Другой задачей, поставленной перед Фрэнком Сеполлиной – ему сейчас за семьдесят, и он все еще активно занимается созданием роботехнических систем в Центре имени Годдарда, – было создать специальные инструменты, при помощи которых астронавты могли бы в условиях космической невесомости выполнять тонкую, деликатную работу, будучи при этом одетыми в громоздкие скафандры с перчатками на руках, еще более толстыми, чем теплые зимние.
Сравнение двух снимков галактики М100 показывает, до какой степени космический телескоп «Хаббл» стал лучше видеть Вселенную. Изображение слева было получено широкоугольной и планетарной камерой № 1 (WFPC-1) 27 ноября 1993 года, всего лишь за несколько дней до начала первой экспедиции обслуживания. На нем видно, как сказывался дефект главного зеркала телескопа – изображение размыто, и разрешающая способность не дает рассмотреть мелкие детали объекта. Новый кадр (справа) выполнен инструментом второго поколения – широкоугольной и планетарной камерой № 2 (WFPC-2) – 31 декабря 1993 года и демонстрирует, как корректирующая оптика, встроенная в новую камеру, компенсирует оптическую аберрацию и позволяет «Хабблу» изучать Вселенную с непревзойденной отчетливостью и разрешением деталей. Источник: NASA
После разработки системы COSTAR Сеполлина и его группа больше года потратили на то, чтобы подготовить астронавтов к выполнению одной из самых сложных операций в космосе, которые когда-либо осуществлялись. Кроме того, что эта экспедиция, обозначаемая «Экспедиция обслуживания 1» (англ. Servicing Mission 1, SM1), была критически важна для будущего телескопа «Хаббл», ее успех стал бы мощным толчком к развитию взаимодействия человека с роботами. С применением таких технологий астронавты смогли бы ремонтировать вышедшие из строя спутники – эту идею Сеполлина усиленно рекламировал годами.
Во время десятидневного полета, состоявшегося в конце 1993 года, астронавтам шаттла Endeavour потребовалось совершить пять изматывающих выходов в открытый космос, чтобы установить на «Хаббл» систему COSTAR вместе с другим оборудованием, включая усовершенствованную широкоугольную и планетарную камеру № 2 с собственной корректирующей оптикой, новые гироскопы и панели солнечных батарей. Каждый обновленный компонент был предназначен для исправления или улучшения имеющихся систем, чтобы космический телескоп «Хаббл» мог работать не хуже, чем изначально от него ожидалось, или, может быть, даже лучше. Мир, замерев от волнения, наблюдал и ждал подтверждения того, что тяжелая и рискованная работа астронавтов принесла свои плоды.
В начале января 1994 года NASA опубликовало первую серию новых снимков, полученных при помощи исправленной оптики «Хаббла». На них прекрасно, ясно и отчетливо было видно галактику, удаленную на миллионы световых лет от Земли, и различались детали структур размером до 30 световых лет в поперечнике. «Хаббл» удалось превратить в тот телескоп, которого так долго ждали, и он выполнил все данные по поводу него обещания.
– Очень хорошо помнятся те первые снимки, – говорит Йенкнер. – Думаю, мы все выдохнули с облегчением, узнав, что экспедиции обслуживания удалось компенсировать дефект телескопа. А были и такие, кто говорил, что эта экспедиция, возможно, спасла и NASA в целом.
Йенкнер вспоминает первую экспедицию обслуживания и еще по одной причине:
– Мне выпал шанс пригласить девушку, с которой я встречался тогда, в институт, чтобы вместе смотреть выходы астронавтов в космос. А несколько месяцев спустя мы поженились.
В последовавших в 1997, 1999, 2002 и 2009 годах экспедициях обслуживания «Хаббл» успешно модернизировали и ремонтировали. Все работы, необходимые для того, чтобы оснастить телескоп новыми инструментами и другими жизненно важными деталями, выполняли астронавты.
– С каждой новой экспедицией, – объясняет Сеполлина, – сложность действий все больше возрастала, потому что мы хотели, чтобы астронавты делали больше за меньшее время, в каждой новой экспедиции им приходилось заменять все больше частей на космическом аппарате. К моменту нашей предпоследней экспедиции в ней хотели принять участие даже те, кто изначально не считал, что эти экспедиции – хорошая идея!
«Шарик на день рождения»: этот космический пузырь, похожий на воздушный шарик, создан очень горячей, массивной звездой и так и называется: туманность Пузырь. Снимок был опубликован в ознаменование 26-й годовщины работы космического телескопа «Хаббл» на орбите. Пузырь-гигант имеет размер семь световых лет в поперечнике – это в полтора раза больше, чем расстояние от Солнца до ближайшей к нему звезды-соседки – Альфы Центавра. Туманность Пузырь удалена от Земли на 7100 световых лет и видна в созвездии Кассиопеи. Источник: NASA, Европейское космическое агентство и команда «Наследие Хаббла» под эгидой Научного института космического телескопа (STScI) и Университетской ассоциации астрономических исследований (AURA)
– Экспедиции такого типа всегда заставляют нервничать до того, что грызешь себе ногти, – говорит Кен Сембах. – С моей точки зрения, несмотря на то что сами полеты очень хороши, еще лучше, еще радостнее вести подготовку к полету, обсуждать детали, принимать решения, строить работу в команде и жить духом товарищества и братства.
Достойно похвалы то, что в 2016 году текущий доклад о состоянии систем «Хаббла», проработавшего 26 лет, похож на описание фактически нового космического телескопа.
– «Хаббл» работает прекрасно, – заверяет Сембах. – Если же говорить о нем с точки зрения количества созданных с его помощью научных публикаций, самый продуктивный год «Хаббла» был 2015-й, когда ученые опубликовали 846 научных статей с использованием его материалов – это больше двух статей ежедневно. Сама орбитальная обсерватория работает хорошо, инструменты в прекрасном состоянии, ни на одну из подсистем – гироскопы, двигатели-маховики, системы связи, солнечные батареи – нет нареканий. И сейчас мы уверены, что и в первой половине 20-х годов сможем получать с ее помощью качественные научные результаты.
Космический школьный автобус
В длину «Хаббл» 13,2 м – это примерно соответствует размеру школьного автобуса, а его масса составляет 11 110 кг.
Одна из самых важных частей любого телескопа – его зеркало, поскольку мощный телескоп – это не тот, который сильнее других увеличивает далекие объекты, а тот, какой собирает максимальное количество света. Чем больше зеркало, тем значительнее его способность собирать лучи света и, значит, тем лучше «зрение» телескопа.
По меркам профессионального телескопостроения в размере зеркала «Хаббла» нет ничего выдающегося. Оно имеет диаметр 2,4 м и значительно меньше, чем 10,4-метровое зеркало Большого Канарского телескопа, установленного на Канарских островах, – на данный момент это самый большой телескоп в мире. А по сравнению с Гигантским Магеллановым телескопом, который сейчас строится в Чили и будет иметь светособирающую поверхность 25 м в поперечнике, состоящую из семи 8,4-метровых сегментов, «Хаббл» просто лилипут.
