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17/10/09

El Telescopio Espacial Hubble (HST)


Es un telescopio espacial que fue puesto en órbita por un transbordador espacial en abril de 1990. Lleva el nombre del astrónomo Edwin Hubble. Aunque no es el primer telescopio espacial, Hubble es uno de los mejores y más versátiles, y es bien conocido tanto como una herramienta de investigación fundamental y una gran ayuda para las apreciaciones públicas de la astronomía. El HST es una colaboración entre la NASA y la Agencia Espacial Europea, y es uno de los Grandes Observatorios de la NASA, junto con el Observatorio de Rayos Gamma Compton , el Chandra X-ray Observatory y el telescopio espacial Spitzer.

Los telescopios espaciales se han propuesto ya en 1923. Hubble fue preconcebido en la década de 1970, con un lanzamiento previsto en 1983, pero el proyecto fue atrasado por retrasos técnicos, los problemas de presupuesto y el desastre del Challenger. Cuando finalmente se puso en marcha en 1990, los científicos descubrieron que el espejo principal había sido puesto incorrectamente, comprometiendo seriamente las capacidades del telescopio. Sin embargo, tras una misión de servicio en 1993, el telescopio fue restaurado a su máxima calidad prevista. La órbita del Hubble fuera de la distorsión de la atmósfera de la Tierra le permite tomar imágenes nítidas extremadamente casi sin antecedentes de luz. Hubble usa un ultra campo hondo de la imagen, por ejemplo, es el más detallado para acercar objetos distantes del universo. Muchas observaciones del Hubble han permitido grandes avances en la astrofísica, como detallar con precisión la tasa de expansión del universo.

El Hubble es el único telescopio diseñado para ser reparado en el espacio por los astronautas. Cuatro misiones de mantenimiento fueron realizadas entre 1993-2002, sino que la quinta fue cancelada por razones de seguridad tras el desastre del transbordador espacial Columbia. Sin embargo, después de una discusión pública animadora, el administrador de la NASA Mike Griffin aprobó un servicio de la misión final, terminado en 2009. Se espera que funcione al menos hasta 2014, cuando su "sucesor", el Telescopio Espacial James Webb (JWST) cuente con la total aceptación científica.





Propuestas y precursores


En 1923, Hermann Oberth, considerado junto a Robert H. Goddard y Konstantin Tsiolkovsky padres de la cohetería moderna publico morir Rakete zu den Planetenräumen ("El cohete en el espacio planetario"), que mencionó como un telescopio podría ser lanzado a la órbita terrestre por un cohete.

La historia del Telescopio Espacial Hubble se remonta hasta 1946, cuando el astrónomo Lyman Spitzer (en la fotografía) escribió el artículo "ventajas de un observatorio astronómico extraterrestre". En ella, habló de las dos principales ventajas que un observatorio espacial tendría sobre los telescopios terrestres. En primer lugar, la resolución angular (la más pequeña separación en la que los objetos pueden ser claramente distinguidos), se limita sólo por la difracción, en lugar de la turbulencia en la atmósfera, que provoca que algunas estrellas brillen. Basados en esto los telescopios de su tiempo se limitaron a las resoluciones de 0.5-1.0 segundos de arco, en comparación con un límite de difracción de resolución teórica de aproximadamente 0,05 segundos de arco para un telescopio con un espejo de 2,5 m de diámetro. En segundo lugar, basado en un telescopio espacial pudo observar infrarroja y ultravioleta de luz, que son fuertemente absorbidos por la atmósfera.

Spitzer dedicado gran parte de su carrera a impulsar el desarrollo de un telescopio espacial. En 1962 un informe de la Academia Nacional de Ciencias recomendó el desarrollo de un telescopio espacial como parte del programa espacial y en 1965 Spitzer fue designado como jefe de un comité la tarea de definir los objetivos científicos para un telescopio de gran espacio.

Basado en la astronomía espacial que había empezado a pequeña escala después de la Segunda Guerra Mundial, los científicos hicieron uso de los progresos que han tenido lugar en el cohete. El primer espectro ultravioleta se obtuvo en 1946 y la NASA puso en marcha el Observatorio Solar Orbital para obtener rayos UV, rayos X y rayos gamma en 1962. Un telescopio solar en órbita fue lanzado en 1962 por el Reino Unido como parte del programa espacial Ariel y en 1966 la NASA lanzó el primer Observatorio Astronómico Orbital (OAO) misión. La batería del OAO-1 se gasto en menos de tres días, y se da por concluida la misión. Fue seguido por OAO-2, que llevó a cabo observaciones en el campo ultravioleta de las estrellas y galaxias a partir de su lanzamiento en 1968 duro hasta 1972, más allá de su vida útil prevista originalmente por un año.

El OSO y misiones OAO demostraron que el espacio basado en observaciones directas tendrían un papel importante en la astronomía, y 1968 vio el desarrollo de los planes de la NASA por un telescopio reflector espacial con un espejo de 3 m de diámetro, conocido provisionalmente como el Gran Telescopio Orbital o Gran Telescopio Espacial (LST), con un lanzamiento previsto para 1979. Estos planes destacó la necesidad de misiones tripuladas de mantenimiento para el telescopio que alargarían los costos del programa para tener una vida laboral más larga y el desarrollo simultáneo de planes para transbordador espacial indicó que la tecnología debería permitir que este pronto estaría disponible.





En busca de financiación


El éxito continuado del programa OAO anima cada vez más fuerte a un consenso dentro de la comunidad astronómica que la LST debe ser un objetivo de mayor importancia. En 1970 la NASA creó dos comités, uno para planificar la parte de ingeniería del proyecto del telescopio espacial y el otro para determinar los objetivos científicos de la misión. Una vez que estos se habían establecido, el siguiente obstáculo para la NASA fue obtener financiación para el instrumento, lo cual sería mucho más costosa que cualquier telescopio terrestre. El Congreso de EE.UU. cuestiono muchos aspectos del presupuesto del proyecto para el telescopio y obligo a recortes en el presupuesto para las etapas de planificación, que en el momento consistió en estudios muy detallados de los instrumentos posibles y hardware para el telescopio. En 1974, el gasto público con los recortes instigados por Gerald Ford llevó al Congreso a cortar todos los fondos para el proyecto del telescopio.

En respuesta a esto, un esfuerzo de cabildeo a nivel nacional fue coordinado entre los astrónomos. Muchos astrónomos se reunieron, diputados y senadores en persona y grandes campañas de envío de cartas escala se organizaron. La Academia Nacional de Ciencias publicó un informe destacando la necesidad de un telescopio espacial y, finalmente, el Senado acordó la mitad del presupuesto que había sido aprobada inicialmente por el Congreso.

Las cuestiones de financiación dirigió a una reducción en la escala del proyecto, con el diámetro del espejo propuesto reducirá de 3 m a 2,4 m, tanto para reducir costos y permitir una configuración más compacta y eficaz para el hardware telescopio. Un precursor propone 1,5 m de diámetro del espejo para probar los sistemas que se utilizarán en el satélite principal pero eso fue eliminado, y los problemas presupuestarios también impulsó la colaboración con la Agencia Espacial Europea. ESA acordó proporcionar financiación y el suministro de uno de los instrumentos de primera generación para el telescopio, así como las células solares que darían potencia y el personal para trabajar en el telescopio en los Estados Unidos, a cambio de astrónomos europeos, debe asegurarse un mínimo de 15 % del tiempo de observación en el telescopio. Finalmente, el Congreso aprobó la financiación de dólares de los EE.UU. 36.000.000 para 1978, y el diseño de la LST comenzó en serio, con el objetivo de una fecha de lanzamiento de 1983. En 1983 el telescopio fue nombrado después Hubble en memoria de Edwin Hubble , quien hizo uno de los mayores avances científicos del siglo 20 cuando descubrió que el universo estaba en expansión .





