На этой фотографии, сделанной после второй экспедиции обслуживания в 1997 году, космический телескоп «Хаббл» парит на границе Земли и космоса. Его орбита имеет высоту в 552 км над поверхностью Земли. На такой высоте телескоп не подвержен влиянию атмосферы и четко «видит» объекты в космосе. Источник: NASA
Уже на заре космической эры астрономы поняли, что все связанные с атмосферой проблемы можно решить, поместив телескоп на самую высокую вершину мира, где вовсе никакой атмосферы нет, – в космос.
– Полагаю, все понимали, что космический телескоп «Хаббл» на самом деле совершит революцию в астрономии, – сказал Гельмут Йенкнер, временно исполняющий обязанности руководителя отдела исследований с помощью космического телескопа «Хаббл» в научном институте космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд. – Но я не думаю, что кто-то ожидал, что он будет оставаться такой полезной обсерваторией мирового класса спустя четверть века после запуска.
«Хаббл», как для краткости называют телескоп, выведенный на орбиту Земли в 1990 году, не был первым космическим телескопом, но многие воспринимают его как лучший из них и, несомненно, самый известный. Попросите людей назвать какой-нибудь телескоп, и, скорее всего, они скажут: «Хаббл». Зайдите в школьный класс, и вы, по всей вероятности, увидите на стене фотографию, выполненную при помощи «Хаббла». Назовите любую астрономическую проблему, и окажется, что «Хаббл» наверняка изучал ее, а возможно, и решил. Самый известный космический телескоп стал одним из самых известных космических проектов – и с точки зрения научных достижений, и по своему воздействию на общественность.
Одна из самых узнаваемых фотографий, сделанных космическим телескопом «Хаббл», – это «Столпы творения», где мы видим газовые образования в туманности Орла. Эти жутковатые образования, напоминающие колонны, на самом деле являются скоплениями холодного межзвездного водорода и пыли, в которых зарождаются новые звезды. Туманность Орла находится примерно в 6500 световых лет от Земли, и самая высокая «колонна» тянется приблизительно на четыре световых года от основания до конца. Фотография была сделана 1 апреля 1995 года широкоугольной и планетарной камерой № 2 (WFPC-2) на борту «Хаббла». Источник: NASA / ESA (Европейское космическое агентство) / Научный институт космического телескопа / Дж. Хестер и П. Скоуэн (Университет Аризоны)
Но в истории «Хаббла» были моменты, когда казалось, что десятилетия усилий и миллиарды долларов налогоплательщиков могут пойти прахом. На определенном этапе этот телескоп считали потерянным.
История «Хаббла» – это история исправления ошибок и преодоления препятствий: эти усилия дали возможность увидеть потрясающие космические картины и пролить свет на самые необычайные тайны Вселенной.
– Этот проект похож на американские горки, со всеми взлетами и падениями, – сказал Кен Сембах, директор научного института космического телескопа, дома для 650 астрономов, технического и административного персонала, которые работают с «Хабблом» и выполняют другие операции. – Но, кажется, «Хаббл» находит способ преодолевать любые трудности, и мне нравится говорить, что, когда все вроде бы идет очень плохо, унывать не стоит, потому что все обязательно наладится.
Как сказал Сембах, проект «Хаббл», возможно, давным-давно бы отменили, закрыли и оставили бы телескоп умирать на орбите, если бы все пошло так, как планировалось вначале.
Преграды
Первым препятствием, с которым столкнулся «Хаббл», была попытка найти деньги на его строительство. В начале 1970-х годов Конгресс Соединенных Штатов отклонил потенциальную стоимость проекта в 400 млн долларов и отменил то, что тогда называли большим космическим телескопом. Но это дало возможность Европейскому космическому агентству (ЕКА) заявить о своем желании участвовать в начинании, что принесло как средства, так и опыт европейцев.
– Вы, наверное, заметили, что я говорю с акцентом, – с обворожительной улыбкой сказал своим баритоном, напоминающим голос Арнольда Шварценеггера, Йенкнер. Австриец по происхождению, он присоединился к проекту в 1983 году как представитель ЕКА. – «Хаббл» – это международный проект, и многообразие подходов безмерно помогло его развитию, принеся опыт со всего мира, из всех областей. Пройдите по залам института, и вы услышите самые разные акценты.
Первой задачей Йенкнера была помощь в составлении каталога опорных звезд. На «Хаббле» используются так называемые датчики системы точного наведения, которые с невероятной точностью отслеживают положение звезд, чтобы помочь телескопу определить его путь, когда он исследует небеса, и удерживаться наведенным на цель. Для правильной работы «Хаббл» должен наводиться на цель с отклонением, не превышающим 0,007 угловой секунды, то есть на ширину волоса с расстояния в милю. Для удержания в таком неподвижном положении у телескопа имеется шесть гироскопов и четыре свободно вращающихся механизма поворота, которые называются силовыми маховиками. Йенкнер в период составления каталога опорных звезд работал главным системным аналитиком. Он вместе с группой других молодых астрономов и инженеров, которые замечательно разбирались в технике того времени, создал компьютерную программу, которая помогала «Хабблу» самостоятельно выбирать пару опорных звезд независимо от того, куда именно он был в данный момент направлен, что позволяло точно определить его текущую ориентацию. Чтобы получить этот результат, пришлось отсканировать примерно 1500 стеклянных пластинок, переводя их в электронную форму.
Техника астрономической фотографии претерпела революционные изменения в 1969 году, когда появились полупроводниковые светочувствительные матрицы (англ. charge-coupled device, CCD). Эти детекторы изображения теперь стоят везде – от камеры в вашем телефоне до самых больших космических телескопов, включая «Хаббл». Но в начале 1980-х годов почти все исторически накопленные астрономические снимки имелись на стеклянных фотопластинках, тех же самых, которые употреблялись с 1850-х годов.
Йенкнер и его коллеги должны были создать детальную базу данных на основе набора стеклянных фотопластинок, но проблема заключалась в том, что информации там было примерно в сто раз больше, чем в любом ранее составленном звездном каталоге, – предстояло систематизировать почти 20 млн объектов.
Гельмут Йенкнер (в темном костюме) пожимает руки Дрю Фьюстелу, Джону Грунсфелду и другим астронавтам, готовившимся в 2009 году посетить на орбите «Хаббл» для ремонта, когда они наносят визит в Научный институт космического телескопа. Источник: NASA, Европейское космическое агентство и материалы студии Дж. Койла для Научного института космического телескопа
