| Historie |
První článek, zabývající se úvahami o dalekohledech na oběžné dráze, se objevil již ve 20. letech minulého století. Nicméně o projektu „velkého vesmírného dalekohledu“ se začalo vážně uvažovat až v 60.letech. V roce 1977 schválil americký kongres potřebné prostředky pro jeho vybudování a dalekohled byl zároveň na počest Edwina Hubbla pojmenován Hubble Space Telescope. Plánované vypuštění bylo odkládáno po několik let, mimo jiné z důvodu havárie raketoplánu Challenger. Klíčovým rokem se nakonec stal rok 1990, kdy byl dalekohled 24. dubna vynesen do vesmíru a 25. dubna vypuštěn na oběžnou dráhu.
 |
 |
Během prvních testů byly ovšem odhaleny vážné chyby. Zaprvé se v pravidelných intervalech stávalo, že se celý dalekohled silně rozklepal. Způsobovaly to panely slunečních baterií a k rozkmitání docházelo vždy při přechodu ze světla do stínu kvůli teplotním změnám vyvolávajícím pnutí a kvůli tlaku záření. Chybu se podařilo v dubnu 1991 odstranit softwarovým řešením. Co bylo ale horší – ukázalo se, že hlavní zrcadlo dalekohledu trpí vážnou vadou. Zrcadlo bylo totiž na okraji o 0,002 mm „mělčí“ než bylo plánováno. To způsobovalo, že obrazy hvězd v ohnisku nebyly ostré a dalekohled neukazoval o nic lépe, než středně velké pozemské dalekohledy. Proto bylo rozhodnuto, že závada bude odstraněna během servisní mise, která se uskutečnila v roce 1993.
| Parametry a vybavení |
Celé zařízení má tvar válce o délce 13,2 metru a maximálním průměru 4,2 metru. Hmotnost při startu byla přibližně 11 000 kg. Obíhá ve výšce zhruba 600 km nad Zemí a jeden oběh kolem ní vykoná za 97 minut. Energetické zásobování zajišťují dva panely slunečních baterií, které sondu zásobují výkonem 2400 W.
Vlastní dalekohled je systém typu Ritchey-Chrétien s průměrem hlavního zrcadla 2,4 metru a průměrem sekundárního zrcadla 30 cm. Primární zrcadlo je vyrobeno z křemene, který má velmi malou teplotní roztažnost. Pokoveno bylo vrstvou čistého hliníku a nad ní tenkou vrstvou fluoridu hořečnatého, který zvyšuje odrazivost v UV oboru a brání poškození hliníkové vrstvy. Spektrální citlivost dalekohledu spadá do rozsahu od 115 nm do 1000 nm, takže je schopen pracovat jak v ultrafialové, tak v optické a blízké infračervené oblasti záření.
Hubbleův kosmický dalekohled je společným projektem americké agentury NASA a Evropské kosmické agentury ESA. Řízen je dvěma organizacemi – evropským zařízením pro koordinaci vesmírného dalekohledu (Space Telescope-European Coordinating Facility, ST-ECF) a mezinárodním institutem pro vesmírný dalekohled (The Space Telescope Science Institute, STScI) v americkém Baltimoru.
Přesné polohování dalekohledu je možné díky palubním gyroskopům. Gyroskop je vlastně setrvačník, ve kterém je umístěno kolečko, otáčející se více než 19000krát za minutu, a elektronika, která dokáže zjistit sebemenší vychýlení jeho osy. HST má takovýchto gyroskopů šest, z nichž musejí pro provoz dalekohledu fungovat alespoň tři.
Přístrojové vybavení Hubbleova vesmírného dalekohledu prošlo od startu několika obměnami během servisních misí, kdy byly přístroje měněny za novější.
|
Počáteční sestava: Širokoúhlá/planetární kamera WFPC (1) (Wide Field/Planetary Camera) – kamera schopná operovat ve dvou módech: širokoúhlém či planetárním s vyšším rozlišením. Byla nahrazena kamerou WFPC2 při první servisní misi (SM1). Spektrograf s vysokým rozlišením GHRS - Goddard High Resolution Spectrograph – přístroj určený k získávání spekter jasných zdrojů. Při SM2 byl nahrazen spektrometrem NICMOS. Spektrometr slabých objektů FOS - Faint Object Spectrometer – přístroj určený k získávání spekter slabých objektů, obsahoval i polarimetr pro studium polarizovaného světla z těchto zdrojů. Při SM2 byl nahrazen spektrografem STIS. Kamera FOC – Faint Object Camera – s malým zorným polem pro slabé objekty. Nahrazena kamerou ACS v roce 2002 při servisní misi 3B. Fotometr HSP - High Speed Photometer – pro měření změn jasnosti. Deinstalován při SM1. Senzory jemného navádění FGS - Fine Guidance Sensors – senzory sloužící k přesnému navádění dalekohledu, ale mohou být také použity k měření poloh hvězd. Servisní mise 1: Širokoúhlá/planetární kamera WFPC2 – Wide Field/Planetary Camera 2 – kamera druhé generace, obohacená o korekční optiku a vylepšené detektory. Korekční prvek COSTAR - Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement – „korekční brýle“ pro HST, které vyrovnaly jeho sférickou vadu. Servisní mise 2: Spektrograf STIS - Space Telescope Imaging Spectrograph – spektrograf druhé generace, k získávání spekter s vysokým rozlišením. Kamera NICMOS - Near Infrared Camera/Multi-Object Spectrometer – jediný přístroj HST pro blízké infračervené záření. Vyžaduje důkladné chlazení a kvůli problémům s pevným dusíkem musel být odpojen při SM3A až do instalace chladícího systému NCS v rámci mise SM3B. Servisní mise 3B: Chladící systém NCS - NICMOS Cooling System – chladící zařízení pro kameru NICMOS. Kamera ACS - Advanced Camera for Surveys – kamera třetí generace. |
 |
 |
| Galaxie M100 fotografovaná kamerou WFPC (vlevo) a WFPC2 (vpravo). | |
| Servisní mise |
Servisní mise se k dalekohledu uskutečnily celkem čtyři.
