Att bedöma hur Hubble-rymdteleskopet fungerar

I vår låga jordbana finns ett teleskop som kallas Hubble-rymdteleskopet. Har du någonsin undrat hur Hubble arbetar för att fånga universum i en fantastisk bild?

Hubble-teleskopet är ett rymdbaserat teleskop som har många fördelar jämfört med markbaserade teleskop.

Även om markbaserade teleskop vanligtvis finns i mycket höga områden (t.ex. över berg) med minimal ljusförorening, måste de fortfarande kämpa med atmosfärsturbulens, vilket minskar synskärpan lite. En av effekterna av atmosfärsturbulensen i sig är när vi ser stjärnor som verkar blinka.

En annan nackdel med markbaserade teleskop är att jordens atmosfär kan absorbera mycket av de infraröda och ultravioletta strålarna som passerar genom den. Nu kan rymdbaserade teleskop lättare upptäcka dessa vågor. Därför placerades Hubble i yttre rymden: så att astronomer kunde studera det kosmiska vid alla våglängder, särskilt de som inte kunde detekteras från jordens yta.

Det finns dock en nackdel med rymdteleskop som Hubble, vilket är att de är mycket svåra att underhålla och reparera när de är skadade. Hubble var emellertid det första teleskopet som konstruerades speciellt för att fixeras direkt i jordens bana av astronauter, medan andra rymdteleskop, som Kepler och Spitzer, inte kunde repareras alls.

Hubble gör en fullständig rotation runt jorden var 97: e minut och rör sig med en hastighet på 8 kilometer per sekund. Du kanske tror att det här är en mycket snabb hastighet, men på grund av jordens stora diameter är denna Hubble-hastighet meningslös.

Hubble måste hålla sig i den hastigheten om den ska fortsätta cirkla runt jorden. Om det var lite långsammare skulle Hubble falla mot jorden, men om det var snabbare skulle det kastas utanför jordens bana. Nu, när den rör sig, fångar Hubble-spegeln ljuset från universum, sedan skickas ljuset till några av dess vetenskapliga instrument.

Ingår i en typ av teleskop som kallas en Cassegrain-reflektor, är Hubble-metoden faktiskt väldigt enkel. Ljus från universella föremål som berör teleskopets huvudspegel, eller den primära spegeln, kommer att reflekteras på sekundärspegeln. Därefter fokuserar sekundärspegeln ljus genom ett hål i mitten av primärspegeln som ska skickas till vetenskapliga instrument.

Vissa människor, kanske du inklusive, hävdar ofta felaktigt att teleskop tjänar till att förstora objekt. Men inte så. Teleskopets verkliga funktion är att samla in mer ljus från himlakroppar än det mänskliga ögat kan. Ju större teleskopets spegel är, desto mer ljus kan den samla in och desto bättre blir bildresultaten.

Läs också: Kamerans ursprung: från den muslimska uppfinnaren till dagens sofistikerade kameror

Hubbles primära spegel har en diameter på 2,4 meter, vilket är litet jämfört med nuvarande markbaserade teleskop, som kan nå en diameter på 10 meter eller mer. Hubbles läge utanför atmosfären ger dock extraordinär bildskärpa.

När Hubble-speglarna har samlat in ljus kommer de vetenskapliga instrumenten från Hubble att börja fungera, antingen samtidigt eller individuellt beroende på observationens behov. Varje instrument är utformat för att undersöka universum på ett annat sätt.

Dessa instrument inkluderar:

Wide Field Camera 3 (WFC3) , ett instrument som kan se tre olika typer av ljus: nära ultraviolett, synligt ljus och nära infraröd, men inte samtidigt. Dess upplösning och synfält är mycket större än för andra instrument på Hubble. WFC3 är ett av Hubbles två senaste instrument och används ofta för att studera mörk energi, mörk materia, bildandet av stjärnor och upptäckten av avlägsna galaxer.

Cosmic Origin Spectrograph (COS) , inklusive ett annat av Hubbles nya instrument, COS är en spektrograf som kan se uteslutande i ultraviolett ljus. Spektrografen är som ett prisma, som skiljer ljus från himmelkroppar i dess komponentfärger. Det ger också ett "fingeravtryck" av våglängden för det objekt som observeras, vilket berättar för astronomer dess temperatur, kemiska sammansättning, densitet och rörelse. COS kommer att öka Hubbles ultravioletta känslighet med minst 70 gånger när man observerar mycket svaga föremål.

Advanced Camera for Survey (ACS) , ett instrument som gör att Hubble kan se synligt ljus och är utformat för att studera en del av det tidiga universums aktivitet. ACS hjälper till att kartlägga fördelningen av mörk materia, upptäcka de mest avlägsna föremålen i universum, söka efter stora planeter och studera utvecklingen av galaxkluster. ACS slutade kort arbeta 2007 på grund av brist på el, men reparerades i maj 2009.

Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) , ett annat spektografinstrument på Hubble som kan se i ultraviolett, synligt och nära infrarött ljus. Till skillnad från COS är STIS känt för sin förmåga att jaga svarta hål. Medan COS bara fungerar bäst för att studera stjärnor eller kvasar, kan STIS mappa större objekt som galaxer.

Läs också: Här är stegen i en månförmörkelse, vet du vad?

Nära infraröd kamera och multi-objekt spektrometer (NICMOS) , är en Hubble värmesensor. Dess känslighet för infrarött ljus gör det möjligt för astronomer att observera himmellegemer gömda bakom interstellärt damm. Detta NICMOS-instrument används vanligtvis när Hubble undersöker en nebulosa.

Det sista instrumentet, Fine Guidance Sensors (FGS) , är en enhet som kan låsa Hubbles position på den himmelkropp du vill observera och hålla Hubble pekande i rätt riktning. Bortsett från det kan FGS också användas för att exakt mäta avstånden från stjärnor.

Tja, alla dessa Hubble-instrument kan vara aktiva eftersom de stöds av solljus. Hubble har flera solpaneler som kan omvandla solljus direkt till el. En del av den elen kommer att lagras i batterier som håller teleskopet aktivt när det är över jordens nattområde, blockerat från solljus.

Hubble är också utrustad med fyra antenner som tjänar till att skicka och ta emot information mellan Hubble och Mission Operations Team vid Goddard Space Flight Center i Maryland, USA. Dessutom finns det två huvuddatorer och ett antal mindre system på Hubble. En av de viktigaste datorerna används för att hantera kommandona som styr teleskopet, medan den andra är att befalla instrumenten, ta emot deras data och skicka dem till satelliterna tills de äntligen tas emot av Mission Center on Earth.

Efter att Mission Center fått data från Hubble kommer personalen som arbetar där att börja översätta uppgifterna, till exempel andra våglängder, och arkivera informationen på en lagringsenhet. Hubble ensam skickar tillräckligt med information för att fylla cirka 18 DVD-skivor varje vecka. Astronomer kan ladda ner arkiverad data över internet och analysera den var som helst i världen.

Nu fungerar Hubble Space Telescope. Och förresten kan du också använda Hubble för att forska. Du behöver bara skicka de bästa förslagen till Hubble Mission Center. De valda förslagen kommer att ha möjlighet att dra nytta av Hubbles förmåga för observation och forskning. Varje år granskas cirka 1 000 förslag och cirka 200 väljs ut.

Intresserad av att observera universum med Hubble?