Características técnicas del telescopio orbital Hubble
El telescopio Hubble en órbita
En 1990, la agencia aeroespacial estadounidense NASA lanzó el telescopio espacial más nuevo, el Hubble, a la órbita terrestre. Se planeó utilizarlo para realizar diversos estudios que eran altamente complejos e inaccesibles para los telescopios terrestres. Esta nave espacial tuvo que cumplir requisitos especiales y su desarrollo requirió resolver muchos problemas técnicos complejos.
En desarrollo
La idea de construir un telescopio orbital prometedor y de alto rendimiento apareció en la NASA a finales de los años sesenta. Durante la siguiente década se fueron resolviendo cuestiones organizativas, técnicas y de otro tipo. En particular, en un momento determinado, el Congreso incluso se negó a asignar dinero para tal proyecto.
Sin embargo, en 1978 el prometedor programa recibió los permisos y la financiación necesarios. Al mismo tiempo, comenzó el desarrollo a gran escala del futuro telescopio. Según los planes de la época, el aparato debía ser lanzado a la órbita en 1983.
Varias organizaciones y empresas estuvieron involucradas en el desarrollo del telescopio. La NASA asumió el trabajo principal. El diseño del dispositivo y sus principales sistemas se realizó en el Centro Espacial. Marshall, y la creación de un complejo de instrumentos científicos fue confiada al Centro Marshall de Vuelos Espaciales. Dios mío.
Montaje de estructuras de casco
En el programa también participaron empresas comerciales que debían fabricar diversos dispositivos e instrumentos. Por ejemplo, la plataforma espacial para el telescopio fue encargada a Lockheed, y el sistema óptico debía ser fabricado por Perkin-Elmer. Algunos de los instrumentos científicos fueron encargados a agencias espaciales extranjeras.
Durante la etapa de desarrollo y fabricación, el telescopio recibió el nombre de Hubble, en honor al destacado astrónomo estadounidense Edwin Hubble. También se utilizó el nombre de Telescopio Espacial Hubble o HST.
Durante este período, el programa volvió a enfrentar diversas dificultades que afectaron su avance. En particular, debido a las dificultades con la producción de algunas unidades, fue necesario revisar varias veces el calendario y trasladar las fechas de puesta en funcionamiento del telescopio. Sin embargo, con el tiempo todos los problemas se solucionaron.
Telescopio en órbita
El lanzamiento del nuevo telescopio orbital tuvo lugar el 24 de abril de 1990. Como parte de la misión STS-31, el transbordador Discovery elevó el telescopio a su órbita prevista y lo envió en un vuelo independiente. Unos días más tarde, tras los preparativos necesarios, la nave espacial estaba lista para operar y realizar observaciones.
Fabricación de un espejo de telescopio en la planta de Perkin-Elmer, 1979.
Durante la primera etapa de operación, se estableció que casi todos los sistemas de a bordo funcionaban con normalidad. Al mismo tiempo, se descubrió un defecto en el espejo principal, que empeoraba la calidad de disparo en algunos modos. Como resultado, la NASA tuvo que encontrar urgentemente una solución y revisar el cronograma de investigación para tener en cuenta el defecto.
Para restaurar las funciones del telescopio, la agencia desarrolló el sistema de corrección óptica COSTAR. En diciembre de 1993, como parte de la misión STS-61, fue entregado con éxito en órbita e instalado en el Hubble. Después de completar todas las comprobaciones y ajustes necesarios, el telescopio pudo realizar todas las observaciones planificadas.
El telescopio HST todavía está en órbita y se utiliza activamente en varios programas científicos. Filma casi constantemente para varios clientes y ayuda a realizar una amplia gama de investigaciones espaciales. A lo largo de sus 34 años de funcionamiento, el Hubble ha ayudado a realizar muchos descubrimientos importantes.
Durante su funcionamiento, el telescopio fue modificado y modernizado repetidamente. Al sustituir ciertos dispositivos, fue posible ampliar el rango de tareas a resolver, aumentar la eficiencia del trabajo, etc. Se espera que una modernización oportuna ayude al telescopio a seguir funcionando en el futuro.
Uno de los bloques informáticos de la primera versión.
Plataforma espacial
Como parte del proyecto HST, la NASA y Lockheed colaboraron para desarrollar una plataforma espacial diseñada para albergar todos los instrumentos y dispositivos científicos. Este producto tenía requisitos especiales, lo que afectó la complejidad del proyecto.