Construcción e ingeniería


Una vez que al proyecto del Telescopio Espacial se le había dado el visto bueno, el trabajo en el programa se dividió entre muchas instituciones. Marshall Space Flight Center (MSFC) recibió la responsabilidad para el diseño, desarrollo y construcción del telescopio, mientras que el de Vuelo Centro Espacial Goddard recibió el control general de los instrumentos científicos y de control de centro de terreno para la misión. MSFC se encargo de la empresa óptica de Perkin-Elmer para diseñar y construir el Telescopio Óptico de la Asamblea (OTA) y los sensores de orientación fina del telescopio del espacio. Lockheed recibió el encargo de construir la nave espacial en el que se enviaría al telescopio.





Asamblea Telescopio Óptico (OTA)


Ópticamente, el HST es un reflector Cassegrain de diseño Ritchey-Chrétien, al igual que la mayoría de los grandes telescopios profesionales. Este diseño, con dos espejos hiperbólicos (uno de ellos en la foto), es conocido por un rendimiento de imagen buena en un amplio campo de visión, con el inconveniente de que los espejos tienen formas que son difíciles de fabricar y probar. El espejo y los sistemas ópticos del telescopio debían determinar el rendimiento final y que fueran diseñados con especificaciones exactas. Telescopios ópticos generalmente tienen espejos pulidos a una exactitud de alrededor de un décimo de la longitud de onda de la luz visible, pero en el espacio el telescopio se utilizaría para la observación de lo visible a través de la radiación ultravioleta (longitudes de onda más corta) y se especificó que se limitada por la difracción de tener plena ventaja del medio ambiente espacial. Por lo tanto su espejo necesitaría para ser pulido una precisión de 10 nanómetros, o alrededor de 1 / 65 de la longitud de onda de la luz roja. En el extremo longitud de onda larga, la OTA no fue diseñado con un rendimiento óptimo de IR en cuenta - por ejemplo, los espejos se mantienen a temperatura estable (unos 15 º C) mediante los calentadores. Esto limita el rendimiento de Hubble como un telescopio infrarrojo.

Perkin-Elmer con la intención de utilizar aquella medida y ser extremadamente sofisticados pulieron con máquinas controladas por ordenador- para moler el espejo a la forma deseada. Sin embargo, en caso de que su avanzada tecnología de corte se viera en dificultades, la NASA exigió un sub-contrato al PE Kodak para construir una copia de seguridad del espejo usando un espejo pulido con las técnicas tradicionales. El equipo de Kodak y Itek también entraron en la licitación del trabajo pulido al espejo original. Su licitación convocada para las dos empresas que compruebe el trabajo de otros, que casi con toda seguridad habría cogido el error de pulido que más tarde causó estos problemas. El espejo de Kodak está ahora en exhibición permanente en la Institución Smithsonian. Un Itek espejo construido como parte del esfuerzo se emplea actualmente en los 2,4 m del telescopio en el Observatorio Magdalena Ridge.

La construcción del espejo de Perkin-Elmer comenzó en 1979, comenzando con un espacio en blanco fabricados por Corning de su ultra-bajo de expansión de vidrio. Para mantener el peso del espejo a un mínimo consistía en pulgadas de espesor superior e inferior de las placas superpuestos a un panal de celosía. Perkin-Elmer simulando una microgravedad mediante el apoyo a el espejo a ambos lados con 138 barras de celosía. Esto aseguró que la forma final del espejo sería correcto y con las especificaciones cuando finalmente fue desplegado. Pulido el espejo se continuó hasta mayo de 1981. Informes de la NASA en el momento puso en tela de juicio la estructura directiva de Perkin-Elmer, y el pulido comenzó a deslizarse, retrasarse y gastar más presupuesto. Para ahorrar dinero, la NASA detuvo el trabajo en la parte posterior espejo de aumento y poner la fecha de lanzamiento del telescopio hasta octubre de 1984. El espejo se completó a finales de 1981, se lavó con 2,400 galones de agua caliente, agua desionizada y luego recibió una capa reflectora de aluminio de 65 nm de espesor y una capa protectora de fluoruro de magnesio de 25 nm de espesor.

Dudas continuaron manifestándose acerca de la competencia de Perkin-Elmer en un proyecto de esta importancia como su presupuesto y el calendario para la producción del resto de la OTA. En respuesta a un programa descrito como "inestable y cambiante" al día, la NASA aplazó la fecha de lanzamiento del telescopio hasta abril de 1985, los horarios de Perkin-Elmer siguieron aumentando deslizando las barras a una velocidad de alrededor de un mes por trimestre, y por las demoras a veces se hacía un día por cada día de trabajo. La NASA se vio obligada a posponer la fecha de lanzamiento hasta el primero de marzo y septiembre de 1986. Por este tiempo el presupuesto total del proyecto se había elevado a 1,175 mil millones dólares EE.UU.





Sistemas de la nave espacial


La nave en la que el telescopio y los instrumentos fueron alojados fue otro de los desafíos de la ingeniería más importantes (su construcción en la fotografía). Tendría que soportar adecuadamente frecuentes pasajes de la luz solar directa en la oscuridad de la Tierra, lo que generaría importantes cambios en la temperatura. Un velo de multi-capa de aislamiento mantiene la temperatura dentro del telescopio estable, y rodea una carcasa de aluminio luz en la que el telescopio y los instrumentos de sentarse. Dentro de la concha, un marco de grafito-epoxi mantiene las piezas de funcionamiento del telescopio firmemente alineados. Debido a que los compuestos de grafito son higroscópicos, existía el riesgo de que el vapor de agua fuera absorbida por la armadura, mientras que en cuarto limpio de Lockheed más tarde fuese expulsado al vacío del espacio, de esa manera los instrumentos del telescopio no serían cubiertos de hielo. Para reducir este riesgo, una purga de gas de nitrógeno se realizo antes del lanzamiento del telescopio en el espacio.

Mientras que la construcción de la nave espacial en la que el telescopio y los instrumentos se encontraban un poco más avanzados se procedió a la construcción de la OTA, Lockheed todavía experimentado algún presupuesto y calendario de deslizamiento, y por el verano de 1985, la construcción de la nave fue de 30% sobre el presupuesto y tres meses de retraso. Un informe dice que MSFC Lockheed tendió a centrarse en la NASA en lugar de tomar su propia iniciativa en la construcción.





Instrumentos Iniciales


Cuando se inicia, el HST llevó cinco instrumentos científicos: el Campo Amplio y Planetaria de la cámara (WF / PC), Goddard Espectrógrafo de Alta Resolución (GHRS), Fotómetro de alta velocidad (HSP), la Cámara de Objetos Débiles (FOC) y el Espectrógrafo de Objetos Débiles (FOS ). WF / PC era un dispositivo de imágenes de alta resolución destinado principalmente para las observaciones ópticas. Fue construido por la NASA Jet Propulsion Laboratory, y se incorporan un conjunto de 48 filtros de aislamiento de las líneas espectrales de interés astrofísico en particular. El instrumento contenía ocho dispositivos de carga acoplada (CCD) fichas divididas entre dos cámaras, cada una con cuatro CCDs. El ancho de la cámara de campo "(WFC) cubrió un campo angular grandes a expensas de la resolución, mientras que la cámara planetaria" (PC) toma imágenes a una más efectiva la distancia focal que los chips WF, dándole una mayor ampliación.

El GHRS fue un espectrógrafo diseñado para operar en el campo ultravioleta. Fue construido por el Centro Goddard Space Flight Center y podría alcanzar una resolución espectral de 90.000. También podría ser optimizado para observaciones ultravioletas que fueran de los pabellones de conveniencia y FOS, que eran capaces de la mayor resolución espacial de todos los instrumentos en el Hubble. En lugar de estos tres CCDs instrumentos utilizados por fotón -contando digicons como detectores. El FOC fue construido por la ESA, mientras que la Universidad de California, San Diego y la Martin Marietta Corporation construyó el FOS.

El instrumento final fue el PHV, diseñado y construido en la Universidad de Wisconsin-Madison. Fue optimizado para la luz ultravioleta y visible de observaciones de estrellas variables y otros objetos astronómicos que varían en brillo. Podría tomar hasta 100.000 mediciones por segundo con una fotométrica precisión de alrededor del 2% o superior.

