Оптический орбитальный телескоп

Согласно первоначальным планам, первый в мире орбитальный телескоп должен был вступить в строй в 1983 году. Однако в намеченные сроки его не только не вывели на орбиту, но даже не построили. Запуск заменили на церемонию крещения — именно тогда телескопу присвоили имя Эдвина Хаббла. NASA к тому же пришлось не раз просить у Конгресса дополнительных ассигнований на завершение проекта. В конечном счете разработка, изготовление и запуск «Хаббла» обошлись без малого в $2 млрд. «Хаббл» имел все шансы отправиться в космос в 1986 году, но старт отложили из-за катастрофы «Челленджера». Разобранный телескоп пролежал на заводе в Саннивейле еще три года. В октябре 1989-го упрятанную в контейнер 11-тонную обсерваторию перевезли на авиабазу Моффет-Филд, погрузили на военно-транспортный самолет С-5А и под покровом секретности доставили на мыс Канаверал. 29 марта 1990 года ее разместили в грузовом отсеке корабля «Дискавери», который ушел в космос 24 апреля. На следующий день, на 14-м витке шаттла, астронавты отправили обсерваторию в свободный полет. 20 мая «Хаббл» передал на Землю первый снимок космического объекта NGC 3532 — мелкого звездного скопления из нашей Галактики, отстоящего от Солнца на 1300 световых лет. Об этом событии NASA сообщило с большой помпой, хотя на самом деле радоваться было еще рано. Космические картинки не были достаточно резкими, и специалистам никак не удавалось увеличить их четкость. Поначалу эту информацию скрывали от публики, но 27 июня руководство NASA предало ее гласности на пресс-конференции. О конфузе немедленно и с немалым ехидством заговорила мировая пресса. Дорогостоящий проект, от которого ждали великих астрономических открытий, грозил обернуться полным провалом. Причиной неполадок оказался дефект шлифовки главного зеркала. Его центральная зона примерно соответствовала заданной гиперболической геометрии, однако на периферии оно оказалось чуть менее вогнутым, нежели требовалось. Сама по себе эта погрешность была ничтожной (менее 2 мкм), но и этого хватило для возникновения значительной сферической аберрации. Виноватых обнаружили быстро. Оказалось, что техники PerkinElmer контролировали точность шлифовки лазерным интерферометром с неправильно установленными линзами. Неисправный прибор завысил кривизну зеркала, и его перешлифовали, сделав чересчур плоским. Любопытно, что PerkinElmer получила от NASA контракт на изготовление зеркала прежде всего потому, что запросила на $30 млн. меньше, чем ее основной конкурент, компания Kodak, включившая в стоимость проекта дополнительный всесторонний контроль качества рефлектора. Начальство NASA клюнуло на дешевизну, но заплатить пришлось намного больше — PerkinElmer в итоге стребовала с федеральной казны $450 млн. (в шесть раз больше первоначальной стоимости контракта!).

Малоприятные последствия дефекта шлифовки основного зеркала можно было до некоторой степени нейтрализовать за счет снижения светочувствительности телескопа. Для этого в его электронные фотокамеры следовало посылать только свет, отраженный от центра зеркала, и совершенствовать оцифрованные изображения с помощью корректирующих компьютерных программ, однако при этом терялось более 80% прошедшего через апертуру света. Это сводило к нулю основное достоинство космического телескопа — способность фотографировать очень тусклые космические объекты, и качество снимков с «Хаббла» было ненамного лучшим, чем у крупнейших земных телескопов.

Но специалисты нашли выход. «Хаббл» нес пять астрономических приборов: широкоугольную фотокамеру, способную осуществлять обзорные съемки и работать в режиме наблюдения планет, камеру для съемки тусклых объектов, два спектрографа и высокоскоростной фотометр. Эксперты рекомендовали заменить основную фотокамеру на аналогичную модель с модифицированной оптикой, исправляющей сферическую аберрацию. В этих же целях было решено оснастить «Хаббл» зеркальным оптическим преобразователем COSTAR, позволяющим улучшить работу спектрографов и камеры для съемки слабосветящихся объектов. Для его размещения потребовалось убрать фотометр, но другого выхода все равно не было. Новую аппаратуру нужно было изготовить и отъюстировать, а это требовало времени. Более того, ее могли установить лишь инженеры-астронавты, а у трех шаттлов и так хватало работы. Поэтому еще более трех лет «Хаббл» проработал в нештатном режиме. К декабрю 1993 года у телескопа начали «барахлить» солнечные панели и отказали два банка электронной памяти и три гироскопа системы ориентации. Поэтому ремонт отнюдь не ограничился заменой астрономической аппаратуры. Работы, выполненные экипажем космического корабля «Индевер», заняли в общей сложности 35 часов, но зато после этого «Хаббл» впервые «прозрел». Позднее «Хаббл» модернизировали еще трижды — в 1997, 1999 х 2002 годах. Он получил новые спектроскопы, гироскопы и запоминающие устройства, более мощный бортовой компьютер, а также сверхсовременную камеру для обзорных съемок, позволяющую вести наблюдения в спектральном диапазоне от ближней инфракрасной зоны до ультрафиолета.

Еще несколько лет назад специалисты предполагали, что «Хаббл» прослужит вплоть до 2010 года. Но в августе 2004-го из-за неисправностей в системе питания отказал спектрограф. Плановое техобслуживание намечалось провести в феврале 2005-го, однако доставить ремонтную бригаду к телескопу было нечем: после гибели «Колумбии» (1 февраля 2003 года) все запуски шаттлов были отменены. Существует и более серьезная проблема. «Хаббл» ориентируется в пространстве с помощью гироскопов, которые, увы, не вечны. Телескоп стабилизировали три «волчка», однако для пущей сохранности один из них 28 августа 2005 года перевели в пассивный режим. Есть реальная опасность, что к 2008 году у «Хаббла» останется лишь один действующий гироскоп, и тогда телескоп, скорее всего, станет совершенно бесполезным. Для исправления этой ситуации необходим пятый по счету сеанс техобслуживания, но вот состоится ли он — вопрос открытый. «Руководство NASA не исключает очередной модернизации „Хаббла“. В первую очередь придется привести в порядок систему ориентации. Вероятность того, что к середине 2008 года по крайней мере два гироскопа сохранят работоспособность, составляет всего 50%. Сейчас мы пытаемся разработать метод нацеливания телескопа с помощью единственного гироскопа, но получится ли это, пока не ясно». «Хаббл» нуждается и в новых аккумуляторах: емкость старых постепенно сокращается и уже через четыре года они не смогут обеспечить телескоп необходимой энергией. Хотелось бы также оснастить его новой широкоугольной камерой и новым ультрафиолетовым спектрографом. Если удастся провести пятый ремонт, «Хаббл», скорее всего, сможет функционировать вплоть до запуска своего преемника, космического телескопа «Джеймс Уэбб», который будет выведен на орбиту не раньше середины 2013 года«. Орбитальный телескоп «Хаббл» уже отправил на Землю свыше семисот тысяч изображений различных космических объектов. Эта информация оказалась крайне важной для астрономии, астрофизики и космологии: с ее помощью было установлено присутствие сверхмассивных черных дыр в галактических ядрах и доказано, что Вселенная расширяется с возрастающей скоростью. Но «Хаббл» все еще продолжает трудиться — он ведет поиск миров на самом краю видимой Вселенной.