Uygarlığın başlangıcından bu yana, insanlar vizyon ve hayal gücü ile evreni anlamalarında sınırlı kalmıştır. Teleskop, vizyonumuzu geliştirdi ve 16. ve 17. Yüzyıllarda Copernicus, Galileo ve Kepler'in gözlemleri, Dünya'nın evrenin merkezi olduğu fikrini reddettiler. Ve Bilimsel Devrime öncülük ettiler.
18. yüzyılda teleskop, kozmosu araştırmak için vazgeçilmez bir araç haline gelmişti. Tüm dünyada daha büyük ve daha iyi teleskoplar inşa ediliyordu. Çıplak gözle görülemeyen gezegenler, yıldızlar ve bulutsular rutin olarak kaydediliyor ve kaydediliyordu.
Fotoğrafçılık, spektroskopi (ışığı bileşen renklerine bölme) ve fotometri (gök cisimlerinin parlaklığını ölçmek) konusundaki ilerlemeler teleskopun çok yönlülüğünü, hassasiyetini ve keşif gücünü artırdı.
Edwin Hubble Ne Keşfetmiştir?
20. Yüzyılın başlarında, çoğu gökbilimci, gözlemlenebilir evrenin bir galaksiden, Samanyolu'muzdan, uzayın genişliğindeki bir yıldız, toz ve gaz bulutundan oluştuğuna inanıyordu. Bununla birlikte, 1924'te Amerikalı gökbilimci Edwin Hubble, Los Angeles, California yakınlarındaki Wilson Dağı'nda 100 inç teleskobu 'nu kullanarak, Samanyolu'nun yanı sıra hemen hemen tüm galaksilerin birbirinden uzaklaştığını buldu.
Bu, evrenin genişlediğini, Pandora'ın evrenin olası başlangıcı ve bitişi hakkında seminal soruşturma kutusunu açtı.
Edwin Hubble'dan önce ve sonra astronomlar, muazzam kubbe şeklindeki gözlemevlerinin içinde uzun, soğuk geceler boyunca, teleskoplarını gökyüzüne doğru çevirerek , göklerin mümkün olan en iyi gözlemlerini yapmak istemişlerdir. Ancak aralarında duran büyük bir engelle ve evrenin açık bir görüşüyle karşı karşıya kaldılar: Dünya atmosferi.
Atmosfer akışkan, kaotik bir gaz ve toz çorbasıdır. Görünür ışığı bulanıklaştırır, yıldızların parıldamasına neden olur ve soluk yıldızları görmeyi zorlaştırır. Kızılötesi, ultraviyole, gama ışınları ve X-ışınları gibi dalga boyu aralıklarını gözlemlemeyi zor veya neredeyse imkânsız hale getirerek, diğer ışık dalga boylarını engeller veya hatta tamamen emer. (Bizi de bu ışınların zararlı etkilerinden koruyan bu özelliklerdir.)
Çeşitli kıtalarda en büyük teleskoplara sahip gözlemevleri, dağların tepelerine ve dikkat dağıtan şehir ışıklarından uzakta, çeşitli başarı seviyeleri ile tünemiş durumda. Uyarlanabilir optikler (evrendeki bulanık ışığı yeniden odaklamak için deforme olabilir aynalar kullanarak) ve diğer görüntü işleme teknikleri atmosferin etkilerini en aza indirmiş ancak tamamen ortadan kaldırmamıştır.
Uzayda Teleskop mu?
1980'den bu konsept çizim Hubble'ın ve iletişim ekipmanı, işaretleme ve kontrol sistemleri ve bilgisayarı içeren Destek Sistemleri Modülünün özgün tasarım özelliklerini göstermektedir.
1923 yılında, modern roketin üç babasından biri olan Alman bilim adamı Hermann Oberth (Robert Goddard ve Konstantin Tsiolkovsky ile birlikte), bir teleskopun nasıl olabileceğini belirten "Die Rakete zu den Planetenraumen" ("Gezegensel Uzay'a Roket") yayınladı. Bir roketle Dünya yörüngesine gönderilebilir. 1946'da Princeton astrofizikçi Lyman Spitzer, uzaydaki bir teleskopun Dünya'nın çalkantılı atmosferinin üzerinde bilimsel faydaları hakkında yazdı.
