Глаза в космосе

«Хаббл» — всего лишь самый знаменитый из череды обсерваторий, выпущенных на орбиту Земли с 1960-х годов. Правда, большинство из них в отличие от «Хаббла» изучают невидимый диапазон волн.



С момента появления в начале 1600-х годов первого телескопа астрономы испытывают к атмосфере Земли двоякое чувство. Она, безусловно, сохраняет нам жизни, формируя вокруг планеты изоляционную оболочку, защищающую ее от колебаний температуры, и щит от целого ряда пагубных видов радиации и частиц из космоса. К сожалению, атмосфера также искажает астрономические изображения оптических приборов.

Да уж, для ученых атмосфера Земли - чистейшей воды помеха.

Истинный эффект атмосферного «одеяла» Земли стал очевидным только в конце 1940-х годов, когда американские инженеры испытывали трофейные немецкие ракеты «Фау-2», носовые конусы которых оборудованы радиационными датчиками.

Вскоре стало ясно, что космос за пределами атмосферы наводнен разнообразными видами невидимой радиации, включая инфракрасные и радиоволны (длина волны которых превышает видимый спектр света и несет с собой меньше энергии), ультрафиолетовые и рентгеновские, а также гамма-лучи (все виды коротковолновой радиации с более высоким уровнем энергии). Атмосфера Земли, как выяснилось, имеет всего несколько узких «окошек», через которые поверхности планеты достигают только видимый свет и некоторая часть инфракрасных и радиоволн. После столетий накопленной работы ученые вдруг обнаружили, что в их картине мира не хватает нескольких огромных кусков. Единственный способ исправить эту ситуацию - вывести телескопы на орбиту.

ОТКРЫТИЯ ИЗ КОСМОСА

На нескольких первых спутниках устанавливали радиационные датчики разных видов, но астрономические открытия часто происходят случайно. Так, например, произошло со Скорпионом Х-1, первым источником рентгеновского излучения за пределами Солнечной системы.

И спутники-шпионы НАСА, которые искали признаки испытаний ядерного оружия на Земле, случайно обнаружили вспышки гамма-лучей - высокоэнергетические гамма-лучи из дальних концов Вселенной.

Первыми целевыми астрономическими спутниками в НАСА стали спутники серии ОСО (Орбитальная солнечная обсерватория). Запускавшиеся в период с 1962 по 1975 годы аппараты изучали Солнце в ультрафиолетовом и рентгеновском излучении, наблюдая за изменениями в светиле по мере его прохождения по полному 11-летнему циклу солнечной активности.

И хотя главной задачей спутников было изучение Солнца, одновременно им удавалось делать случайные , открытия, например, находить другие мощные источники рентгеновского излучения. По мере повышения чувствительности детекторов запускать профильные инструменты стало намного проще. Первыми из таких аппаратов стали спутники серии ОАО (Орбитальная астрономическая обсерватория), которые запускались с 1966 года. Это были ультрафиолетовые обсерватории, которые искали источник радиации, излучаемой сверхгорячими звездами или другими космическими телами.

НЕВИДИМЫЕ ВОДНЫ

С другими видами радиации справляться было труднее: определять источники мощных рентгеновских и гамма-лучей очень тяжело, поскольку волны проникали сквозь зеркала, а должны были бы преломляться или определяться с помощью других методов (см. «Технологии»). Тем не менее в 1970-х годах запустили ряд спутников для проведения первичных исследований неба в самых важных волнах диапазона, например, Астрономическую обсерваторию высоких энергий (НЕАО) от НАСА и обсерваторию Cos-B Европейского космического агентства.

Правда, оставалась другая сложная задача: особую трудность представляло наблюдение в инфракрасном спектре, поскольку тепло телескопа или самих детекторов может легко погасить низкоуровневую тепловую радиацию от дальних небесных объектов.

Вот почему инфракрасные телескопы нужно было заключать в надежные капсулы и охлаждать до температуры всего на пару градусов выше абсолютного нуля с помощью жидкого гелия. Это стало возможным в 1983 году, когда запустили инфракрасную обсерваторию IRAS. Спутник проработал всего 10 месяцев, но даже за это короткое время произошла революция в представлениях астрономов о Вселенной.

БОЛЬШИЕ ОБСЕРВАТОРИИ

В 1980-1990-х годах орбитальные обсерватории были значительно усовершенствованы. Каждый новый телескоп позволял исследовать ранее не изученные части электромагнитного спектра. Успех программы ОАО убедил руководство НАСА начать работу над более крупной космической обсерваторией для наблюдений в области видимого света - именно для этого и предназначался космический телескоп «Хаббл».

Замысел заключался в том, чтобы все обсерватории взаимодействовали друг с другом и наблюдали за одними и теми же объектами, но в разных волнах спектра. Существенная отсрочка в старте работ флагмана «Хаббл» возникла в результате обнаружения досадного дефекта зеркала, который удалось исправить в 1993 году.

После этого телескоп стал , настоящей звездой НАСА, сообщая на Землю сведения о Вселенной с поразительной ясностью и делая открытия, о которых не могли даже мечтать самые активные сторонники этого проекта. Благодаря серии ремонтных работ экипажами шаттлов ожидаемый срок службы телескопа продлится до середины 201 0-Х ГОДОВ,

БЕСПРЕЦЕДЕНТНАЯ ТОЧНОСТЬ

В 1991 году вслед за «Хабблом» на орбиту запустили гамму-обсерваторию «Комптон», монстра весом 1 7 тонн, который использовал уникальные методы для выявления источников гамма-лучей с невероятной точностью. В 2000 году к ней присоединилась рентгеновская обсерватория «Чандра», прибор в 100 раз чувствительнее и с куда большим разрешением, чем все прежние рентген-телескопы. Последней большой обсерваторией стал инфракрасный космический телескоп «Спитцер», запущенный в августе 2003 года, на котором опробовали новый метод сохранения гелиевого хладагента. В будущем астрономические наблюдения из космоса не будут сдавать свои позиции. Европейское космическое агентство выпустило на орбиту гигантскую космическую обсерваторию «Гершель» для исследования инфракрасной Вселенной через громадное зеркало диаметром 3,5 м. Космический телескоп им. Джеймса Вебба, преемник «Хаббла», сможет похвастать зеркалом диаметром 6,5 м и солнечным щитом размером с теннисный корт!

МАЛЕНЬКИЙ, ДА УДАЛЕНЬКИЙ

Больше - не всегда лучше, некоторые передовые проекты выполняются относительно маленькими телескопами, перед которыми ставятся узконаправленные научные задачи. Так, спутник НАСА «Кеплер», запущенный в марте 2009 года, несет на себе телескоп диаметром всего 95 см, хотя он должен обнаружить признаки землеподобных звезд вокруг других планет.

«Кеплер» выполняет поставленную перед ним задачу путем непрерывного наблюдения за областью неба, изобилующей звездами, в течение 3 лет или более. Аппарат бороздит космос в поисках крошечных, но красноречивых колебаний интенсивности света некоторых подобных звезд, что, вероятнее всего, укажет на прохождение планеты перед этой звездой. Она и блокирует часть обзора. Это отличный пример, который наглядно показывает, что современная астрономия была бы невозможна, если бы телескопы продолжали оставаться на Земле, под покровом атмосферы.

Смотрите также:

В космосе курить можно

Реформа образования удалась

Метеориты это души невзлетевших…

Хьюстон, у Вас проблемы

Роскосмос

Земля и Луна мир интересней, чем…