El sistema de orientación del HST también puede ser utilizado como un instrumento científico. Sus tres sensores de orientación fina (FGS) se utilizan principalmente para mantener el telescopio con precisión señaló durante una observación, pero también se puede utilizar para llevar a cabo una muy precisa astrometría, mediciones precisas con una precisión de 0,0003 segundos de arco se han alcanzado.





Soporte Terrestre


El Space Telescope Science Institute (STScI) es responsable de la operación científica del telescopio y la entrega de datos para los astrónomos. STScI es operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) y se encuentra físicamente en Baltimore, Maryland, en el campus Homewood de la Universidad Johns Hopkins, una de las 33 universidades de los EE.UU. y 7 universidades filiales internacionales que conforman el consorcio AURA. STScI se estableció en 1983 después de algo así como una lucha de poder entre la NASA y de la comunidad científica en general. La NASA había querido mantener esta función "en casa", pero los científicos querían que fuera su sede en un académico establecimiento. El Telescopio Espacial Europeo de Coordinación de Servicio (ST-ECF), con domicilio social en Garching bei München , cerca de Munich en 1984, provee un apoyo similar a los astrónomos europeos.

Una vez completa la tarea que compete a STScI es la programación de las observaciones del telescopio. El Hubble está situado en una órbita terrestre baja, para que pueda ser alcanzado por un transbordador espacial para las misiones de mantenimiento, pero esto significa que la mayoría de los objetivos astronómicos son ocultados por la Tierra durante algo menos de la mitad de cada órbita. Las observaciones no pueden tener lugar cuando el telescopio pasa a través de la Anomalía del Atlántico Sur, debido a una elevada radiación de niveles, y hay zonas de exclusión considerable alrededor del Sol (observaciones que se oponen a Mercurio), la Luna y la Tierra. El ángulo solar es la evasión de aproximadamente 50 º, que se especifica para que el sol ilumine cualquier parte de la OTA. Tierra y Luna es la evasión para impedir la entrada de luz brillante de la FGSs y para mantener la luz difusa de entrar en los instrumentos. Si el FGSs está apagado, sin embargo, la Luna y la Tierra se puede observar, observaciones de la Tierra se utilizaron muy pronto en el programa para generar planos para el instrumento WFPC1. Hay una zona de visualización continua llamada (CVZ), aproximadamente 90 grados con el plano de la órbita del Hubble, en la que las metas no son ocultadas durante mucho tiempo. Debido a la precesión de la órbita, la ubicación de la CVZ se mueve lentamente a lo largo de un período de ocho semanas. Debido a que la extremidad de la Tierra está siempre dentro de unos 30° de las regiones en el CVZ, el brillo de dispersos brillo de la Tierra puede estar elevada durante largos períodos durante las observaciones CVZ.

Debido a que las órbitas del Hubble en la atmósfera superior, cambia con el tiempo de una manera que no es exactamente predecible. La densidad de la atmósfera superior varía de acuerdo a muchos factores, y esto implica que la posición del Hubble prevista para dentro de seis semanas puede tener un error de hasta 4.000 km. Horarios de observación suelen ser finalizados tan sólo unos días de antelación, como una ventaja de más tiempo significaría que existía la posibilidad de que el objetivo sería no observables por el tiempo que iba a ser observado.

El soporte de ingeniería para HST es proporcionada por la NASA y el personal del contratista en el Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland, 48 km al sur del STScI. La operación del Hubble se monitoriza 24 horas al día por cuatro equipos de controladores aéreos que forman el vuelo de equipo de operaciones del Hubble.





Desastre del Challenger, los retrasos y el eventual lanzamiento


A principios de 1986, la fecha de lanzamiento prevista de octubre de ese año parecía viable, pero el accidente del Challenger trajo el programa espacial de los EE.UU. a su fin, a tierra la flota de transbordadores espaciales y obligando a la puesta en marcha de Hubble que se aplazaran por varios años. El telescopio había que mantenerse en un cuarto limpio, alimentado con nitrógeno, hasta que un lanzamiento pudiera ser reprogramada. Esta situación costosa (alrededor de $ 6 millones por mes) empujó el coste total del proyecto a uno mayor. Por otra parte, los ingenieros utilizan este tiempo para realizar pruebas exhaustivas, intercambiando un fracaso propensa a la batería en su caso y hacer otras mejoras. Además, el software de tierra necesaria para el manejo del Hubble no estaba listo en 1986, y de hecho fue apenas listo para el lanzamiento de 1990.

Finalmente, tras la reanudación de vuelos de los transbordadores en 1988, el lanzamiento del telescopio está previsto para 1990. El 24 de abril de 1990, la misión del transbordador STS-31 Discovery vio el lanzamiento del telescopio con éxito en su órbita prevista.

A partir de su estimación inicial del coste total de unos 400 millones dólares EE.UU., el telescopio para entonces ya había costado más de 2,5 mil millones dólares para construir, acumulando los costes del Hubble hasta el día de hoy se estima que es varias veces más alta todavía, con gasto de los EE.UU. estima entre $ 4.5 y $ 6 mil millones, y la contribución financiera de Europa a € 593 000 000 para 1999 (estimado).





Espejo Defectuoso


Pocas semanas después de la puesta en marcha del telescopio, las imágenes que regresaron mostró que había un grave problema con el sistema óptico. Aunque las primeras imágenes parecían ser más nítidas que las imágenes basadas en la tierra, el telescopio no pudo alcanzar un enfoque nítido final, y la mejor calidad de imagen obtenida fue drásticamente menor de lo esperado. Las imágenes de las fuentes puntuales repartidas en un radio de más de un segundo de arco, en lugar de tener una función de extensión del punto (PSF) se concentró en un círculo 0,1 por segundo de arco de diámetro como se especifica en los criterios de diseño. Los resultados detallados se muestra en los gráficos que ilustran la de STScI mal calculado PSF en comparación con el posterior a la corrección y basada PSF-tierra.

El análisis de las imágenes defectuosas mostró que la causa del problema era que el espejo primario se había molido a la forma equivocada. A pesar de que fue probablemente el más precisamente el espejo figurado, con variaciones de la curva prescrita de sólo 10 nanómetros, era muy plano en los bordes alrededor de 2,2 micras. Esta diferencia fue catastrófico, presentando una severa aberración esférica, un defecto en el que refleja la luz en el borde de un espejo se concentra en un punto diferente de la luz que se refleja en su centro.

El defecto del espejo en observaciones científicas depende de la observación particular-el núcleo de la aberración PSF fue lo suficientemente afilada para permitir observaciones de alta resolución de objetos brillantes y la espectroscopia no se afectó. Sin embargo, la pérdida de luz a los grandes, de un halo de enfoque redujo gravemente la utilidad del telescopio para objetos débiles o imágenes de alto contraste. Esto significó que prácticamente todos los programas cosmológicos eran esencialmente imposibles ya que requiere la observación de objetos débiles con carácter excepcional de la NASA y el telescopio se convirtió en el blanco de muchas bromas, y el proyecto fue considerado popularmente como un elefante blanco. Sin embargo, durante los tres primeros años de la misión del Hubble, antes de las correcciones ópticas, el telescopio sigue realizando un gran número de observaciones productivas. El error fue bien caracterizado y estable, permitiendo a los astrónomos optimizar los resultados obtenidos utilizando sofisticados procesos de imágenes tales como técnicas de deconvolución.





Origen del Problema


Una comisión encabezada por Lew Allen, director del Laboratorio de Propulsión a Chorro, se estableció para determinar cómo el error pudo haber surgido. La Comisión Allen descubrió que el principal corrector, un dispositivo que sirve para medir la forma exacta del espejo, había sido un montaje incorrecto-lente fue erróneamente por espacio de 1,3 mm. Durante el pulido del espejo, Perkin-Elmer analizaron su superficie con dos correctores, los cuales indicaban correctamente que el espejo estaba sufriendo de la aberración esférica. La compañía ignoró estos resultados de la prueba ya que considera que los dos correctores fuera menos preciso que el dispositivo principal que informaba que el espejo era perfectamente calculado.