1957'de Sovyet uydusu Sputnik'in görevlerini takiben, yeni başlayan Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi (NASA), iki Yörünge Astronomik Gözlemevi'ni (OAO) yörüngeye başarıyla gönderdi. Bir dizi ultraviyole gözlem yaptılar ve gelecekteki uzay gözlemevlerinin üretimi ve görevleri için öğrenme deneyimleri sağladılar.
Büyük Uzay Teleskobu
Bu arada, bilim, hükümet ve sanayi grupları OAO programının ötesinde bir sonraki adımı planladı. Spitzer, "büyük bir yörünge teleskopu" için diğer gökbilimcilerin desteğini topladı ve eleştirmenler endişelerini dile getirdi. 1969 yılında Ulusal Bilimler Akademisi Geniş Uzay Teleskopu (LST) projesine onay verdi ve fizibilite çalışmaları devam etti.
Armstrong'un 1969'da Ay'da "insanlık için dev bir adım atmasından" sonra, NASA uzay programları için fon azalmaya başladı ve LST programını tehlikeye attı. LST planlamacıları teleskopu bütçe kısıtlamaları altında tasarlamak zorundaydılar.
Birincil aynanın boyutunu, bilimsel enstrüman sayısını veya oluşturulan yedek parça sayısını ve yapılan testleri azaltmak gibi bir dizi küçülme önlemi dikkate alınmıştır. Sonuçta, ana aynanın boyutu 120 inçten 94'e düşürüldü.
Uzay Mekiği Nedir?
NASA ve endüstriyel ortakları, yörüngeye ulaşabilecek, Dünya'ya bozulmadan dönebilecek ve tekrar tekrar kullanılabilecek bir araç geliştirme seçeneğini gündeme getirdiler; uzay mekiği kavramı doğdu. Uzay mekiği LST'yi uzaya yerleştirebilir ve Dünya'ya dönmek için geri getirebilir.
NASA, uzay teleskopunun ömrünün 15 yıl olduğunu, bu da enstrümanların periyodik olarak yerde değiştirilmesi veya hatta yörüngede servis edilmesi gerektiğini ima etti - bu, daha önce veya o zamandan beri herhangi bir uyduyu denenmeyen bir yetenek.
Bilim insanları ayrıca bilimsel araçların büyüklüğünü ve miktarını maliyetleriyle dengelemek zorunda kaldılar. Çok fazla araç finansal desteğin daha az muhtemel olduğu anlamına geliyordu; tersine, asgari kapasiteye sahip aletler, teleskop için bilimsel desteğin kaybıyla sonuçlanacaktır.
Avrupa Uzay Ajansı (ESA) 1975 yılında projeye katıldı ve Sol Nesne Kamerası (FOC) ve güneş dizilerinin katkısıyla LST'nin finansmanının yüzde on beşini sağladı. Karşılığında, NASA, teleskop süresinin en az yüzde on beşini - astronomların teleskopu uzay gözlemleri için kullanma sürelerini -Avrupalı gökbilimcilere garanti etti.
1977'de Kongre, şimdiye kadar yapılmış en gelişmiş uydulardan birini kurmak için fon sağlamayı onayladı.
Kim Ne Yaptı?
NASA, uzay teleskopunun tasarımı, geliştirilmesi ve inşası için önde gelen NASA saha merkezi olarak Huntsville, Alabama'daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi'ni seçti. Marshall, Perkin-Elmer Corporation'ı (şimdi Hughes Danbury Optik Sistemleri) Optik Teleskop Montajı ve Hassas Kılavuz Sensörleri geliştirme görevini yürüttü.
Lockheed Missiles and Space Company (şimdi Lockheed Martin), uzay aracının dış yapısını ve Destek Sistemleri Modülünü (bilgisayar, güç, iletişim, işaret ve kontrol sistemlerini içeren dahili destek sistemleri) inşa etmek ve ardından teleskopu monte etmek için Marshall ile birlikte seçildi.
NASA, uzay gözlemevi için bilimsel cihaz tasarımı ve yer kontrolünde lider olmak üzere Greenbelt, Maryland'deki Goddard Uzay Uçuş Merkezini seçti. Bilim insanları, bilimsel hedefleri bilimsel cihazlara dönüştürecek ve bunları uzay teleskop mahfazasına dahil edecek olan "Enstrüman Tanımı Takımları" olarak örgütlenmiştir.
