Инженерни истории

Разкритията за безкрайната Вселена – с великите космически обсерватории на НАСА

12.01.2019 г.

От древни времена хората наблюдават звездите и мечтаят да разкрият тайните на безкрайната Вселена. И въпреки че разпалват човешкото въображение от хилядолетия, в действителност започваме да ги изучаваме със специализирана за целта апаратура едва през последните 400 години, или по-точно от 1609 г., когато Галилео Галилей за пръв път използва телескоп, за да наблюдава необятния Космос. 



Освен наземни телескопи астрономите изпращат и телескопи в космоса – т.нар. космически обсерватории. Това е необходимо, защото земната атмосфера и особено водната пара, съдържаща се в нея, поглъща голяма част от излъчванията, идващи от космоса, т.е. тя е непроницаема за ултравиолетовите, рентгеновите и гама-лъчите. Друго преимущество на космическите обсерватории, е че техните наблюдения не са засегнати от метеорологичните промени в атмосферата. Така НАСА стига до извода, че трябва да построи четири големи орбитални обсерватории, които да проследяват Вселената във видимата, инфрачервената, рентгеновата и гама-светлината. 



Най-стар е телескопът „Хъбъл“ – на 28 години. Създаден е като съвместен проект на НАСА и Европейската космическа агенция и е кръстен в чест на астронома Едуин Хъбъл, който през 1920 г. открива, че Вселената не е статична, а се разширява. Качен е на орбита през 1990 г. от „Дискавъри“. 


„Хъбъл“ работи в ултравиолетовата светлинна честота и е подходящ за изследване на нискотемпературни обекти, като неговата резолюция е 7-10 пъти по-висока от тази на телескопите, разположени на Земята. За годините работа в орбита, телескопът е изпратил повече от 1 млн. изображения от над 22 000 небесни обекта, включително звезди, мъглявини, галактики и планети. Апаратът е голям почти колкото автобус – дълъг 13.2 m, с диаметър 4.2 m и тежи 11.11 t. Той може да бъде насочен към обект с ъглова дължина 7/1000 арксекунди без да се отклонява и да изпраща по 120 GB информация седмично. Основното огледало на телескопа е 2.4 m в диаметър и тежи 828 kg, a второстепенното значително по-малко – 0.3 m.


С помощта на „Хъбъл” е проучена атмосферата на Юпитер, направени са снимки на Марс, изследвани са планетите-джуджета Плутон и Ерида. Други открития са протопланетарните дискове в мъглявината Орион и екзопланети (планети, които се намират извън Слънчевата система). Било е предвидено телескопът да работи в продължение на 15 години, но поради невероятните резултати, които дава, мисията му е удължена. 

 

За момента „Хъбъл“ е най-добрият телескоп, с който разполагаме. През октомври 2018 г. космическият телескоп влиза в т.нар. защитен режим на работа (Safemode) заради повреда на един от трите активно използвани жироскопа, но в края на месеца НАСА успява да възобнови нормалната му дейност. По план се очаква съоръжението да работи поне до 2021 г., когато ще бъде изстрелян неговият заместник – телескопът „Джеймс Уеб“, за който подробно ще ви разкажем в следващ материал от рубриката „Инженерни истории“.



Останалите „колеги“ на „Хъбъл“ от програмата на НАСА, посветена на великите космически обсерватории, включва още телескопите „Комптън“, „Чандра“ и „Спицър“.


Гамалъчевата орбитална обсерватория „Комптън” е втората голяма обсерватория на НАСА. Изведена е в орбита от совалката „Атлантис“ през 1991 г. Мисията на телескопа е да проведе изследвания на неутронни звезди, пулсари, черни дупки и гамалъчеви избухвания. Със своите 17 t, това е една от най-масивните астрофизични лаборатории, поставена в 450-километрова орбита. За 9 години картографира небето за източници на гама лъчения, извършва детайлно наблюдение на активността на ядрото на Млечния път, открива възможен облак от антиматерия около центъра му и др. През 2000 г. един от жироскопите му се поврежда и е контролирано изведен от орбита, падайки в Тихия океан без отломките да нанесат щети. 



Рентгеновата орбитална обсерватория „Чандра“ е наречена на името на носителя на Нобелова награда по физика Субраманиан Чандрасекар. Изведена е в силно елиптична орбита през 1999 г. от совалката „Кълъмбия“ и е най-сложната рентгенова обсерватория до момента. Предназначена е да наблюдава рентгенови лъчи от високоенергийни региони като останки от експлодирали звезди. Със своите 13.7 m дължина, „Чандра“ е един от най-големите сателити, изстрелвани от совалка. Рентгеновите телескопи са много различни от оптичните. „Чандра“ се състои от четири двойки огледала и техните поддържащи структури. Обсерваторията е снабдена с два слънчеви панела, които генерират 2 kW мощност – достатъчно за захранване на цялата апаратура и всички системи на борда. Подобно на „Хъбъл“, рентгеновият телескоп функционира и понастоящем. 



Инфрачервеният космически телескоп „Спицър“ е последният от програмата. Носи името на американския астроном Лаймън Спицър, който още през далечната 1946 г. предлага телескопите да бъдат извеждани извън земната орбита. „Спицър“ е изстрелян през 2003 г. с помощта на ракета-носител „Делта II” и наблюдава планети, протопланети, астероидни и прахови пояси около други звезди, кафяви джуджета и ултраярки инфрачервени галактики. Обсерваторията тежи 950 kg, а диаметъра на главното огледало, направено от берилий, е 85 cm. Работната температура на инфрачервения телескоп трябва да се поддържа близка до абсолютната нула, поради което е зареден с 360 l течен хелий за охлаждане. През 2009 г. обаче наличният хелий се изчерпва, след което телескопът преминава в т.нар. топъл режим на работа. 


За да подготвим този материал, използвахме информация от: National Geographic, NASA, Астрономическа асоциация София, БТА.


Текста състави: Ирина Яблина от Редакционния отдел на Инженер.bg


Източник на снимковия материал: National Geographic, britannica.com, NASA

ПРОМО.bg

  • Панелни радиатори De Dietrich

    Панелни радиатори De Dietrich

    Празниците отминаха, но зимата продължава. Сега е моментът да замените старите радиатори с нови! Възползвайте се от неустоимото предложение на Рувекс! ТОП цени на радиатори De Dietrich!

  • Филтър Cintropur SmartLine SL160

    Филтър Cintropur SmartLine SL160

    Искате чиста вода у дома? Сега е възможно с предложението на Аква Системи. Филтър с предварителна филтрация Cintropur SmartLine SL160 3/4" на промоционална цена от 75.60 лв.