата. Оставен сам, телескопът би влязъл отново в земната атмосфера и се блъсна на Земята. НАСА вероятно не би позволила това да се случи самостоятелно - би било твърде опасно, без да знаем къде ще кацне телескопът. Вместо това НАСА вероятно ще изпрати мисия, или с пилотиран, или безпилотен, за да извлече безопасно телескопа или да го срине в незаселен район, като океан. НАСА смяташе просто да остави Хъбъл да умре, но ентусиазиран протест от научната общност накара служителите на НАСА да преразгледат.

Следващият вариант беше да изпратите пилотирана космическа мисия и да използвате астронавти за ръчна подмяна, надграждане и ремонт на системите на Хъбъл. След катастрофата в Колумбия НАСА не искаше да рискува живота на астронавтите при ремонтни дейности на Хъбъл. Дори когато програмата за космически совалки стартира отново през 2005 г., астронавтите бяха изпратени само до Международната космическа станция. Това е така, защото астронавтите биха могли да се подслонят в гарата, ако нещо се обърка със совалката. Там те можеха да очакват спасение.

Телескопът Хъбъл няма съоръженията или оборудването, необходимо за поддържане на жив и безопасен екипаж на совалката. Телескопът също е твърде далеч от космическата станция, за да може совалка да пътува до телескопа, след което да маневрира до космическата станция. Ако нещо се обърка, астронавтите в мисията биха били изложени на сериозна опасност. Няколко години НАСА не желаеше да подкрепи командирована мисия за ремонт на телескопа.

Как работи оправянето на космическия апарат Хъбъл: хъбъл

Третата възможност беше да изпратите робот до телескопа Хъбъл, за да направят ремонт. НАСА започна да обмисля тази опция през 2004 г. Робот ще позволи на НАСА да извършва ремонти и подобрения, без да излага на опасност човешкия живот. Но имаше и недостатък на използването на робот. Роботите са изключително скъпи за проектиране, разработване и производство. НАСА трябваше да прецени разходите за разработване на робот с ползите от връщането на Хъбъл онлайн.

НАСА имаше трудно решение. Научната общност пледира от името на телескопа. Но рискът за човешкия живот винаги би бил фактор. Имайки това предвид, НАСА тръгна към конкретен ход на действие. Там, където се озоваха, беше съвсем различна история.

Какво реши НАСА да направи и как се промениха плановете на организацията във времето? Разберете в следващия раздел.

Ремонтната мисия

Как работи оправянето на космическия апарат Хъбъл: апарат

През 2004 г. НАСА започна да разглежда възможността да използва робот за ремонт на Хъбъл. НАСА ще изстреля робота, използвайки ракета, подобна на тази, използвана в мисиите на Аполон. Въпреки че подобна мисия няма да застраши живота на хората, имаше и други съображения, които направиха трудното решение. От една страна, инженерите проектираха Хъбъл, така че хората да могат да извършват ремонти и надстройки, така че роботът ще трябва да имитира обхвата на движение на човека в космоса. За друго подобна програма би била изключително скъпа, което би било предизвикателство за набиране на подходящо финансиране.

НАСА разгледа няколко компании и изследователски центрове, когато разглеждаше роботизирано решение на проблема с Хъбъл. Сред кандидатите беше и Канадската космическа агенция (CSA). CSA разработи робот, който нарекоха Dextre. Роботът разполагаше с две дълги многосвързани рамена, които бяха в състояние да изпълняват няколко основни задачи. Ранните изследвания бяха обещаващи. Но НАСА в крайна сметка реши срещу използването на робота. Защо? Отчасти защото скептиците смятат, че работата по поправянето на Hubble е твърде деликатна за робот. Друг голям фактор беше цената - оценките за цената на мисия, използваща Dextre, варираха между 1 и 2 милиарда долара. НАСА нямаше достатъчно средства в бюджета, за да финансира подобна операция.

Изглеждаше така, сякаш НАСА ще остави Хъбъл да умре в края на краищата. Но когато Майк Грифин стана администратор на НАСА през 2005 г., той реши да погледне още един въпрос за ремонта на Хъбъл. След известно разглеждане Грифин обяви на 31 октомври 2006 г., че нова командирована мисия ще пътува до Хъбъл, за да инсталира надстройки и да поправи телескопа. Предлаганите промени биха удължили живота на Хъбъл до 2013 г. Дотогава космическият телескоп на Джеймс Уеб трябва да е онлайн и в орбита.

Как работи оправянето на космическия апарат Хъбъл: апарат

Съобщението на Грифин означаваше, че НАСА отново трябва да разгледа внимателно програмата на космическите совалки. НАСА насрочи мисията за ремонт за лятото на 2008 г. За първи път тя беше насочена към есента на 2008 г. поради забавяне на производството на резервоари за гориво от космически совалки [източник: Нов учен]. Допълнителни проблеми забавиха изстрелването до 11 май 2009 г. Сега космическата совалка Atlantis носи екипаж от астронавти до Хъбъл. Стоенето е втората космическа совалка, „Ендевор“. Работата на екипажа на Endeavour е да служи като спасителен екип, ако нещо се обърка с Атлантида.

