Kad se štap okrene naopako...

...može nastati greška koja stoji i dvije milijarde dolara! Napeta priča o tome kako je Hubbleov svemirski teleskop umalo postao najskuplje smeće u orbiti oko Zemlje.

Požutjele stranice skrivaju puno zaboravljenih znanja
Članak
0Komentari
Broj otvaranja1441


Rubrika Škrinjica donosi vam tekstove od prije nekoliko desetljeća, kao osvrt i podsjetnik na neka druga vremena u kojima su se ljudi također bavili znanošću ali malo drugačije negoli je to danas običaj. Odabrali smo tekstove koje su nekada pisali naši prijatelji i kolege od kojih smo učili kako se baviti znanošću, ali i kako bismo ih izvukli iz zaborava. Nadamo se da ćete uživati čitajući ih.

Tekst je napisao Mladen V. Viher, a objavljen je u časopisu Čovjek i svemir broj 2, iz 1990-1991. godine.

Čitaoci ČIS-a sigurno znaju za grešku u optičkom sistemu orbitalnog teleskopa Hubble nastalu u toku brušenja glavnog zrcala. Kada sam 1987. na svjetskoj izložbi aeronautike i astronautike u Parizu razgledavao halu British Aerospacea, tvrtke koja je u projektu Hubble imala velikog udjela, gledao razne makete i fotografije s montaže i raspitivao se  za tehnike detalje i plan astronomskih istraživanja, nisam niti pomislio da će od toga jednom nastati članak: umjesto s temom "kako radi i što radi", s temom "Zašto ne radi?"

Naslovnica časopisa Čovjek i svemir broj 2, iz 1990 / 1991. godine.
Projekt gradnje i postavljanja orbitalnog teleskopa počeo je još 1977. godine. Prvi planovi predviđali su  postavljanje u orbitu već 1983. godine. Prvo odgađanje nastalo je zbog velikog kašnjenja projekta Shuttle, 1980. lansiranje orbitalnog teleskopa pomaknuto je na 1985. Godine 1983. slaže se novi plan lansiranja po kojemu bi teleskop poletio u srpnju 1986. I u listopadu 1985. plan budućih letova se  mijenja, po novom planu teleskop je trebao poletjeti u kolovozu 1986. Tada je došao i kobni 28. siječanj 1986. kada je u katastrofi na polijetanju uništen orbiter Challenger i svi naredni letovi odgođeni su na neodređeno vrijeme. NASA je brzopleto najavila skori nastavak programa Shuttle po kojemu bi teleskop poletio već u listopadu 1986. ali se s tim istražna komisija, koju je imenovao predsjednik Reagan i koju je vodio prvi čovjek koji je stupio na Mjesec - Neil Armstrong, nikako nije slagala.

Tijekom detaljne istrage nagađalo se kada će se i kako nastaviti plan letova raketoplana. Istražna komisija je pokazala kako se broj letova godišnje mora smanjiti pa su se prve procjene o datumu polijetanja kretale oko prosinca 1988. godine. Ubrzo je to pomaknuto još kasnije, na prosinac 1989. Konačnim nastavkom letova orbitera napravljen je red letenja koji je još uvijek na snazi i po kojem je teleskop trebao poletjeti u ožujku 1990. godine ali je zbog manjih tehničkih teškoća konačno poletio 24. travnja 1990. Dok je strpljivo čekao na svoj red za lansiranje, orbitalni teleskop, nazvan po Edwinu Powellu Hubbleu, najvećem astronomu ovog stoljeća, većinu vremena proveo je montiran i hermetiziran kako u precizni i osjetljivi optički sistem ne bi ulazile čestice prašine i kemijske nečistoće kojih ima u aerosolima u zraku.

Bilo je više nego dovoljno vremena da se optički sistem detaljno ispita ali to nije napravljeno! Tome su više bili krivi oni koji su se brinuli za financijsku pozadinu projekta od grupe stručnjaka zaduženih za znanstveno-razvojnu podršku. Ispitivanje optičkog sistema orbitalnog teleskopa tako da se on izloži najmanjem mogućem štetnom utjecaju prašine i aerosola bilo bi vrlo skupo i neekonomično, kako su financijski stručnjaci procijenili vjerujući u propisanu kvalitetu izrade koju je svojim ugledom jamčila najbolja tvrtka za izradu velikih optičkih uređaja na svijetu: Perkin Elmer.