La comisión atribuyó las fallas principalmente en Perkin-Elmer. Las relaciones entre la NASA y la empresa óptica se han visto fuertemente resentidas durante la construcción del telescopio, debido al deslizamiento horario frecuente y los sobrecostos. La NASA encontró que Perkin-Elmer no revisaba o supervisaba la construcción del espejo de manera adecuada, no asignar mejor sus científicos ópticos para el proyecto (tal como lo había hecho durante el prototipo), y, en particular no implican que los diseñadores ópticos en la construcción y verificación de el espejo. Si bien la comisión fuertemente criticado Perkin-Elmer de estas deficiencias de gestión, la NASA también fue criticado por no recoger los desechos en las deficiencias de control de calidad, como confiando totalmente en los resultados de pruebas de un solo instrumento.





Solución del diseño


El diseño del telescopio ha incorporado siempre las misiones de mantenimiento, y los astrónomos de inmediato comenzaron a buscar posibles soluciones al problema que se puedan aplicar en la primera misión de servicio, prevista para 1993. Mientras que Kodak e Itek tenía el reservas para espejos del Hubble, que habría sido imposible de reemplazar en órbita y demasiado caro y consume tiempo para traer el telescopio de forma temporal a la Tierra para un reequipamiento. En su lugar, el hecho de que el espejo se había molido con tanta precisión a la forma equivocada condujo al diseño de nuevos componentes ópticos con exactamente el mismo error, pero en sentido opuesto, que se añadirán al telescopio en la misión de servicio, actuando efectivamente como " espectáculos "para corregir la aberración esférica.

El primer paso fue realizar una caracterización precisa del error en el espejo principal. Trabajar hacia atrás a partir de imágenes de las fuentes puntuales, los astrónomos determinaron que la constante cónica del espejo como se construyó -1,01390 ± 0,0002, en lugar de la intención -1,00230. El mismo número se obtuvo también mediante los análisis de corrector utilizados por Perkin-Elmer a la figura del espejo, así como mediante el análisis de interferogramas obtenidos durante las pruebas en tierra del espejo.

Debido a la definición de los instrumentos del Hubble fueron diseñados, dos conjuntos diferentes de los correctores eran necesarios. El diseño de la Wide Field Planetary Camera 2 y ya se prevé que sustituya al actual WF / PC, incluidos los espejos del relé a la luz directa a los ocho separados CCD chips que forman sus dos cámaras. Un error inverso incorporado en su superficie podría cancelar totalmente la aberración de la primaria. Sin embargo, los demás instrumentos carecían de superficies intermedias que podrían ser figurados de esta manera, lo que se necesitaba un dispositivo de corrección externa.

El sistema diseñado para corregir la aberración esférica de la luz se centró en el pabellón de conveniencia, FOS, y GHRS se llamó la " Óptica Correctiva del Telescopio Espacial axial sustitución "(COSTAR) y consistía esencialmente en dos espejos en la trayectoria de la luz, uno de los cuales se calcularía para corregir la aberración. Para montar el sistema COSTAR en el telescopio, uno de los instrumentos tuvieron que ser removidos, y los astrónomos seleccionó el fotómetro de alta velocidad para ser sacrificado.

En 2002, los instrumentos originales que requieren COSTAR habían sido sustituidos por los instrumentos con su propia óptica correctiva, que lo hacen redundantes. COSTAR fue retirado y devuelto a la Tierra en 2009, su espacio ocupado por el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos.





Servicios y los nuevos instrumentos






Misión 1


El telescopio siempre había sido diseñado de forma que podría hacerse un mantenimiento regular, pero después de los problemas con el espejo salió a la luz, la primera misión de servicio asume una importancia mucho mayor, ya que los astronautas tendrían que llevar a cabo una amplia labor en el telescopio para instalar la óptica correctiva. Los siete astronautas seleccionados para la misión recibieron capacitación intensiva en el uso de los cien o más instrumentos especializados que se necesitarían. El transbordador espacial Endeavour misión STS-61 tuvo lugar en diciembre de 1993, e involucró la instalación de varios instrumentos y otros equipos sobre un total de 10 días.

Lo más importante, el fotómetro de alta velocidad fue reemplazado por el COSTAR paquete óptica correctiva, y WFPC fue reemplazado por el Wide Field Planetary Camera 2 y (WFPC2), con su sistema de corrección óptica interna. Además, los paneles solares y su electrónica de unidad se sustituyen, así como cuatro de los giroscopios utilizados en el sistema de apuntado del telescopio, dos unidades de control eléctrico y otros componentes eléctricos y dos magnetómetros. Los ordenadores de a bordo fueron actualizados y, por último, el telescopio de la órbita de la era impulsado, para compensar la degradación de la órbita de 3 años de arrastre en la alta atmósfera tenue.

El 13 de enero de 1994, la NASA declaró que la misión fue un éxito completo y mostró la primera de muchas más imágenes más nítidas. En ese momento, la misión había sido uno de los más complejos jamás realizados, que implica a cinco largos períodos de extra-vehicular actividad, y su éxito fue una gran bendición para la NASA, así como para los astrónomos que ahora tenían un telescopio espacial plenamente capaz.





Misión 2


Prestación de servicios Misión 2, pilotado por Discovery (STS-82) en febrero de 1997, sustituyó a la GHRS y el FOS con el Telescopio Espacial Espectrógrafo de Imágenes (ITS) y la Cámara de Infrarrojo Cercano y Espectrómetro Multi-Objeto (NICMOS), sustituyó a una Ingeniería y Ciencias Grabadora con un nuevo Estado Recorder sólidos, reparación de aislamiento térmico y de nuevo impulso de la órbita del Hubble. NICMOS contenía un disipador de calor sólidos de nitrógeno para reducir el ruido térmico del instrumento, pero poco después de haber sido instalado, una inesperada expansión térmica resultado en una parte del disipador de calor en contacto con una o varias pantallas ópticas. Esto condujo a una tasa de calentamiento mayor, para el instrumento y redujo su vida útil esperada original de 4,5 años a cerca de 2 años.





Misión 3A


Prestación de servicios 3A Misión de vuelo de Discovery (STS-103), tuvo lugar en diciembre de 1999, y fue una escisión de la Misión de Mantenimiento 3 después de tres de los seis giroscopios no había a bordo. (Un cuarto falló un par de semanas antes de la misión, lo que hace el telescopio capaz de realizar observaciones científicas.) La misión sustituirá a los seis giroscopios, sustituyó a un sensor de orientación fina y el ordenador, instala una tensión / temperatura Mejora Kit (VIK) para evitar que la batería se sobrecargara, y se sustituye el aislamiento mantas térmicas. Aunque el nuevo equipo no es una potencia (un 25 MHz endurecidos a la radiación Intel 486 con dos megabytes de RAM), sigue siendo 20 veces más rápido, con seis veces más memoria, que el DF -224 reemplazado. Los aumentos de rendimiento de equipo nuevo, moviendo algunas tareas de computación desde el suelo hasta la nave espacial, y ahorra dinero al permitir el uso de lenguajes de programación modernos.





Misión 3B


Prestación de servicios 3B Misión de vuelo de Columbia ( STS-109 ) en marzo de 2002 se produjo la instalación de un nuevo instrumento, con el FOC (el instrumento original pasado) se sustituye por el Advanced Camera for Surveys (ACS). Esto significaba que COSTAR ya no era necesario ya que todos los nuevos instrumentos habían tenido una corrección en función de la aberración del espejo principal construido adentro.

La misión también vio el resurgimiento de la NICMOS, que había quedado sin líquido de refrigeración en 1999. Un nuevo sistema de refrigeración se ha instalado, que redujo la temperatura del instrumento lo suficiente para que pueda utilizarse de nuevo. Aunque no es tan frío como su diseño original preveía, la temperatura es más estable, en muchos sentidos un equilibrio mejor en un aumento de ACS del Hubble capacidades particulares; ella y la NICMOS revivió junto tomó imágenes de la Hubble Ultra Deep Field .

