Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики. Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей Политикой в отношении файлов cookie «Очки» за полтора миллиарда: почему «Хаббл» был главным позором NASA и как он нас «обманывает» с цветом ✦ ИИ Этот пост, предположительно, был создан при помощи искусственного интеллекта Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com 5 часов назад | Статья | Наука и космос В начале 90-х этот телескоп был национальным посмешищем. Его называли «Techno-Turkey» (Техно-Индюшка) и «Провалом на орбите». Налогоплательщики были в ярости: правительство запустило в космос самую дорогую в мире близорукую линзу. Давайте отложим в сторону пафосные пресс-релизы и разберем реальную драму. Узнаем, как ошибка одного подрядчика чуть не похоронила всю космонавтику США, почему ваши любимые фото космоса — это технически «раскраска», и зачем телескоп заставляли смотреть в пустоту. Вид на телескоп «Хаббл» из кабины шаттла «Атлантис» во время сервисной миссии. Размером с автобус, стоимостью в авианосец. Автор: NASA Hubble Space Telescope Источник: commons.wikimedia.org Как Perkin-Elmer «заполировали» проблему Самый драматичный эпизод этой саги случился еще на Земле, но вскрылся только на орбите в 1990 году. Когда центр управления получил «первый свет» (тестовые снимки), в комнате повисла тишина. Картинка была мутной. Четкость лишь немногим превышала возможности наземных телескопов. Весь смысл вывода аппарата за пределы атмосферы терялся. Расследование показало: главное зеркало диаметром 2,4 метра было дефектным. Компания-подрядчик Perkin-Elmer, отвечавшая за оптику, допустила ошибку при полировке. Причина оказалась банальной до боли: техники неправильно собрали нуль-корректор — прибор, который лазером замеряет кривизну поверхности. Они подложили шайбу там, где её быть не должно. В итоге зеркало сделали идеально гладким, но… неправильной формы. Края зеркала были слишком плоскими — ошибка составляла 2 микрометра (1/50 толщины человеческого волоса). Из-за этой ошибки лучи света, отраженные от краев зеркала, и лучи от центра фокусировались в разных точках. Это называется сферическая аберрация. Вместо точечной звезды телескоп видел размытое пятно. Три года NASA жило в аду. Спасение пришло в 1993 году. Астронавты шаттла «Индевор» провели одну из самых сложных операций в истории. Они установили блок COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement). Чтобы вы понимали цену вопроса: ради установки этих «очков» пришлось демонтировать и выкинуть один из пяти научных приборов — высокоскоростной фотометр. COSTAR ввел в оптическую схему пару маленьких зеркал размером с монету, которые вносили обратную ошибку, компенсируя дефект главного зеркала. И телескоп прозрел. Декабрь 1993 года, миссия STS-61. Астронавты Стори Масгрейв и Джеффри Хоффман завершают ремонт телескопа. Именно эта экспедиция спасла «Хаббл» от статуса космического мусора. (Красная полоса справа — артефакт фотопленки). Автор: National Archives at College Park Источник: commons.wikimedia.org Тень «Челленджера» и парадокс долгостроя «Хаббл» — это долгострой, который пережил трагедию. Концептуально он был готов лететь еще в середине 80-х. Но 28 января 1986 года на 73-й секунде полета взорвался шаттл «Челленджер». Полеты остановили на три года. Телескоп загнали в стерильный ангар. Это простой сжирал бюджет (хранение сложной техники в чистой комнате стоит миллионы в месяц), но, парадоксальным образом, спас миссию. Инженеры использовали паузу, чтобы заменить солнечные панели на более мощные и обновить бортовой компьютер, который к 1986 году уже морально устарел. Полети он тогда — его «начинка» не справилась бы с будущими задачами. Телескоп провел несколько лет в стерильном ангаре из-за катастрофы «Челленджера». Этот вынужденный простой позволил инженерам обновить солнечные панели еще до запуска. Автор: NASA Hubble Space Telescope Источник: commons.wikimedia.org «Хаббл» — дальтоник (и это нормально) Факт, за который в комментариях часто разгораются войны: «Хаббл» снимает в ЧБ. Внутри телескопа стоят CCD-матрицы (приборы с зарядовой связью). Грубо говоря, это цифровые счетчики фотонов. Они знают, сколько света прилетело в пиксель, но понятия не имеют, какого он цвета. «Сырой» снимок с телескопа — это черно-белая рябь. То, что мы видим в интернете — результат так называемой Hubble Palette (Палитры Хаббла). Астрономы снимают объект через узкополосные фильтры. Каждый фильтр пропускает только свет от конкретного химического элемента. Стандартная схема выглядит так: Фильтр Серы (S-II) -> Назначается Красный цвет. Фильтр Водорода (H-alpha) -> Назначается Зеленый цвет. Фильтр Кислорода (O-III) -> Назначается Синий цвет. Затем эти три черно-белых слоя сводят в один цветной кадр. Обман ли это? Нет. Это визуализация данных. Человеческий глаз в космосе вообще мало что увидел бы из-за низкой чувствительности колбочек сетчатки. Телескоп же показывает нам структуру газовых облаков, раскрашенную так, чтобы мы могли отличить водород от серы. Знаменитые «Столпы Творения». Слева — в видимом свете (как видит «Хаббл»), справа — в инфракрасном. Именно сведение разных каналов дает ту самую «раскраску», которую мы привыкли видеть. Автор: NASA, ESA, CSA, STScI Источник: commons.wikimedia.org Ставка на зеро: Deep Field В 1995 году директор института Роберт Уильямс совершил поступок, за который его могли уволить. Он выделил 10 дней драгоценного наблюдательного времени, чтобы направить телескоп… в никуда. В крошечный, темный участок неба в созвездии Большой Медведицы. Размер участка — как песчинка, которую вы держите на вытянутой руке. Коллеги крутили пальцем у виска: риск получить просто черный кадр был огромен. Но телескоп работал в режиме накопления света. Когда данные обработали, мир ахнул. На снимке проявилось 3000 галактик. Снимок Hubble Deep Field доказал, что Вселенная однородна и заполнена материей даже там, где мы видим пустоту. Мы буквально заглянули в прошлое на 13 миллиардов лет (свет от дальних галактик летел именно столько). Hubble Ultra Deep Field. Каждая светящаяся точка на этом снимке — не звезда, а целая галактика. А ведь телескоп смотрел в участок неба, который казался совершенно пустым. Автор: Dcriel Источник: commons.wikimedia.org Он еще повоюет (Хаббл vs Уэбб) С запуском «Джеймса Уэбба» (JWST) многие поспешили списать старика. Зря. Это разные инструменты для разных задач. Спектр: «Уэбб» — это инфракрасный телескоп. Он видит тепло, смотрит сквозь пыль и видит самые ранние галактики. «Хаббл» — это наш главный «оптический глаз», работающий в видимом и ультрафиолетовом спектре. Орбита и ремонт: «Хаббл» висит на низкой околоземной орбите (~540 км). Именно поэтому к нему могли летать шаттлы и чинить его (было 5 сервисных миссий). «Уэбб» находится в точке Лагранжа L2 на расстоянии 1,5 млн км от Земли. Туда долететь и починить что-то невозможно. Пока гироскопы Хаббла (устройства, удерживающие ориентацию в пространстве без двигателей) работают, списания не будет. Слишком уж дорого достались эти «очки», чтобы их выбрасывать. Изображение в превью: Source: https://www.ixbt.com/live/science/ochki-za-poltora-milliarda-pochemu-habbl-byl-glavnym-pozorom-nasa-i-kak-on-nas-obmanyvaet-s-cvetom.html