Sa svoje strane, NASA je u ovaj važan projekt uložila veliki trud i dala svoje najbolje stručnjake. Zapovjednik Discoverya u letu STS 31 bio je Loren Shriver, šef astronauta u programu Shuttle(!) koji je naslijedio legendarnog veterana još iz vremena Geminija i Apolla - Johna Jounga. I pilot orbitera, Charles Bolden, izabran je po samo jednom kriteriju: najbolji! Astronauti - specijalisti, među kojima je bila i jedna žena: Bruce McCandless, Steven Hawley i Kathryn Sullivan, bili su iskusni svemirski putnici koji su već letjeli Shuttleom. To nije bilo pretjerano jer se kod ovako složenih uređaja, kao što je teleskop Hubble, uvijek javljaju nepredviđene teškoće.

Već i samo postavljanje u orbitu moralo je biti izvedeno savršeno. Orbita mora biti kružnica, a ne elipsa, kako bi se olakšao rad uređaja za usmjeravanje teleskopa na željeni objekt i držanje objekta u osi primarnog zrcala dok traje snimanje. Trebalo je doseći visinu od 600 km kako bi se smanjili štetni utjecaj visoke zemljine atmosfere na optiku i sunčeve kolektore i kočenje trenjem s vrlo rijetkom visokom atmosferom jer teleskop treba ostati u radu bar 15 godina - ali na tako velikoj visini Shuttle još nikada do sada nije bio! Čak i da je npr. zbog otkaza motora Hubble morao ostati u nepovoljnoj orbiti, Discovery bi ga se morao riješiti iz svog teretnog prostora jer po novim sigurnosnim minimumima Shuttle s ovakvim teretom ne smije ući u atmosferu.

Discovery je poletio 24. travnja 1990. s lansirne rampe 39B, dok je Columbia bila na rampi 39A i na njoj su se vršile pripreme za slijedeći let. S tih istih rampi nekad su kretale u svemir letjelice Mercury, Gemini i Apollo. Let STS 31 izveden je besprijekorno; sa samo tri minute kašnjenja u polijetanju, Shriver i Bolden dosegli su planiranu orbitu s inklinacijom 28,45 stupnjeva u odnosu na ravninu Zemljinog ekvatora i u 19. orbiti, 25. travnja, počelo je postavljanje teleskopa u orbitu pomoću krana kojim je upravljao Howley. Nakon uspješnog odvajanja, Discovery je ostao u blizini Hubblea još punih 45 sati u slučaju pojave kvara kojeg je moguće otkloniti jedino intervencijom astronauta.


Supernova 1987A snimljena orbitalnim teleskopom

Srednja zvijezda na fotografiji je supernova koja je zasjala u Velikom Magellanovom oblaku u veljači 1987. godine. ČIS je o ovom jedinstvenom događaju detaljno pisao. Prsten oko zvijezde čini materija izbačena strahovitom eksplozijom zvijezde i širi se u svemir brzinom od 2.000 - 30.000 kilometara u sekundi! Trenutno je prsten 100 puta veći od našeg Sunčevog sistema. Fotografija je kompjuterski pročišćena ali kad ne bi bilo greške u optičkom sistemu teleskopa Hubble vidjeli bi i strukturu prstena plinova!

Do tog je skoro i došlo jer se jedan solarni kolektor nije razvio na komandu datu sa Zemlje pa su se McCandless i Sullivan priredili za izlazak u svemir, ali je u međuvremenu nakon ponovljenog pokušaja kolektor postavljen u radni položaj. Solarni kolektori se koriste za dobivanje energije. Oni direktno pretvaraju sunčevu energiju u električnu i sastoje se od 48.760 fotoelektričnih ćelija i daju 4,7 kW snage na naponu 34 V. Oni su osjetljivi na oksidaciju atomarnim kisikom i vijek trajanja im je samo dvije godine nakon čega se moraju promijeniti.

Kolektori imaju veliku površinu, dugi su 12 m i široki preko 1,5 m, i moraju se sklopiti kako bi stali u teretni prostor orbitera. Osnova kolektora je stakloplastika i oni se mogu skupiti i razviti poput jedra. Često se događa da sistem za razvijanje kolektora u radni položaj otkaže, sjetite se samo Skylaba i Mira, pa je predviđena mogućnost postavljanja kolektora i ručno - astronaut samo treba okretati ručicu zamjenjujući otkazali servo-motor.