La misión de sustituir los paneles solares por segunda vez. Los nuevos arrays se derivaron de los construidos para el Iridium sistema de Comsat y sólo dos tercios del tamaño de las matrices de edad, resultando en menos resistencia contra los alcances de la tenue atmósfera superior mientras que proporciona 30 por ciento más de energía. La energía adicional permitido a todos los instrumentos a bordo del HST que se ejecutan simultáneamente, y la reducción de un problema de vibraciones que se produjeron cuando el viejo, las matrices menos rígida entraron y salieron de la luz solar directa del Poder Hubble Unidad de Distribución también fue sustituido con el fin de corregir un problema con relés pegajosa, un procedimiento que requiere la energía eléctrica completa abajo de la nave espacial por primera vez desde su lanzamiento.





Misión 4


Prestación de servicios Misión 4 (SM4), fue la última misión del transbordador regular (STS-125) para el Telescopio Espacial Hubble en mayo de 2009. La misión de reparación estaba prevista primero para el 14 de octubre 2008. Sin embargo el 27 de septiembre 2008, la ciencia del instrumento de mando y gestión de datos (SI C & DH) Unidad de HST se había estropeado. Todos los datos científicos pasan a través de esta unidad antes de que pueda ser transmitido a la Tierra. A pesar de que cuenta con una unidad de copia de seguridad, si la copia de seguridad falla, la vida útil habría terminado. Por lo tanto, el 29 de septiembre de 2008, la NASA anunció el lanzamiento de SM4 que se aplazó hasta el año 2009 por lo que esta unidad podría ser sustituido, así SM4 reemplazaría SI C & DH unidad, fue lanzada a bordo del transbordador espacial Atlantis el 11 de mayo de 2009.

Los astronautas del SM4 en cinco caminatas espaciales, instalaron dos nuevos instrumentos, Wide Field Camera 3 (WFC3), y el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS). WFC3 aumentaría las capacidades de observación del Hubble de los rayos ultravioleta y visibiliza rangos espectrales hasta en 35 veces, debido a su mayor sensibilidad y más amplio campo de visión. El teléfono-stand de empresas de montaje COS sustituyó a la Óptica Correctiva del Telescopio Espacial por una axial sustitución (COSTAR) que se instalara en 1993 para corregir los problemas del Hubble de la aberración esférica. (COSTAR ya no era necesario después de la renovación del PDC en 2002, el último instrumento, sin la corrección necesaria construido adentro. El COS hará observaciones en la parte ultravioleta del espectro, como complemento de las mediciones efectuadas por la reparación STIS sistema. La función del servicio era reparar dos instrumentos que habían fracasado, la Advanced Camera for Surveys (ACS) y el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS). También se presentaron otros reemplazos de componentes que incluyen: los tres Tasa sensor unidades (cada uno con dos giroscopios gasíferas), uno de los tres sensores de Bellas Orientaciones (FGS) unidades utilizadas para ayudar a mantener la precisión y estabilidad de la plataforma, los C SI & DH unidad; todos los seis instrumentos que pesaban 125 libras (57 kg). Las baterías de níquel-hidrógeno utilizadas para abastecer de energía eléctrica a todos Hubble y apoyar las operaciones durante la porción nocturna de su órbita. Las pilas nunca habían sido sustituidas y fueron más de 13 años de vida útil de lo que se pensaba. Después de ensayo y calibración, el Hubble reanuda operaciones de rutina en septiembre de 2009. Estos esfuerzos se esperan que mantengan al telescopio en pleno funcionamiento al menos en 2014 y quizás más.

Hubble fue diseñado originalmente para ser devuelto a la tierra a bordo de un transbordador. Con la retirada de la flota de transbordadores esto ya no será posible, ingenieros de la NASA desarrollaron la captura de Software y Rendezvous System (SCRS), un dispositivo de timbre que se adjunta a la popa de cierre de Hubble, que permite a los futuros encuentros, captura y eliminación segura de Hubble ya sea por una tripulación o una misión robótica. El Atlantis fue lanzado hacia el Telescopio Espacial Hubble el 19 de mayo 2009 y volvió del espacio después de todas las reparaciones que se hicieron con éxito. La siguiente misión será la de salida de órbita del Hubble al final de su vida útil.





Resultados Científicos






Importantes descubrimientos


Hubble ha ayudado a resolver algunos problemas de larga discusión en la astronomía, así como han aparecido resultados que han requerido nuevas teorías para explicarlos. Entre sus objetivos la misión principal fue medir las distancias a variables de estrellas Cefeidas con más precisión que nunca antes, y por lo tanto limitar el valor de la constante de Hubble, la medida de la velocidad a la cual el universo está en expansión, que también está relacionado con su edad. Antes del lanzamiento del HST, las estimaciones de la constante de Hubble solían tener errores de hasta un 50%, pero las mediciones del Hubble de las variables Cefeidas en el Cúmulo de Virgo y otros cúmulos de galaxias distantes proporcionan un valor medido con una precisión de 90%, lo que es coherente con otras mediciones más precisas realizadas desde el lanzamiento del Hubble usando otras técnicas.

Mientras que el Hubble ayudó a refinar las estimaciones de la edad del universo, también ponen en duda las teorías sobre su futuro. Los astrónomos de la Alto-z Supernova Search Team y el Supernova Cosmology Project utilizaron el telescopio para observar distantes supernovas y las pruebas al descubierto que, lejos de disminuir la influencia de la gravedad, la expansión del universo puede estar en realidad acelerando. Esta aceleración se midió más tarde con mayor precisión por otros telescopios terrestres y espaciales, lo que confirma la búsqueda del Hubble. La causa de esta aceleración sigue siendo poco conocida; la causa más común es atribuida a la energía oscura.

La alta resolución de espectros ofrecidas por imágenes del HST han sido especialmente bien adaptadas para determinar la prevalencia de agujero negro en los núcleos de las galaxias cercanas. A pesar de que se habían formulado hipótesis de la década de 1960 que los agujeros negro se pueden encontrar en los centros de algunas galaxias, y el trabajo en la década de 1980 determinó una serie de buenos candidatos de agujeros negros, se redujo al trabajo realizado con el Hubble para demostrar que los agujeros negros son probablemente comunes a los centros de todas las galaxias. Los programas Hubble demuestran que las masas nucleares de los agujeros negros y propiedades de las galaxias están estrechamente relacionadas. El legado de los programas de Hubble el agujero negro en las galaxias es, pues, para demostrar una profunda conexión entre las galaxias y sus agujeros negros centrales.

La colisión del cometa Shoemaker-Levy 9 con Júpiter en 1994 fue programado por casualidad para los astrónomos y apareció apenas unos meses después de la Prestación de los servicios de la Misión 1 que había restaurado el rendimiento óptico de Hubble. Imágenes del Hubble del planeta eran más cortantes que toda adaptación desde el paso del Voyager 2 en 1979, y fueron cruciales en el estudio de la dinámica de la colisión de un cometa con Júpiter, un acontecimiento cree que ocurre una vez cada pocos siglos.

Otros importantes descubrimientos realizados a partir de datos del Hubble son protodiscos planetarios en la Nebulosa de Orión; evidencia de la presencia de planetas extrasolares alrededor de estrellas como el sol y las contrapartidas ópticas de la a una misteriosa explosión de rayos gamma. HST también se ha utilizado para estudiar los objetos en los confines del Sistema Solar, incluyendo los planetas enanos Plutón y Eris.

Un legado único de Hubble son el Campo Profundo del Hubble y el Campo Ultra Profundo del Hubble, imágenes que utilizan incomparable sensibilidad de Hubble en luz visible para crear imágenes de pequeños parches de cielo que son las más profundas jamás obtenidas en longitudes de onda ópticas. Las imágenes revelan galaxias de miles de millones de años luz de distancia, y han generado una gran cantidad de trabajos científicos, proporcionando una nueva ventana en el universo temprano.

El objeto no estándar SCP 06F6 fue descubierto por el Telescopio Espacial Hubble (HST) en febrero de 2006.





