Bedømme hvordan Hubble-romteleskopet fungerer

I vår lave jordbane er det et teleskop kjent som Hubble-romteleskopet. Har du noen gang lurt på hvordan Hubble arbeider for å fange universet i et fantastisk bilde?

Hubble Telescope er et rombasert teleskop, som har mange fordeler i forhold til bakkebaserte teleskoper.

Selv om bakkebaserte teleskoper vanligvis er lokalisert i svært høye områder (for eksempel over fjell) med minimal lysforurensning, må de fremdeles kjempe med atmosfærisk turbulens, noe som reduserer synsstyrken litt. En av virkningene av atmosfærisk turbulens i seg selv er når vi ser stjerner som ser ut til å glimte.

En annen ulempe med bakkebaserte teleskoper er at jordens atmosfære kan absorbere mye av de infrarøde og ultrafiolette strålene som passerer gjennom den. Nå kan rombaserte teleskoper lettere oppdage disse bølgene. Derfor ble Hubble plassert i verdensrommet: slik at astronomer kunne studere det kosmiske i alle bølgelengder, spesielt de som ikke kunne oppdages fra jordoverflaten.

Imidlertid er det en ulempe med romteleskoper som Hubble, som er at de er veldig vanskelige å vedlikeholde og reparere når de blir skadet. Hubble var imidlertid det første teleskopet som ble designet spesielt for å bli festet direkte i jordens bane av astronauter, mens andre romteleskoper, som Kepler og Spitzer, ikke kunne repareres i det hele tatt.

Hubble gjør en fullstendig rotasjon rundt jorden hvert 97. minutt og beveger seg med en hastighet på 8 kilometer i sekundet. Du tror kanskje dette er veldig høy hastighet, men på grunn av jordens store diameter er denne Hubble-hastigheten meningsløs.

Hubble må holde seg i den hastigheten hvis den skal fortsette å sirkle rundt jorden. Hvis det var litt tregere, ville Hubble falle mot jorden, men hvis det var raskere, ville det kastes utenfor jordens bane. Nå, når den beveger seg, fanger Hubble-speilet lys fra universet, og deretter sendes lyset til noen av dets vitenskapelige instrumenter.

Inkludert i en type teleskop kjent som en Cassegrain-reflektor, er Hubbles arbeidsmåte faktisk veldig enkel. Lys fra gjenstander i universet som berører teleskopets hovedspeil, eller primærspeil, reflekteres på sekundærspeilet. Etter det vil sekundærspeilet fokusere lys gjennom et hull midt i primærspeilet som skal sendes til vitenskapelige instrumenter.

Noen mennesker, kanskje inkludert deg, hevder ofte feilaktig at teleskoper brukes til å forstørre gjenstander. Selv om det ikke er det. Teleskopets virkelige funksjon er å samle mer lys fra himmellegemer enn det menneskelige øye kan. Jo større teleskopets speil er, desto mer lys kan det samle seg opp, og jo bedre blir bildene.

Hubble primærspeil i seg selv har en diameter på 2,4 meter, som er liten sammenlignet med dagens bakkebaserte teleskoper, som kan nå en diameter på 10 meter eller mer. Hubbles beliggenhet utenfor atmosfæren gir imidlertid ekstraordinær bildeskarphet.

Når Hubble-speil har samlet lys, vil Hubbles vitenskapelige instrumenter begynne å fungere, enten samtidig eller individuelt, avhengig av observasjonens behov. Hvert instrument er designet for å undersøke universet på en annen måte.

Disse instrumentene inkluderer:

Bredt feltkamera 3(WFC3), et instrument som kan se tre forskjellige typer lys: nær ultrafiolett, synlig lys og nær infrarødt, men ikke samtidig. Dens oppløsning og synsfelt er mye større enn for andre instrumenter på Hubble. WFC3 er et av Hubbles to nyeste instrumenter og brukes mye til å studere mørk energi, mørk materie, dannelse av stjerner og oppdagelsen av fjerne galakser.

Cosmic Origin Spectrograph (COS), inkludert et annet av Hubbles nye instrumenter, er COS en spektrograf som kan se utelukkende i ultrafiolett lys. Spektrografen er som et prisme, som skiller lys fra himmellegemer i komponentfargene. Det gir også et "fingeravtrykk" av bølgelengden til objektet som blir observert, som forteller astronomer dens temperatur, kjemiske sammensetning, tetthet og bevegelse. COS vil øke Hubbles ultrafiolette følsomhet minst 70 ganger når man observerer svært svake gjenstander.

Avansert kamera for undersøkelse (ACS), et instrument som kan få Hubble til å se synlig lys og ble designet for å studere noe av det tidlige universets aktivitet. ACS hjelper med å kartlegge fordelingen av mørk materie, oppdage de fjerneste objektene i universet, søke etter store planeter og studere utviklingen av galaksehoper. ACS sluttet kort å jobbe i 2007 på grunn av mangel på strøm, men ble reparert i mai 2009.

Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS)Hubbles andre spektografinstrument som er i stand til å se i ultrafiolett, synlig og nesten infrarødt lys. I motsetning til COS er STIS kjent for sin evne til å jakte på sorte hull. Mens COS bare fungerer best for å studere stjerner eller kvasarer, kan STIS kartlegge større objekter som galakser.

Nær infrarødt kamera og multigjenstandsspektrometer (NICMOS), er Hubble-varmesensoren. Dens følsomhet overfor infrarødt lys gjør at astronomer kan observere himmellegemer skjult bak interstellært støv. Dette NICMOS-instrumentet brukes vanligvis når Hubble forsker på en tåke.

Det siste instrumentet, Fine veiledningssensorer(FGS), er en enhet som kan låse Hubble-posisjonen på ethvert himmelobjekt du ønsker å observere, og holde Hubble i riktig retning. Bortsett fra det, kan FGS også brukes til å måle avstandene til stjerner nøyaktig.

Vel, alle disse Hubble-instrumentene kan være aktive fordi de støttes av sollys. Hubble har flere solcellepaneler som kan konvertere sollys direkte til elektrisitet. Noe av den strømmen vil bli lagret i batterier som holder teleskopet aktivt når det er over jordens nattområde, blokkert for sollys.

Hubble er også utstyrt med fire antenner som tjener til å sende og motta informasjon mellom Hubble og Mission Operations Team ved Goddard Space Flight Center i Maryland, USA. I tillegg er det to hoveddatamaskiner og et antall mindre systemer på Hubble. En av hoveddatamaskinene brukes til å håndtere kommandoene som styrer teleskopet, mens den andre er å kommandere instrumentene, motta dataene og sende dem til satellitten, til den endelig mottas av Mission Center on Earth.

Etter at misjonssenteret mottar data fra Hubble, vil de ansatte som jobber der begynne å oversette dataene, for eksempel andre bølgelengder, og arkivere informasjonen på en lagringsenhet. Hubble alene sender nok informasjon til å fylle rundt 18 DVDer hver uke. Astronomer kan laste ned arkiverte data over internett og analysere dem fra hvor som helst i verden.

Nå fungerer Hubble Space Telescope. Og forresten, du kan også bruke Hubble til å forske. Du trenger bare å sende de beste forslagene til Hubble Mission Center. De valgte forslagene vil få muligheten til å utnytte Hubbles evner for observasjon og forskning. Hvert år gjennomgås rundt 1000 forslag, og rundt 200 velges ut.

Interessert i å observere universet med Hubble?