Prema Murphyevom zakonu o postavljanju orbitalnih teleskopa: "Svi kvarovi će prvo pričekati dok se raketoplan s astronautima ne udalji, pa će se tek onda pojaviti..." dolazi do neočekivanih teškoća u postavljanju jedne od dviju paraboličnih antena za vezu. Jedna žica koja vodi struju za servo-motor, koji usmjerava antenu, zamotala se oko nosača antene i onemogućila je njegovo podizanje. Iz istih razloga kao i kolektori i antene su u teretnom prostoru sklopljene uz tijelo teleskopa. Nakon nekoliko neizvjesnih dana, 29. travnja konačno je, nakon brojnih pokušaja, komandama sa Zemlje, parabolična antena postavljena u radni položaj. Ove antene koriste se za digitalnu vezu između teleskopa i operativnog centra na Zemlji, Space Telescope Operations Control Centre (STOCC), koji se nalazi u Goddardovom Svemirskom Centru u Marylandu.

Hubble vezu sa STOCC-om može direktno ostvariti samo na onom dijelu orbite kada se nalazi na nebu iznad STOCC-a. U ostalim dijelovima orbite vezu sa Zemljom ostvaruje preko relejnih stanica postavljenih na raznim mjestima na Zemlji i preko komunikacijskih satelita TDRS koji kruže u geostacionarnim orbitama. Ovim putem na Zemlju stižu digitalizirane slike objekata i digitalne vrijednosti raznih izmjerenih veličina, kao npr. intenzitet svjetlosti koji mjeri vrlo brzi fotometar u intervalima od samo jedne desetmilijuntinke sekunde, i stižu komande za usmjeravanje teleskopa i uključivanje pojedinih dijelova opreme iz STOCC-a.

Zahvaljujući dobro raspoređenoj mreži zemaljskih stanica i geostacionarnih satelita Hubble je u vezi sa STOCC-om punih 90 minuta tijekom svake orbite koja traje 97 minuta! Istog dana kada je otklonjena teškoća u postavljanju antene Discovery je sletio u zrakoplovnu bazu Edwards u kalifornijskoj pustinji. Bočni vjetar bio je relativno jak; 22 čvora (11 m/s) što je samo tri čvora ispod granice sigurnosnog minimuma, ali je iskusna posada, potpomognuta kompjutorima u orbiteru i uređajima za instrumentalno slijetanje smještenim na pragu piste, uspješno izvela prizemljenje i okončala let STS 31 koji je trajao točno pet dana, jedan sat i šesnaest minuta.

U tisku su se pojavile vijesti o tome kako se poklopac na otvoru teleskopa zaglavio i ne može se otvoriti. Nije bila riječ o kvaru već je kontrola željela komandu za otvaranje poklopca dati preko satelita TDRS, a ne direktno sa Zemlje, kako bi provjerila vezu. Poklopac je uspješno otvoren i zatvoren ali nešto malo kasnije nego je najavljeno jer se čekalo dok Hubble i TDRS uspostave radio vezu.

Mehanizam koji otvara i zatvara poklopac uopće nije jednostavan! Potrebno je osigurati da u vidno polje teleskopa ne uđu sjajni objekti kao što je Zemlja, Mjesec ili čak Sunce kako se ne bi oštetili osjetljivi optički instrumenti. Zato tijekom promatranja u Hubbleovom kompjutoru radi autonomni program koji odmah zatvara poklopac čim zaprijeti ulazak ovih sjajnih nebeskih tijela u vidno polje. Isto tako nemoguće je pogrešnom komandom sa Zemlje otvoriti poklopac ako je teleskop okrenut prema nekom od ovih objekata jer to kompjutor, preko kojeg idu sve daljinske komande, neće dozvoliti.

Ozbiljnih problema bilo je sa sistemom za precizno usmjeravanje teleskopa; Hubble je u tri navrata promašio zvijezde-orijentire! Uskoro dolazi i do gubitka podataka i programa u dijelu memorije Hubbleovog kompjutora Rockwell DF-244. Digitalnom radio vezom DF-244 je ponovo programiran uz pomoć istog takvog kompjutora u STOCC-u. Otklonjene su i neke "bube" koje su se potkrale programerima (u programerskom žargonu pod "bubom", engl. bug, misli se na grešku u programu), reprogramiran je i sistem za orijentiranje teleskopa i povećana je osjetljivost žiroskopa, a ubačene su i koordinate dodatnih zvijezda po kojima će se orijentirati položaj teleskopa. Još stotine sistema čekaju svoj red na provjeru i stručnjaci iz STOCC-a mole za strpljenje i obećavaju brzi kraj testiranja.