Impacto en la Astronomía


Muchas medidas objetivas muestran el impacto positivo de los datos del Hubble en la astronomía. Más de 8.000 documentos sobre la base de datos del Hubble han sido publicados en revistas, y muchos más han aparecido en conferencias. En cuanto a los papeles varios años después de su publicación, alrededor de un tercio de todos los documentos de la astronomía no tienen citas, mientras que sólo el 2% de las publicaciones sobre la base de datos del Hubble no tiene citaciones. En promedio, un documento basado en datos del Hubble recibe el doble de muchas citas como documentos sobre la base de datos no Hubble. De los 200 trabajos publicados cada año que reciben la mayoría de las citas, el 10% se basan en datos del Hubble.

Aunque el HST ha tenido claramente un impacto significativo en la investigación astronómica, el costo financiero de este impacto ha sido grande. Un estudio sobre los efectos relativos sobre la astronomía de diferentes tamaños de los telescopios encontró que mientras que los papeles sobre la base de datos del HST generan 15 veces más costos que un telescopio terrestre como el telescopio William Herschel, el HST cuesta alrededor de 100 veces más para construir y mantener.

Tomar la decisión entre la inversión en los telescopios terrestres contra telescopios espaciales en el futuro es complejo. Incluso antes de que el Hubble fuera lanzado, especializadas técnicas de base por razón de la apertura enmascarada interferometría había obtenido de mayor resolución y los infrarrojos del Hubble revelan imágenes ópticas que alcanzaran los telescopios terrestres, aunque restringida a los objetivos sobre 10 8 veces más brillante que la más mínima objetivos observados por el Hubble. Desde entonces, los avances en óptica adaptativa han ampliado la capacidad de alta resolución de imagen de de telescopios basados en tierra para la proyección de imagen infrarroja de objetos débiles. La utilidad de la óptica adaptativa frente a las observaciones del HST depende en gran medida de los detalles particulares de las preguntas de investigación planteadas. En las bandas visibles, la óptica adaptativa sólo se puede corregir un campo relativamente pequeño de vista, mientras que el TAV puede realizar imágenes de alta resolución óptica sobre un campo amplio. Sólo una pequeña fracción de los objetos astronómicos son accesibles para imágenes de alta resolución con base en tierra, en contraste con el Hubble puede realizar observaciones de alta resolución de cualquier parte del cielo nocturno, y en los objetos que son extremadamente débiles.





Usos


Cualquier persona puede solicitar por el tiempo que desee el telescopio, no hay restricciones sobre la nacionalidad o nivel académico. La competencia por el tiempo en el telescopio es intensa, y la proporción de tiempo solicitado a tiempo de que dispone (la relación entre el número de ofertas) suele oscilar entre 6 y 9.

Las convocatorias de propuestas se publican aproximadamente cada año, con tiempo disponible para un ciclo que dura aproximadamente un año. Las propuestas se dividen en varias categorías; "observador general” de las propuestas son las más comunes, que abarcan las observaciones de rutina. “Observaciones instantáneas" son aquellos en que los objetivos requieren sólo 45 minutos o menos el telescopio, incluidos los gastos generales como la adquisición de la meta; observaciones instantáneas se utilizan para rellenar los vacíos en el calendario de telescopio que no pueden ser cubiertas por los programas regulares de GO.

Los astrónomos pueden hacer 'Objetivo de las propuestas de oportunidad“, en que las observaciones se han programado un evento transitorio, si se aplica la propuesta se produce durante el ciclo de programación. Además, hasta el 10% del tiempo de telescopio se designa discrecional del Director (DD) Tiempo. Los astrónomos pueden aplicarlos a la utilización del tiempo DD en cualquier época del año, y normalmente es otorgado para el estudio de fenómenos inesperados transitorios como supernovas. Otros usos del tiempo DD han incluido las observaciones que llevaron a la producción del Campo Profundo del Hubble y Hubble ultra campo hondo, y en los primeros cuatro ciclos de tiempo de telescopio, las observaciones son realizadas por astrónomos aficionados.





Observaciones Amateur


El primer director del STScI, Riccardo Giacconi, anunció en 1986 que tenía la intención de dedicar parte de su tiempo para permitir que los astrónomos aficionados utilizaran el telescopio. El tiempo total que se asigna sólo es un par de horas por ciclo, pero gran interés es suscitado entre los astrónomos aficionados.

Las propuestas para el tiempo de aficionados fueron rigurosamente revisados por un comité de los principales astrónomos aficionados, y el tiempo sólo había sido adjudicado a las propuestas que se consideraba que habían mérito científico genuino, no duplicaran las propuestas formuladas por los profesionales, y exigió a las capacidades únicas del telescopio espacial. En total 13 astrónomos aficionados se adjudican el tiempo en el telescopio, las observaciones que se llevan a cabo entre 1990 y 1997. Uno de estos estudios fue Cometas de transición - UV Búsqueda de Emisiones OH en los asteroides. La primera propuesta fueron estudios de Post Eclipse Luminosidad y cambios. Después de ese tiempo, sin embargo, las reducciones de presupuesto en STScI han hecho el apoyo del trabajo de los astrónomos aficionados insostenible y no existen programas de aficionados.





Datos del Hubble






La transmisión a la Tierra


Los datos del Hubble se almacenan inicialmente en una nave espacial. Cuando se inicia, las instalaciones de almacenamiento y son pasados a grabadoras, pero estos son reemplazados por instalaciones de almacenamiento de datos durante las misiones de servicio 2 y 3A. Aproximadamente dos veces al día, el Telescopio Espacial Hubble utiliza radios de datos a un satélite de seguimiento geosincrónica y la retransmisión de datos por satélite (TDRSS). El TDRSS continua los enlaces que descienden con un diámetro de 60 pies (18-metros) hasta las antenas situadas en la Instalación de Pruebas de White Sands en White Sands, Nuevo México Desde allí se envían al Centro de Vuelo Espacial Goddard y finalmente a la Space Telescope Science Institute para su archivo.

Estos datos se transmiten a la del Telescopio Espacial de Operaciones del Centro de Control (STOCC) ubicado en Greenbelt, Maryland.





Archivo


Todos los datos del Hubble son finalmente puestos a disposición a través de archivos de STScI. Los datos son generalmente disponibles sólo para el investigador principal (PI) y los astrónomos designado por el IP para un año después de ser tomadas. La PI puede aplicarse a la directora del STScI para ampliar o reducir el período de propiedad en algunas circunstancias.

Las observaciones realizadas están a disposición del público inmediatamente después de un estudio. Los datos de calibración, como los campos planos y marcos oscuros también están a disposición del público de inmediato. Todos los datos en el archivo se encuentra en el formato FITS, que es adecuado para el análisis astronómico, pero no para uso público. El Proyecto Hubble Heritage procesa y transmite al público una pequeña selección de las imágenes más sorprendentes en formatos JPEG y TIFF.





Reducción de las ondas


Datos astronómicos tomados con calibración CCD deben someterse a varios pasos antes de que sea adecuado para el análisis astronómico. STScI ha desarrollado un sofisticado software que calibra automáticamente los datos cuando se solicita en los archivos utilizando la mejor calibración de los archivos. Esta "transformación en la marcha" significa que las solicitudes de grandes datos pueden tomar un día o más para ser procesados y devueltos. El proceso por el cual los datos se calibran automáticamente se conoce como "reducción de gasoductos, y que será cada vez más común en los observatorios más importantes. Los astrónomos pueden si lo desean recuperar la calibración de sus propios archivos y ejecutar el software de reducción de tuberías a nivel local. Esto puede ser deseable cuando la calibración de archivos no sean los seleccionados automáticamente deben ser utilizados.





El análisis de datos


Los datos del Hubble puede ser analizada utilizando diferentes paquetes. STScI mantiene la STSDAS hechos a la medida (Space Telescope Science Data Analysis System) software, que contiene todos los programas necesarios para ejecutar la reducción de gasoductos en los archivos de datos en bruto, así como muchas otras herramientas de procesamiento de imágenes astronómicas, adaptados a las necesidades de los datos del Hubble. El software funciona como un módulo de IRAF, un popular programa de reducción de datos astronómicos.





