30 лет назад появились первые четкие изображения с телескопа «Хаббл».

Космический телескоп «Хаббл», запущенный в 1990 году, за последние 30 лет произвел революцию в астрономии, предоставив невероятно детальные изображения Вселенной. Однако вскоре после его запуска ученые обнаружили проблему, которая угрожала его способности получать четкие и ясные изображения. Поэтому им пришлось разработать инновационное решение и провести последующий ремонт на орбите, которое позволило бы телескопу выполнять свою работу без дальнейших проблем.

Первые исправленные снимки «Хаббла» появились ровно тридцать лет назад, 13 января 1994 года, и наглядно показали, что проблема, мешавшая его бесперебойной работе, была решена. Успешный ремонт стал переломным моментом для миссии, позволив «Хабблу» получать четкие изображения и способствовать важнейшим научным открытиям в астрономии, которые продолжаются до сих пор.

Большая проблема с оптикой

В июне 1990 года, во время первых наблюдений с помощью «Хаббла», астрономы заметили, что изображения получаются удивительно размытыми. После тщательного анализа они обнаружили, что проблема заключается в эффекте сферической аберрации, вызванной ошибкой в кривизне первичного зеркала. Этот дефект искажал свет, исходящий от небесных объектов, что снижало точность получаемых изображений.

Источник проблемы был обнаружен в процессе изготовления первичного зеркала, в частности, при использовании неисправного измерительного прибора. Кривизна зеркала не соответствовала требуемым характеристикам, из-за чего изображения, проецируемые на матрицу телескопа, искажались. Этот технический недостаток ставил под угрозу научную достоверность наблюдений и репутацию миссии в целом.

Поэтому необходимо было найти инновационное решение, чтобы исправить ошибку и заставить телескоп «Хаббл» работать с максимальной отдачей.

Успешный ремонт

Выявив проблему, ученые и инженеры быстро приступили к разработке решения и восстановлению полной функциональности ценного космического инструмента. Было решено установить корректирующий прибор — Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR), предназначенный для компенсации сферической аберрации.

Первая миссия по ремонту телескопа Хаббл, известная как STS-61, была запущена 2 декабря 1993 года. В ходе этой миссии экипаж астронавтов под руководством командира Ричарда Кови успешно установил COSTAR, а также новую камеру и усовершенствованный спектрометр. Эти приборы были разработаны для улучшения наблюдательных возможностей телескопа и смягчения последствий неисправности основного зеркала.

Ремонт оказался поистине успешным. После установки COSTAR и других инструментов телескоп «Хаббл» начал передавать необычайно четкие и детальные изображения, превзойдя даже ожидания ученых.

Первые скорректированные изображения

Самое первое изображение, переданное на Землю, появилось 13 января 1994 года и показывало ядро галактики M100. С первого взгляда можно было заметить, как заметно улучшился вид Хаббла до и после сервисной миссии в декабре 1993 года.

На предыдущем снимке той же галактики, сделанном камерой WFPC-1 в широкоугольном режиме 27 ноября 1993 года, за несколько дней до сервисной миссии STS-61, отчетливо видны эффекты оптической аберрации в первичном зеркале. Свет звезд и мелкие детали были размыты, поскольку дефект сильно ограничивал способность телескопа видеть слабые структуры.

Напротив, новый снимок, сделанный 31 декабря 2023 года с помощью широкоугольной и планетарной камеры второго поколения (WFPC-2), установленной во время технического обслуживания на STS-61, показал, что корректирующая оптика камеры полностью компенсирует аберрацию в первичном зеркале Хаббла. Модифицированная оптика WRPC-2 исправила ранее размытый вид, что позволило телескопу впервые четко разрешить слабые структуры диаметром до 30 световых лет в галактике, удаленной на десятки миллионов световых лет.