Konačno, 14. svibnja završeno je testiranje sistema za orijentaciju koji osim zvijezda stajačica koristi položaj Sunca i Zemljino magnetsko polje i žiroskopsku platformu unutar teleskopa za određivanje točne orijentacije teleskopa u prostoru i čija točnost mora biti 0,01 lučna sekunda! Takva preciznost je nužna jer u najvećem povećanju Hubble ima jako malo vidno polje, a i kod fotografiranja objekata slabog sjaja os teleskopa mora vrlo precizno pratiti objekt kako bi slika ostala oštra jer snimanje može potrajati i duže vrijeme. Sredinom svibnja i početkom lipnja stižu i prve slike.

Prije leta astronomi su značaj orbitalnog teleskopa uspoređivali sa značajem kojeg je u povijesti astronomije imao Galilejev teleskop iz 1671. Prvo je snimljena maglica NGC 3532 u malom zviježđu Carina na južnom nebu, blizu Dužnog Križa. Teleskop je usmjeren i na otvoreno jato NGC 188 koje se nalazi samo 4,7 stupnjeva Od sjevernog nebeskog pola u zviježđu Malog Medvjeda. NGC 188 ima prividnu zvjezdanu veličinu 9,30, a na nebu zauzima širinu od 15 (lučnih sekundi), od Zemlje je udaljena 5000 svjetlosnih godina i starost joj se procjenjuje na oko 12 milijardi godina.

Ovo jato izabrano je za testiranje i podešavanje teleskopa jer su položaji i veličine zvijezda poznati iz ranijih fotografiranja zemaljskim teleskopima. U trenutku promatranja Hubble još nije bio podešen pa je razdvojna moć iznosila 2,9", umjesto planiranih 0,1”. Kada je fotografija jata NGC 188 digitalnom vezom stigla na Zemlju umjesto ushićenja slijedilo je astronomsko razočaranje stoljeća - Hubble nije dobro fokusiran!!!

Optički sistem Hubblea

Hubble je teleskop reflektor. To znači da sliku fokusira zrcalom na dnu tubusa, a ne lećom na otvoru teleskopa. Svi veliki teleskopi grade se kao reflektori što ima tehničkih opravdanja. Velike leće na teleskopima refraktorima je vrlo teško napraviti. Ako želimo dobiti leću koja gotovo savršeno fokusira svjetlost njena površina mora biti zakrivljena po jednoj vrlo složenoj matematičkoj funkciji četvrtog reda. Na optičkim napravama koje koristimo u svakodnevnom životu (dalekozori, foto aparati, naočale...) leće su napravljene po zakrivljenoj površini drugog reda - površini kugle. Takve leće ne fokusiraju svjetlost u jednu točku ali ih je znatno lakše (čit. jeftinije) napraviti. Kod reflektora je konstrukcija zrcala znatno jednostavnija - već obična parabolična zakrivljena ploha (2. reda) daje savršeno fokusiranu sliku (vidi crtež 1).

Osim toga kod reflektora je otklonjena i greška nastala kromatskom aberacijom. Leća se ponaša i kao prizma i rasipava bijelu svjetlost u dugine boje jer se svjetlost različitih valnih duljina (raznih boja) lomi različito pri prolazu kroz staklo. Zato reflektori obavezno imaju objektiv od dvije leće: glavne i korektivne, dok kod reflektora nema kromatske aberacije. Jedina mana reflektora u odnosu na refraktore je malo vidno polje, koja je otklonjena pojavom Schmittovih i Maksutovljevih teleskopa s korektivnom pločom na otvoru što omogućava fokusiranje zraka svjetlosti i daleko od optičke osi zrcala. Konstrukcijski, Hubble je reflektor tipa Cassegrain (vidi crtež 2).