Las actividades de divulgación


Siempre ha sido importante para el Telescopio Espacial para captar público la imaginación, dada la considerable contribución de los contribuyentes a su construcción y los costes operativos. Después de los primeros años difíciles, cuando el espejo defectuoso gravemente mermada la reputación del Hubble con el público, la primera misión de servicio permitió su rehabilitación como la óptica corregida produjo numerosas imágenes notables.

Varias iniciativas han ayudado a mantener informado al público acerca de las actividades del Hubble. El Proyecto Hubble Heritage fue establecido para producir imágenes de alta calidad para el consumo público de las interesantes y sorprendentes objetos más observados. El equipo de patrimonio se compone de profesionales y aficionados a la astronomía, así como personas con antecedentes fuera de la astronomía, y hace hincapié en la estética naturaleza de las imágenes del Hubble. El Proyecto Patrimonio se le concede una pequeña cantidad de tiempo para observar objetos que, por razones científicas, no pueden tener las imágenes tomadas en longitudes de onda lo suficiente como para construir una imagen completa de color.

Además, STScI mantiene varios sitios web global para el público en general que contiene imágenes del Hubble y la información sobre el observatorio. Los esfuerzos de divulgación están coordinadas por la Oficina de Divulgación, que se estableció en el año 2000 para garantizar que los contribuyentes de EE.UU. vio los beneficios de su inversión en el programa del telescopio espacial.

Desde 1999, el Telescopio de divulgación principal del grupo en Europa ha sido el Hubble Agencia Espacial Europea Centro de Información (HEIC). Esta oficina se estableció en el Telescopio Espacial -Fondo Europeo de Coordinación (ST-ECF) en Munich, Alemania. La misión de la declaración HEIC es cumplir el Telescopio Espacial Hubble de divulgación y las tareas de educación para la Agencia Espacial Europea (ESA). El trabajo se centra en la producción de noticias y comunicados de fotos interesantes que ponen de relieve los resultados científicos del Hubble e imágenes. Se trata a menudo de origen europeo, y así no sólo aumentar la conciencia de la cuota de la ESA Hubble (15%), pero la contribución de los científicos europeos para el observatorio. El grupo también produce emisiones de vídeo y otros materiales educativos innovadores.

Hay una réplica del telescopio Hubble en el césped palacio de justicia en Marshfield, Missouri, la ciudad natal del mismo nombre Edwin P. Hubble.





Futuro






Error de los equipos


Pasadas las misiones de mantenimiento que hayan intercambiado los instrumentos viejos por otros nuevos, tanto para evitar el fracaso y la toma de posibles nuevos tipos de ciencia. Sin misiones de mantenimiento, todos los instrumentos fallarán en el futuro. En agosto de 2004, el sistema de poder del Telescopio Espacial Espectrógrafo de Imágenes (STIS) falló, haciendo que el instrumento no funcione. La electrónica había sido totalmente redundante, pero la primera serie de la electrónica falló en mayo de 2001. Esta fuente de alimentación se fijó durante la misión de servicio del 4 de mayo 2009. Del mismo modo, la cámara principal (la ACS) de la electrónica principal que fallo en junio de 2006, y la fuente de alimentación para la electrónica de copia de seguridad falló el 27 de enero de 2007. El instrumento ciego solar canal (SBC) fue manejable usando el lado-1 electrónica. Una nueva fuente de alimentación para el canal de gran angular se agregó durante cuatro SM, pero los exámenes revelaron rápidamente que esto no le ayuda al canal de alta resolución. A finales de mayo de 2009, las pruebas de los instrumentos de reparación aún no han concluido.

HST usa giroscopios para estabilizarse en la órbita y el punto con precisión y de manera constante en los objetivos astronómicos. Normalmente, tres giroscopios son necesarios para el funcionamiento, las observaciones siguen siendo posibles con dos, pero el área del cielo que puede ser vista sería más bien limitada, y las observaciones que requieren gran precisión son más difíciles de señalar. Hay otros planes de contingencia para la ciencia con un solo giro, pero si todos los giroscopios no continuaron las observaciones científicas no será posible. En 2005, se decidió cambiar a modo de dos giroscopios para las operaciones de telescopio normal como un medio para extender la vida útil de la misión. El cambiar a este modo se hizo en agosto de 2005, dejando con dos giroscopios del Hubble en uso, dos en reserva, y dos inoperable. Un giroscopio falló más en 2007. En el momento de la última misión de reparación, los seis giroscopios fueron reemplazados (con dos nuevos pares y un par reformado), sólo tres giroscopios seguían trabajando. Los ingenieros están seguros de que han identificado las causas de los fracasos del giroscopio, y los nuevos modelos deben ser mucho más fiables.

Además de la predicha insuficiencia del giroscopio, el final de la misión Hubble necesito para un cambio de pilas de hidrógeno de níquel. Una misión robótica de servicios incluyendo esto sería difícil, ya que requiere muchas operaciones, y un fallo en cualquier momento podría causar daños irreparables al Hubble. Por otra parte, el observatorio fue diseñado para que durante las misiones de mantenimiento del transbordador que recibiría el poder de una conexión con el transbordador espacial, y la capacidad de esto podría haber sido utilizado por la adición de una fuente de alimentación externa (una batería adicional) en lugar de cambiar la parte interna. En el final, sin embargo las baterías fueron simplemente reemplazadas durante la misión de servicio 4.





Desintegración en órbita


Hubble órbita alrededor de la Tierra en la parte superior extremadamente tenue de la atmósfera, y con el tiempo su órbita decae debido al arrastre. Si no es reimpulsada por un servicio de transporte u otros medios, que volverá a entrar en la atmósfera de la Tierra en algún momento entre 2019 y 2032, con la fecha exacta en función de lo activo que el Sol se encuentra y su impacto en la atmósfera superior. El estado de los giroscopios del Hubble también afecta a la fecha de re-entrada, como un telescopio controlables puede estar orientado a minimizar la resistencia atmosférica. No todos los del telescopio se quemaran en caso de reintroducción. Piezas del espejo principal y su estructura de apoyo, probablemente sobreviviría, dejando la posibilidad de daños humanos o incluso muertes (estimada en hasta un 1 en 700 posibilidades de muerte de otro para un completo reingreso no controlado). Con el éxito de la misión STS-125 , la re-entrada de fecha de distribución natural se ha ampliado aún más como la misión sustituye sus giroscopios, a pesar de que el Hubble no fue re-impulsado a una órbita más alta.

El plan original de la NASA para la seguridad de la órbita del Hubble era recuperarlo usando un transbordador espacial. El telescopio Hubble tendrían entonces más probable es que aparece en la Smithsonian Institution. Esto ya no se considera práctico debido a los costos de un vuelo de un transbordador, el mandato de retirarse los transbordadores espaciales en 2010, y el riesgo para la tripulación de un transbordador. En vez miró a la NASA la adición de un módulo de propulsión externa especial para permitir la re-entrada. La decisión final no era para conectar un módulo de órbita sobre la STS-125, sino de añadir una cuchara bivalva luz de manera que una misión robótica sería más fácil de conectar como un módulo más tarde.





El debate sobre la misión de servicio final


Columbia fue originalmente programado para visitar Hubble de nuevo en febrero de 2005. Las tareas de esta misión de mantenimiento que han incluido la sustitución de un sensor de guía fina y dos giroscopios rotos, colocación de protección "mantas" en la parte superior del aislamiento roto, sustituir el Wide Field Planetary Camera 2 y con una nueva cámara de campo ancho 3 e instalar el espectrógrafo Orígenes Cósmicos (COS). Sin embargo, el entonces administrador de la NASA, Sean O'Keefe, decidió que, a fin de evitar que se repita el accidente del Columbia, todos los traslados futuro debe ser capaz de alcanzar el 'refugio seguro' de la Estación Espacial Internacional (ISS) en caso de que un problema de vuelo impida el desarrollo del transbordador desde el aterrizaje con seguridad. El transbordador es incapaz de alcanzar tanto el Telescopio Espacial Hubble y la Estación Espacial Internacional durante la misma misión, y el futuro para misiones tripuladas de servicios fue cancelado.