El dispositivo recibió un cuerpo cilíndrico de diámetro variable, fabricado en aluminio. En el interior había un marco fabricado con perfiles de fibra de carbono, sobre el que se fijaban diversos dispositivos. Para proteger los equipos sensibles de factores externos, se utiliza aislamiento multicapa.
Para el Hubble se ha desarrollado un sistema de control original que permite orientar el telescopio con gran precisión. El sistema de control de apuntamiento incluye diferentes tipos de sensores y varios actuadores, gracias a los cuales el telescopio determina su posición en el espacio con gran precisión y la corrige de acuerdo con la tarea recibida.
La longitud del casco supera los 13 m y el diámetro máximo es de 4,3 m. Además, en los laterales se han instalado dos paneles solares de 7,1 x 2,6 m cada uno. La masa del telescopio con equipo es de aprox. 12,5 toneladas.
El lanzamiento del transbordador espacial Discovery con el telescopio Hubble a bordo, el 24 de abril de 1990.
Debes prestar atención a las dimensiones y al peso del dispositivo. Lanzar una carga útil de este tipo a una órbita cercana a la Tierra no es una tarea fácil. Se resolvió con la ayuda del transbordador espacial reutilizable. Durante la misión STS-31, el transbordador demostró plenamente sus capacidades de este tipo.
equipo objetivo
Para el Hubble se desarrolló un telescopio único con características mejoradas, capaz de obtener imágenes de alta resolución en varios rangos. Este sistema se caracteriza por sus grandes dimensiones y ocupa casi todo el volumen interno del cuerpo de la tubería.
El telescopio HST es un telescopio reflector construido según el diseño Ritchey-Chretien. El espejo primario tiene un diámetro de 2,4 m y fue fabricado por Perkin-Elmer. Tuvo que desarrollar e implementar nuevas tecnologías de fabricación y pulido que permitieran formar una superficie reflectante con una precisión de hasta micrómetros.
Al mismo tiempo, Kodak estaba fabricando un espejo de respaldo. En este caso se utilizaron tecnologías ya conocidas y dominadas. Afortunadamente, este artículo no fue necesario y posteriormente se convirtió en una pieza de museo.
Instalación del sistema COSTAR, 8 de diciembre de 1993.
El cuerpo del telescopio tiene cinco compartimentos para almacenar instrumentos de investigación. El equipamiento a bordo del telescopio cambiaba constantemente, lo que permitía realizar diferentes observaciones. Además, gracias a la arquitectura modular, fue posible instalar el sistema COSTAR y corregir los errores en la fabricación del espejo.
En el lanzamiento, el Hubble llevaba la cámara de campo amplio, la cámara planetaria, el espectrógrafo Goddard, la cámara y espectrógrafo de objetos débiles y el fotómetro de alta velocidad. En 1993 se instaló en su lugar un sistema de corrección que permitió aprovechar al máximo el potencial de otros dispositivos. Además, las cámaras y los espectrógrafos fueron reemplazados periódicamente por productos modernos.
En 2009 se llevó a cabo otra modernización con la sustitución de algunos equipos. A estas alturas, cámaras, etc. recibieron sus propios medios para corregir las imágenes distorsionadas por un espejo. Esto hizo posible prescindir del sistema COSTAR y colocar un espectrógrafo ultravioleta en el compartimento liberado.
A bordo del Hubble se instalan varias computadoras para realizar el procesamiento inicial de datos y otras operaciones. Originalmente albergaba las computadoras DF-224 y NSSC-1, fabricadas por diferentes empresas. Posteriormente fueron reemplazados por sistemas más modernos. La última modernización de este tipo tuvo lugar en 1999. A pesar de su obsolescencia, los ordenadores de aquella época siguen cumpliendo con éxito las tareas asignadas.
Trabajo en el telescopio, mayo de 1999.
Tareas y soluciones
El telescopio espacial Hubble es uno de los desarrollos más complejos y emocionantes del historias cosmonáutica mundial. Para crear el telescopio y sus sistemas de soporte, la NASA y sus contratistas tuvieron que resolver una serie de problemas complejos en las áreas de ingeniería, tecnología, informática, etc.
El resultado fue un telescopio espacial único que tiene ventajas significativas sobre los sistemas terrestres. No todo salió bien y en sus primeros años el Hubble no pudo realizar todas sus tareas. Sin embargo, los problemas principales se resolvieron y el telescopio ha estado realizando observaciones durante casi 35 años.
La NASA planea mantener el HST en funcionamiento al menos hasta el final de esta década. Después de 2030 se estudiará la cuestión de seguir utilizando el aparato o de desecharlo. Es probable que se realice otra modernización que permitirá que continúen los programas de investigación únicos.
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