Optička shema Cassegrainovog reflektora
Cassegrainova konstrukcija često se koristi kod velikih teleskopa reflektora.
Konkavno primarno zrcalo P reflektira zrake svjetlosti prema konveksnom
sekundarnom zrcalu S nakon čega svjetlost prolazi kroz otvor na sredini
primarnog zrcala. Kod Hubblea je korištena ova konstrukcija jer omogućava
najbolji mogući smještaj optičkih instrumenata - ispod primarnog zrcala.

Za orbitalni teleskop je to vrlo praktična konstrukcija jer omogućava smještanje opreme ispod glavnog zrcala. Na prvim crtežima Hubblea iz sedamdesetih godina vidi se kako se čak razmišljalo i o posadi teleskopa od jednog do tri člana! Promjer primarnog zrcala je 2,4 m, ali zbog otvora u sredini, zrcala efektivni promjer je 2,35 m. Žarišna duljina je 5,7556 m, znači omjer žarišna daljina/promjer je 2,4492. Razdvojna moć teleskopa trebala je biti 0,1" ili najgrublje rečeno, trebao je biti 100-200 puta jači od teleskopa na MtPallomaru. To znači, registrirati i do 50 puta tamnije objekte čime bi se obzor vidljivog svemira povećao sedam puta, što znači da bi astronomi mogli proučavati 350 puta veći volumen svemira nego s najjačim zemaljskim teleskopima.

Hubble svoje impozantne mogućnosti duguje mjestu s kojeg obavlja promatranja - visoko iznad atmosfere. Atmosfera nepovoljno utječe na zrake svjetlosti koje iz svemira stižu na Zemlju. Neke valne dužine atmosfera uopće ne propušta. Zrake svjetlosti se lome na prolazu kroz atmosferu tako da su prividni položaji nebeskih tijela bliže zenitu nego što se ta tijela stvarno nalaze, ova pojava poznata je kao astronomska refrakcija i može se računski dobiti dovoljno točno stvarni položaj tijela.

Ono na što se ne može utjecati su pojave slabljenja i raspršenja svjetlosti u atmosferi. Atmosfera se još i sastoji od toplijih i hladnijih slojeva tako da svjetlost putuje kroz nju po vrlo složenoj krivulji, ako se položaji toplijih i hladnijih slojeva mijenjaju vremenski i prostorno i ako čak dođe do miješanja toplog i hladnog zraka dolazi do izobličenja slike u teleskopu; gubi se oblik objekta, položaj mu se stalno mijenja, sjaj mu postane jako promjenjiv... Ovi štetni utjecaji mogu se osjetno smanjiti ako se teleskop postavi na visoku planinu iznad najgušćih slojeva atmosfere.

Uz navedene teškoće, kod izbora mjesta za postavljanje velikih teleskopa treba paziti na blizinu velikih gradova koji svojom svjetlošću izazivaju jaku iluminaciju neba i na meteorološke uvjete kako bi izabrali mjesto s velikim brojem vedrih dana i noći u godini. Zato se velike zvjezdarnice i grade u pustim planinskim krajevima. Hubble radi u idealnim uvjetima gotovo savršenog vakuuma i optički je znatno jači i od dvostruko većih zemaljskih teleskopa.

Razdvojna moć teleskopa

Razdvojna moć direktno pokazuje koliko bliske objekte teleskop još uvijek može jasno razlikovati. Hubble bi trebao razlikovati objekte razmaknute za samo 0,1" (lučnu sekundu). Na slici imamo tri zvijezde promatrane na istom povećanju kroz dva teleskopa različitih razdvojnih moći, lijevi je slabiji jer razlikuje objekte tek na kutnim udaljenostima većim od 3" i na njemu se lijeva i srednja zvijezda stapaju u jedan sjajan objekt.

Desni teleskop je bolji jer ima razdvojnu moć od 1" i na njemu se te dvije zvijezde jasno razlikuju. Razdvojna moć ovisi o promjeru objektiva teleskopa, što je objektiv veći razdvojna moć je bolja, a ne ovisi o povećanju! Znači, postavljanjem okulara kraće žarište daljine možemo povećati sliku koju daje teleskop ali ne možemo poboljšati njegovu razdvojnu moć.