Esta decisión fue asaltada por numerosas astrónomos, que consideraban que el Hubble fue suficientemente valioso como para merecer el riesgo humano. El sucesor de Hubble, el Telescopio Espacial James Webb (JWST), no estará listo hasta mucho después de la fecha prevista de jubilación de 2010 el transbordador espacial. Mientras que el Hubble pueda captar imágenes ultravioleta y luz visible, el JWST se limita a la infrarroja. La ruptura en el espacio entre la capacidad de observación de la clausura de Hubble y la puesta en marcha de un sucesor de gran preocupación para muchos astrónomos, dado el gran impacto científico del Hubble tomadas en su conjunto. La consideración de que el JWST no se encuentra en una órbita terrestre baja , por lo que no se pueden reparar fácilmente en caso de un fracaso temprano, sólo hace que estas preocupaciones sean más agudas. Tampoco pueden los instrumentos del JWST ser fácilmente actualizados. Por otra parte, muchos astrónomos creían firmemente que el servicio de Hubble no debería tener lugar si los costos de la prestación de servicios con cargo al presupuesto del JWST.

En enero de 2004, O'Keefe dijo que reconsidera su decisión de cancelar la misión de servicio de transporte final al Hubble, debido a las protestas públicas y solicitudes del Congreso para la NASA para buscar una manera de salvarlo. El 13 de julio de 2004, un panel de oficiales de la Academia Nacional de Ciencias hizo la recomendación de que el AVE debe ser preservada a pesar de los riesgos aparentes. El informe instó a "La NASA debe no debe tomar ninguna acción que impida una misión de transbordador espacial para el mantenimiento al Telescopio Espacial Hubble". En agosto de 2004, O'Keefe pidió al Centro de Vuelo Espacial Goddard de preparar una propuesta detallada para una misión de servicio con robots. Estos planes fueron cancelados después, la misión robótica que se describe como "no viable". A finales de 2004, varios miembros del Congreso, encabezada por la senadora Barbara Mikulski (D-MD), celebró audiencias pública y transmitió una pelea con mucho apoyo del público (incluyendo miles de cartas de niños en edad escolar en todo el país) para obtener del gobierno de Bush y la NASA la reconsideración de la decisión de abandonar los planes para una misión de rescate del Hubble.

La llegada en abril de 2005 del nuevo Administrador de la NASA, Michael D. Griffin, ha cambiado la situación de la misión de un transbordador de rescate propuesto. En ese momento, Griffin dijo que volvería a considerar la posibilidad de una misión tripulada de mantenimiento. Poco después de su nombramiento, se autorizó al Centro de Vuelo Espacial Goddard de proceder con los preparativos para un vuelo tripulado de mantenimiento del Hubble, diciendo que él tomaría la decisión final sobre este vuelo después de la misiones del transbordador dos siguientes. En octubre de 2006 Griffin dio el visto bueno final para la misión. Los 11 días de la misión STS-125 Atlantis misión estaba programada para su lanzamiento en octubre de 2008. Sin embargo, los datos de manipulación de la unidad principal no a finales de septiembre de 2008, pusieron fin a todos los informes de los datos científicos. Esta unidad tiene una copia de seguridad, y el 25 de octubre 2008 Hubble fue reiniciado con éxito y se informó a estar funcionando normalmente. Sin embargo, desde un fallo en la unidad de copia de seguridad ahora dejaría el HST impotente, la misión de servicio se pospuso para permitir astronautas para reparar el problema. Esta misión se inició el 11 de mayo 2009 y se completó todos los reemplazos previstos a lo largo, así como reparaciones adicionales, incluyendo el reemplazo de los datos de manipulación de la unidad principal.





Sucesores


Varios telescopios espaciales se dice que son sucesores de Hubble, y la astronomía basada en algo de terreno reivindica mayores prestaciones ópticas.

El Telescopio Espacial James Webb (JWST) es un planeado observatorio espacial infrarrojo, y se reivindico como un previsto sucesor del Hubble. El principal objetivo científico es observar los objetos más distantes en el universo, más allá del alcance de los instrumentos existentes . JWST es una colaboración internacional conducido de la NASA entre la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense. Anteriormente conocido como Next Generation Space Telescope (NGST), fue retitulado después de la segunda administrador de la NASA, James E. Webb, en 2002. El lanzamiento del telescopio está previsto para no antes de junio de 2014. Será lanzado en un Ariane 5 con cohetes.

Otro esfuerzo similar es la Agencia Espacial Europea al Observatorio Espacial Herschel, lanzado el 14 de mayo de 2009. Al igual que el JWST, Herschel tiene un espejo sustancialmente mayor que el Hubble, pero sólo observa en el infrarrojo lejano.

Mucho más lejos es la avanzada tecnología de gran apertura del Telescopio Espacial (AT-LAST) es una propuesta de 8 a 16 metros (320 a 640 pulgadas) de espacio óptico del telescopio que, de aprobarse la construcción se y pusiera en marcha (con la prevista Ares V cohetes programada para el Proyecto Constellation vuelos a la Luna ), sería un sustituto real y sucesor del Telescopio Espacial Hubble (HST), con la capacidad de observar y fotografiar los objetos astronómicos en el óptico ultravioleta , y longitudes de onda de infrarrojos , pero con sustancialmente mejor resolución que el Hubble.

Telescopios terrestres existentes que se han planteado grandes telescopios extremadamente, excederán los HST en términos de luz de energía pura recolección, debido a sus grandes espejos. En algunos casos, también puede ser capaz de igualar o mejorar el Hubble en la resolución mediante el uso de óptica adaptativa (AO). Sin embargo, AO en los grandes reflectores en tierra no hará que el Hubble y otros telescopios espaciales obsoletos. La mayoría de sistemas de óptica adaptativa es agudizar la vista por un angosto campo muy - Suerte Cam, por ejemplo, produce imágenes nítidas a 10 "a 20" de ancho, mientras que las cámaras del Hubble son muy nítido a través de una de 2 ½ "(150") sobre el terreno. Además, los telescopios espaciales pueden estudiar los cielos a través del espectro electromagnético, la mayoría de los cuales está bloqueada por la atmósfera terrestre. Por último, el fondo del cielo es más oscuro en el espacio que en tierra, ya que el aire absorbe la energía solar durante el día y luego la libera en la noche, produciendo un leve -pero no obstante perceptible- resplandor que hace aparecer débil, de bajo contraste objetos astronómicos. "








Lo mejor de Hubble




















En primer lugar tenemos la Galaxia del Sombrero, llamada también M 104 en el catálogo Messier, distante unos 28 millones de años luz, se considera la mejor fotografía tomada por el Hubble.


























En segundo lugar tenemos la fabulosa Nebula Mz3 llamada Nebulosa de la Hormiga por la apariencia que presenta a los telescopios, situada entre 3000 y 6000 años luz.


























En tercer lugar nos aparece la Nebulosa del Esquimal NGC 2392, situada a 5000 años luz




















En cuarto lugar se ha escogido la impresionante Nebulosa del ojo de Gato.


























En quinto lugar se ha escogido la Nebulosa Hourglass situada a 8000 años luz, una preciosa nebulosa con un estrechamiento en la parte central.























En sexto lugar tenemos la Nebulosa del Cono, a 2.5 años luz.























En séptimo lugar encontramos un fragmento de la Nebulosa del Cisne situada a 5500 años luz de distancia, descrita como " un burbujeante océano de hidrógeno con pequeñas cantidades de oxígeno, azufre y otros elementos"























En octavo lugar una preciosa imagen denominada "Noche estrellada".




















En noveno lugar, dos galaxias arremolinadas la NGC 2207 y la IC 2163 situadas a 114 millones de años luz.























En décimo lugar tenemos un fragmento de la Nebulosa Trífida, una cuna estelar a 9000 años luz.