|
Servisní mise 1 (SM1, STS-61) startovala 2. prosince 1993 na raketoplánu Endeavour. Hlavním úkolem byla instalace korekční aparatury k vyrovnání sférické aberace zrcadla dalekohledu, aparátu COSTAR. Zároveň byla vyměněna kamera WFPC za novější WFPC2 a proběhla deinstalace fotometru HSP. Servisní mise 2 (SM2, STS-82) – 11. únor 1997, raketoplán Discovery. Nahradila dva z přístrojů HST za novější – spektrograf FOS přístrojem STIS a spektrograf GHRS kamerou NICMOS. Test HOST (HST Orbital Systems Test) byla mise určená k otestování nových technologií, které měly být na dalekohled nainstalovány v rámci servisních misí 3A a 3B. Testovala se elektronika a chladící zařízení. Servisní mise 3A (SM3A, STS-103) – 19. prosince 1999 bylo využito raketoplánu Discovery. Uskutečnila se po výpadku čtvrtého gyroskopu, po kterém musel být dalekohled „zapečetěn“ do bezpečné polohy. Bylo vyměněno všech šest gyroskopů, byl instalován nový počítač a proběhla generální údržba. Servisní mise 3B (SM3B, STS-109) – startovala 1. března 2002 na raketoplánu Columbia. Došlo k výměně solárních panelů a starší kamera FOC byla nahrazena novější ACS. Byl také přidán chladící systém NCS. |
Další plánovaná servisní mise se bohužel neuskutečnila. Po havárii raketoplánu Columbia v únoru 2003 byly všechny starty raketoplánů zastaveny. V současnosti není o osudu HST ještě konečně rozhodnuto. Uvažuje se, jestli by nebylo možné vyslat robotickou misi, která by vykonala nezbytné opravy.
| Edwin Hubble |
Dalekohled nese jméno amerického vědce, Edwina Powella Hubblea (1889 – 1953). Přestože vystudoval práva a otevřel si i vlastní právnickou praxi, zanechal tohoto oboru a začal se věnovat astronomii. Mezi jeho velké příspěvky na poli astronomie patří především odhalení podstaty galaxií jako hvězdných ostrovů a objev lineárního vztahu mezi vzdáleností galaxie a rychlostí, se kterou se vzdaluje. Tento vztah říká, že čím jsou od sebe galaxie dále, tím rychleji se vzdalují. Ve vztahu figuruje i tzv. Hubbleova konstanta, která je jedním z nejdůležitějších parametrů vesmíru, neboť přímo souvisí s jeho stářím. Jméno Edwina Hubblea nese také kráter na Měsíci a planetka s číslem 2069.
 |
| Pozorované oblasti |
Hubbleův kosmický dalekohled dodal podklady pro několik tisíc vědeckých článků. Připomeňme si tedy pouze ve zkratce některá jeho zajímavá pozorování.
 |
 |
| Vlevo: srážka komety Shoemaker-Levy 9 s planetou Jupiter. Vpravo: sloupy stvoření v Orlí mlhovině. | |
 |
 |
| HST pomohl potvrdit teorii, že kvasary jsou aktivní jádra galaxií (vlevo). Zhotovil také snímky akrečních disků černých děr, jako je tento prachový disk kolem černé díry v jádře galaxie NGC 7052 (vpravo). | |
 |
 |
| Hubbleova hluboká pole (Hubble Deep Fields) je dvojice míst v souhvězdí Velké medvědice (Hubble Deep Field, 1995) a Tukana (Hubble Deep Field South, 1998). HST každou oblast postupně exponoval po dobu zhruba 100 hodin. Na výsledných fotografiích bychom našli stovky galaxií, přestože snímky zaujímají velmi malou část oblohy, v řádu obloukových minut. | |
 | |
| Hubbleovo ultra hluboké pole (Hubble Ultra Deep Field) je novější snímek složený z celkem 800 snímků pořízených v září 2003, prosinci 2003 a lednu 2004, jejichž celková expoziční doba byla milión sekund, tedy 11 dní. Na výsledném snímku je přes 10 000 galaxií! Některé z nich se nachází ve vzdálenosti kolem 13 miliard světelných let a můžeme je proto pozorovat tak, jak vypadaly nedlouho po vzniku samotného vesmíru. | |
| Závěr |
Původně byla činnost dalekohledu plánována až na dvacet let, po kterých měl dalekohled řízeně sestoupit do atmosféry a shořet. Je otázka, jaký osud ho čeká nyní. Bez servisních misí, které by opravily vzniklé závady, přestane být dalekohled funkční již během tří nebo čtyř let.
Na druhou stranu, bude-li opravdu v roce 2011 vypuštěn Vesmírný dalekohled Jamese Webba (James Webb Space Telescope) se zrcadlem o průměru 6,5 metru, stane se HST sice výjimečným, ale brzy přežitým kouskem techniky…