U potrazi za krivcem

U početku se nije znalo da li je do greške došlo na primarnom ili sekundarnom zrcalu promjera 31,7 cm. Detaljna istraga koju je vodio Lew Allen iz Jet Propulsion Laboratorya (JPL) potvrdila je grešku u izradi primarnog zrcala. Na žalost, novo primarno zrcalo ne može se montirati u orbiti dok bi se to još i moglo sa sekundarnim. Lew Allen je 25. srpnja posjetio mjesto gdje su zrcala napravljena, tvrtku Hughes Danbury Optycal Systems u državi Connecticut na atlantskoj obali Sjedinjenih Država. U stvari je optika proizvedena u tvrtki Perkin Elmer ali je ona nekoliko godina kasnije otkupljena od divovske korporacije Hughes i preimenovana.

Istražna komisija pregledala je dokumentaciju o izradi optičkog sistema iz 1981. i otkrila uzrok greške u poliranju površine zrcala. Istragu je trebalo obaviti kvalitetno a brzo, zato što je NASA dala samo "... par mjeseci..." vremena za otkrivanje i predlaganje načina za otklanjanje kvara jer, ako se pokaže da Hubbleu nema pomoći, servisni let STS 68, planiran za 1993. godinu, ustupio bi se drugim interesentima. Sumnjalo se još i na postupak pri montaži i hermetiziranju.

Primarno zrcalo nije dobro polirano jer je optičar koji je radio na poliranju krivo orijentirao uređaj za kontrolu procesa poliranja. Hrapavost površine ovako preciznog instrumenta ne smije biti veća od reda veličine desettisućinki milimetra. Za kontrolu se koriste nul-korektori u obliku malih paraboličnih zrcala i leća. Refleksivni nul-korektor je detektirao grešku u izradi, ali kad je provjera ponovljena osjetljivijim refrakcijskim nul-korektorom optičar je greškom naopako okrenuo 60 cm dugi štap od toplinski nerastezljive legure koji osigurava propisanu udaljenost nul-korektora od površine glavnog zrcala teleskopa.

Tolerancije u udaljenosti nul-korektora ne smiju biti veće od 1/20-1/50 mm, ali s naopako postavljenim štapom nul-korektor se našao 1,3 mm daleko od svog pravog položaja! S krivo podešenim nul-korektorom kod poliranja primarno zrcalo dobilo je u središnjem području ispupčenje od 1/2000 mm! lako je u samom središtu zrcala otvor za prolaz svjetlosti reflektirane od sekundarnog zrcala, loše izbrušeno primarno zrcalo više ne fokusira zrake svjetlosti u točku već u prostorno zakrivljenu plohu koju optičari zovu kaustična ploha. Ova greška se u optici zove sferna aberacija i redovna je pojava kod jeftinijih leća kojima je površina brušena kao krivulja 2. reda.

Teleskop je u orbiti izložen velikim toplinskim promjenama što bi dovelo do rastezanja i stezanja zrcala i do promjene njihovih optičkih karakteristika. To se sprječava električnim grijačima koji održavaju stalnu temperaturu primarnog zrcala na 21 stupanj Celzijusa, istu onu temperaturu na kojoj je ono polirano! Bilo je ideja da se primarno zrcalo savije nesimetričnim pomacima uređaja za fino podešavanje zrcala i nesimetričnim grijanjem ali su one ubrzo odbačene kao previše riskantne.

Sretna okolnost je što je ispupčenje na primarnom ogledalu sferno simetrično i poznate su njegove točne dimenzije. To ostavlja mogućnost gradnje korektivne optike i poboljšanja kvalitete slike. Za sada je pet od šest Hubbleovih instrumenata skoro potpuno neupotrebljivo.

To su: 1. Širokokutna dvodijelna planetarna kamera koju je napravio JPL i koja s velikom rezolucijom, deset puta većom od Pallomara, fotografira i mjeri prostorne udaljenosti među dalekim nebeskim objektima, galaktikama i kvazarima.
2. Vrlo brzi fotometar, konstruiran u Sveučilištu države Wisconsin (SAD) koji mjeri ukupnu količinu svjetlosne energije nebeskih objekata i fluktuacije u intenzitetu svjetlosti s vremenskom rezolucijom jedne desetmilijuntinke sekunde.
3. Spektrograf za objekte slabog sjaja sa Sveučilišta u Kaliforniji, koji će proučavati kemijski sastav i brzine udaljavanja najdaljih nama vidljivih galaktika i kvazara.
4. Spektrograf visoke rezolucije će, najpreciznije do sada, snimiti spektre sjajnijih objekata. On može raditi i u ultraljubičastom dijelu spektra.
I 5. Precizni senzori za orijentaciju teleskopa koje je proizveo Perkin Elmer (Hughes Danbury) već i bez pomoći drugih sistema za orijentaciju omogućavaju točnost od 0,02 koju mogu održati po potrebi i do 10 sati!
Sa šestim instrumentom; kamerom za objekte slabog sjaja, čiji razvoj je financirala ESA a kamera je napravljena u Dornieru i British Aerospaceu, nešto se ipak može vidjeti.