Веднъж в Хъбъл, астронавтите ще изключат жироскопите и батериите, като ефективно дават на телескопа поне още пет години оперативна мощност и насоки. Те ще поправят и термична екранировка на телескопа, предназначен да защити електрониката на Хъбъл от опасностите от космоса. Те ще заменят двете дефектни ACS камери и STIS, а също така ще инсталират ново оборудване, което дава на Hubble още повече възможности. НАСА очаква, че цялата мисия ще изисква най-малко пет космически пътеки [източник: HubbleSite]. Всички ремонти и надстройки ще се извършват на ръка.

След като Hubble бъде поправен, какво се случва тогава? Разберете в следващия раздел.

Dextre's Laboratory

Докато Dextre не получи концерт за ремонт на Хъбъл, историята на робота не свършва дотук. НАСА реши да използва Dextre за друга важна мисия: ремонт на Международната космическа станция. През март 2008 г. космическата совалка Endeavor превозва Dextre до космическата станция. Астронавтите събраха робота в космоса по време на серия от космически пътеки.

Бъдещето за Хъбъл

Екзотичната галактика Whirlpool, каквато се вижда през телескопа Хъбъл

Екзотичната галактика Whirlpool, каквато се вижда през телескопа Хъбъл

Ремонтната мисия през 2009 г. ще бъде последният проект за надстройка и ремонт на Хъбъл. След като екипажът на Атлантида приключи работа над Хъбъл, телескопът ще продължи да събира данни и да прехвърля информацията обратно в НАСА. С новото си оборудване Хъбъл ще може да погледне по-нататък във Вселената и да събере повече информация за небесните тела.

Надстройките на Хъбъл ще включват a Широка полева камера 3 (WFC3) и a Космически произход Спектрограф (COS). WFC3 може да улавя изображения, използвайки светлина в широк спектър, от инфрачервена до ултравиолетова. Това ще бъде най-мощната камера, инсталирана на Хъбъл до момента. COS ще събира данни по начин, подобен на STIS. Така НАСА не само ще получава информация от ремонтираните системи на Хъбъл, но и информация от нови, по-мощни компоненти.

Информацията от Хъбъл може да ни каже много за Вселената. Учените планират да използват Хъбъл, за да продължат изследванията на всичко - от черни дупки до тъмна материя. С Хъбъл може би ще успеем да открием повече планети, подобни на нашата. Без него ще трябва да изчакаме няколко години, преди заместването му да поеме работата.

Ако приемем, че всички битове и части на Хъбъл работят както трябва, телескопът трябва да може да продължи да функционира до 2013 г. Това е само приблизителна оценка - в действителност телескопът може да функционира по-дълго от това. Част от мисията за ремонт включва прикачване на устройство към Хъбъл, което ще помогне на НАСА, когато дойде време за деорбит на телескопа. Това е космическа беседа за това, че телескопът ще се срине на Земята. Дори ако ремонтната мисия е пълен успех, дните на Хъбъл са номерирани.

Как работи оправянето на космическия апарат Хъбъл: апарат

Но НАСА работи върху друг космически телескоп. Нарича се космическият телескоп James Webb, разработен от космическата технология Northrop Grumman. Новият телескоп ще включва множество камери, които са по-мощни от тези, които в момента са на Хъбъл.

Хъбълът предоставя безценна информация на учените от създаването си. Надяваме се след тази последна мисия за ремонт, тя ще продължи да го прави още няколко години.

За да научите повече за космическия телескоп Хъбъл и други теми, разгледайте по-подробно връзките на следващата страница.

Публично забавяне

Научният институт за космически телескопи (STScI) задържа всички снимки, направени от Хъбъл от обществото за цяла година, преди да ги пусне. Защо така? Това е да се даде на различните изследователски институти и университети време, необходимо за анализиране и документиране на техните разследвания. Тези организации трябва предварително да планират времето с Хъбъл. Ако STScI пуснаха снимки по-рано, тези институции ще трябва да се състезават срещу други групи, които не планират време с Хъбъл. Всичко се свежда до справедливост.


Видео Добавка: Hubble - 15 years of discovery.




Изследване


Ето Най-Добрият Начин За Хората Да Завладеят Галактиката, Според Наса
Ето Най-Добрият Начин За Хората Да Завладеят Галактиката, Според Наса

Облачен Леопард Обявен За Изчезнал В Тайван
Облачен Леопард Обявен За Изчезнал В Тайван

Наука Новини


Пъчливи Полярни Мечки Учени Пъзели
Пъчливи Полярни Мечки Учени Пъзели

Сладко Panda Cub Играе Топка
Сладко Panda Cub Играе Топка

Пиян На Ферментирали Горски Плодове, Птици Отпадат
Пиян На Ферментирали Горски Плодове, Птици Отпадат

Разядените Кости Разкриват Пещерите На Канибал
Разядените Кости Разкриват Пещерите На Канибал

Връзката Между Фруктозата И Нестабилността На Костите
Връзката Между Фруктозата И Нестабилността На Костите


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com