Astronomi topluluğuna bir duyuru yapıldıktan sonra teklifler alındı ve değerlendirildi ve uzay teleskopunda ilk araç olarak beş cihaz seçildi: Soluk Nesne Kamerası, Geniş Alan / Gezegen Kamerası, Soluk Nesne Spektrografı, Yüksek Çözünürlüklü Spektrograf ve Yüksek Hızlı Fotometre.
Houston, Teksas'taki Johnson Uzay Merkezi ve Florida'daki Kennedy Uzay Merkezi uzay mekiği desteği sağladı. Toplamda, dünya çapında 21 eyalet ve 12 ülkeyi kapsayan onlarca müteahhit, bir avuç üniversite ve birkaç NASA merkezi, bulutların üstünde ve uzayda bir teleskop hayalini gerçeğe dönüştürdü.
1983 yılında Maryland Baltimore'daki Johns Hopkins Üniversitesi'nde Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü (STScI) kuruldu. STScI personeli teleskop zamanı önerilerini değerlendirecek ve ortaya çıkan teleskop gözlemlerini yönetecektir.
En son teknoloji ürünü teleskopun maliyetlerini ve mühendislik gereksinimlerini göz ardı etmekten kaynaklanan bir dizi gecikme, lansman tarihinin Aralık 1983'ten 1986'nın ikinci yarısına taşınmasına neden oldu.
NASA ara yüzleri, enstrümanları ve montajları yeniden inceledi. Optik Teleskop Meclisi'nin inşası mühendislik zorluklarıyla karşılaştı. Geniş Alan / Gezegen Kamerası (WF / PC) gibi bilimsel enstrümanlar, yeniden tasarlandı, ağırlık ve yedeklilik kaldırıldı.
Hubble Uzay Teleskobu'nun Doğuşu
Uzay teleskopunu korumak ve yükseltmek için, teleskopu Dünya'ya geri döndürmek ve zeminde yenilemek yerine yörüngede servis görevleri yapmak için planlar yapıldı. Bütçede daha da kolay olacak yenilikçi bir konseptti. Bu yenileme ruhunun ortasında, uzay teleskobu Hubble Uzay Teleskobu (HST) olarak değiştirildi. 1985 yılına gelindiğinde, teleskop yapıldı ve fırlatılmaya hazırdı.
Ancak 1986'da felaket yaşandı. Challenger kazası NASA'yı uzay mekiği filosunu iki yıl uçmamaya zorladı. HST Projesi bu zamanı teleskop üzerinde daha fazla çalışma yapmak için kullandı. Güneş panelleri yeni güneş pili teknolojisi ile geliştirildi.
Kıç örtüsü (bilim aletlerini barındıran teleskopun ucu) servis sırasında cihazın değiştirilmesini kolaylaştırmak için değiştirildi. Bilgisayarlar ve iletişim sistemleri geliştirildi. Uzay teleskopu, zorlu kalkış ve uzay koşullarına hazırlanmak için daha fazla stres testine tabi tutuldu.
Hubble Uzay Teleskobu'nun Ayna Kusuru
Hubble Uzay Teleskobu bilim verilerini Dünya'ya göndermeye başladığında, gökbilimciler yıldızların keskin, nokta benzeri görüntülerini görmediler. Bunun yerine, büyük, bulanık ışık haleleriyle çevrili yıldızları gördüler. Kısa süre sonra buna sebep ana aynada olan bir sorun olduğu anlaşıldı.
Mükemmel pürüzsüz olmasına rağmen, ayna ışığı tek bir noktaya odaklayamadı. Lansmandan önce aynanın eğriliğini değerlendirmek için kullanılan test ekipmanına sokulan bir kusur nedeniyle yanlış şekle getirilmişti.
Mühendisler Hubble Uzay Teleskobu'nu birçok değiştirilebilir bileşenle tasarlasa da, birincil ayna bunlardan biri değildi. Bununla birlikte, astronotların gözlem yörüngesinde yörüngede yükseltme yeteneği, sonuçta bu affedilemez problem için bir çözüme yol açtı.