U pomoć je priskočila metoda kompjutorskog pročišćavanja slike koja je razvijena za potrebe vojnih izviđačkih satelita, a krajem sedamdesetih godina metoda je objavljena (W. K. Pratt, Digital Image Processing, 1978.) kad je primijenjena i u pročišćavanju snimaka Jupitera i Saturna koje su snimile sonde Pioneer 10 i 11. Kod defokusirane fotografije svaka točka slike pretvara se u krug na filmu, tim veći što je slika jače defokusirana. Dosta složenim metodama više matematike moguće je iz tih krugova opet rekonstruirati točke, njihove točne boje i intenzitete! Naravno, točaka na jednoj fotografiji ima previše da bi se taj posao obavio "ručno" pa se koriste suvremene metode numeričke matematike kao što su shema Tihonova i brza Fourierova transformacija koje su vrlo prilagodljive za primjenu na kompjutorima.

Pomoću njih se vrlo točno i, što je još važnije, vrlo brzo rješavaju integrali koji iz krugova na defokusiranoj fotografiji rekonstruiraj u točke. Taj postupak ide u koracima i na nekoliko fotografija iz raznih faza postupka možemo pratiti kako se postupno popravlja kvaliteta slike. Mogućnosti ovog postupka ograničavaju kvaliteta emulzije na filmu i veličina greške u fokusiranju. Trenutno uz kompjutorsko pročišćavanje fotografija dobivenih kamerom za objekte slabog sjaja, Hubble može dati snimke tek nešto malo bolje od onih s MtPallomara.

Budućnost projekta Hubble

Sretna okolnost što je ispupčenje u središtu zrcala simetrično može se iskoristiti i napraviti korektivna optika koja će zrake svjetlosti vratiti u fokus. Ovu optiku astronauti će montirati ispred samih instrumenata, ispod primarnog zrcala. To će biti glavni zadatak posade Discoverya u letu STS 68 1993. godine uz planiranu zamjenu solarnih kolektora i montiranje uređaja za promatranje u infracrvenom području. Moraju se napraviti i nove kamere; širokokutna i za objekte slabog sjaja koje će moći raditi s korektivnom optikom. Optika i nove kamere sigurno neće biti gotove za manje od dvije godine pa je otpala nada da će servisna misija poletjeti već 1992. ako bi netko bio voljan ustupiti svoj red na lansiranje. Teško je prognozirati kakva će biti kvaliteta slike s korektivnom optikom, sigurno će biti znatno bolja nego sada ali vjerojatno nešto lošija od planirane jer će dodatne leće u optičkom sistemu, apsorpcijom svjetlosti u staklu, oslabiti primljenu svjetlost.
Popravak Hubblea izazvao je i neugodnu klimu kojoj su izloženi znanstvenici na oba kontinenta. Za gradnje nove kamere za objekte slabog sjaja treba potrošiti 250 milijuna dolara i, prema trenutnoj klimi koja u ESA-i vlada za projekt Hubble, neće ih biti lako osigurati. To je veliki i neplanirani trošak koji bi mogao financijski ugroziti buduće velike projekte SOHO i Huygens. Na zapadnoj strani oceana, američki Kongres također postavlja pitanje financiranja novog orbitalnog teleskopa, znatno jednostavnijeg, koji će promatrati u području X-zraka - Advanced X-ray Astrophysics Facility (AXAF). Na teleskop AXAF već je potrošeno 145 milijuna dolara, a NASA traži dodatnih 146 milijuna iz budžeta za 1991.-1992., od tog bi se čak 63 milijuna dolara uložilo u gradnju optičkog sistema. Galama u Kongresu nastala je kada su zastupnici upoznati s izvođačem radova na optici za AXAF. To je u ovom članku već spominjani, Hughes Danbury!

Bez komentara
Želiš komentirati? Klikni!