NASA Hubble'ı başlatmadan önce, mühendisler uzay teleskopu için gelişmiş, ikinci nesil bir kamera inşa etmekte zorlandılar. Geniş Alan ve Gezegensel Kamera 2 (WFPC2) olarak adlandırılan bu enstrümanın, gelecek bir tarihte astronotlar tarafından kurulması amaçlanmıştır. Optik uzmanları, birincil aynadaki kusurlara karşı koymak için bu kameraya düzeltici optikler oluşturabileceklerini fark ettiler.
Bu arada Hubble Uzay Teleskobu bilim insanları ve mühendisleri, birincil aynanın Hubble'ın diğer enstrümanları üzerindeki etkilerini gidermek için bir dizi nikel ve çeyrek boyutlu ayna tasarladılar.
Düzeltici Optik Uzay Teleskop Eksenel Değişimi (COSTAR) olarak etiketlenmiş bu buzdolabı boyutlu cihaz, görüntülerini düzgün bir şekilde odaklamak için düzeltici aynaları teleskopun diğer bilim enstrümanlarının ışık yollarına yerleştirebilir.
Hubble Uzay Teleskobu Tamiri
Hubble Uzay Teleskobu, uzaydaki astronotlar tarafından periyodik olarak servis edilmek üzere tasarlandı ve bu nedenle, kullanımı ve değiştirilmesi astronot dostu modüler bileşenlerle üretildi. Bu, teleskopun 1993'ten 2009'a kadar beş servis görevi sırasında yeni, son teknoloji bilim aletleri ve diğer ekipmanlarla donatılmasını sağladı.
Aralık 1993'te ilk servis görevi (SM1) başladı. WFPC2 ve COSTAR gibi birincil aynanın kusurlu şeklinin etkilerine karşı yeni araçlar kuruldu.
Şubat 1997'de, bozulan uzay aracı bileşenlerinin değiştirilmesine ve Uzay Teleskop Görüntüleme Spektrografı (STIS) ve Yakın Kızılötesi Kamera ve Çok Nesneli Spektrometre (NICMOS gibi yeni cihazların takılmasına neden olan ikinci servis görevi (SM2) gerçekleşti. ). STIS, teleskopun aldığı ışığı ayırdı ve kompozisyon, sıcaklık, hareket ve diğer özelliklerin analiz edilebilmesi için “parçaladı”. NICMOS ile gökbilimciler kızıl ötesi dalga boylarında evrenin ilk net görüntülerini görebiliyorlardı.
13 Kasım 1999'da altı jiroskopun (jiroskop) dördüncüsü Hubble'da başarısız oldu ve teleskop geçici olarak evrene gözlerini kapadı.
Gyros, uzay aracının hareket hızını ölçer ve Hubble'ı gözlem hedefine yönlendirmeye yardımcı olur. Üç çalışma jiroskopu olmadan bilim yapamayan Hubble, güvenli mod adı verilen bir uyku hali durumuna girdi. Aslında Hubble yardım beklerken “uyudu”.
Servis görevlerinin her biri Hubble'ın başarısı ve uzun ömürlülüğü için çok önemlidir. Servis görevleri teleskopun bilim yeteneklerini geliştirerek evren hakkında büyüleyici yeni keşiflere yol açtı.
Hubble Uzay Teleskobu Ne Yaptı?
Hubble Uzay Teleskobu'nun misyonu, kozmosun en uzak mesafelerini araştırmak için en az 15 yıl harcamaktı. Hubble yaklaşık 30 yıldır evreni gözlemleyerek bu hedefi aştı. Yörüngedeki süresi boyunca teleskop 1,4 milyondan fazla gözlem yaptı ve gökbilimciler bu verileri çok çeşitli konularda 17.000'den fazla hakemli bilimsel yayın yayınlamak için kullandılar.
Hubble'ın kariyeri boyunca bugüne kadar yaptığı tüm bilimsel katkıların kapsamlı bir listesini sağlamak neredeyse imkânsız olsa da, teleskopun gözlemleri galaksilerin gelişimi ve büyümesi, çoğu galakside kara deliklerin varlığı, yıldızlar ve güneş sistemimizin dışındaki gezegenlerin atmosferik bileşimi.
Hubble'ın keşifleri, evren algımızı temelden değiştirdi ve önümüzdeki yıllar boyunca yeni gözlemler ortaya koymaya devam edecek.
Önceki Yazı
Sonraki Yazı