Telescop spațial Hubble

Telescop spațial Hubble
Emblema misiunii
Imaginea vehiculului
Telescopul spațial Hubble, așa cum este văzut de la naveta spațială Atlantis , în timpul misiunii de serviciu 4 ( STS-125 ), a șasea și ultima
Date despre misiune
Operator	NASA
ID NSSDC	1990-037B
SCN	20580
Satelit de	Teren
Rezultat	în curs
Naveta	Descoperire
Vector	Naveta spatiala
Lansa	24 aprilie 1990
Locul lansării	Rampa 39B
Proprietatea navei spațiale
Greutate la lansare	11 110 kg
Constructor	Lockheed Martin
Instrumentaţie	Cameră cu câmp larg și planetă, spectrograf Goddard de înaltă rezoluție, fotometru de mare viteză, cameră cu obiecte slabe, spectrograf cu obiecte slabe, cameră cu câmp larg și planetară 2, înlocuire axială a telescopului spațial corectiv, cameră cu infraroșu apropiat și spectrometru cu mai multe obiecte, telescop spațial Spectrograf de imagistică, cameră avansată pentru sondaje, cameră cu câmp larg 3 și spectrograf cu origini cosmice
Parametrii orbitali
Orbită	orbită terestră joasă
Apogeu	543,7 km
Perigeu	539,8 km
Perioadă	95,48 min
Înclinare	28,47 °
Excentricitate	0,000284
Axa semi-majoră	6 919,9 km
Site-ul oficial
Mari Observatori ai NASA
Misiunea anterioară Următoarea misiune Observatorul Compton Gamma Ray
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Hubble (Telescopul spațial Hubble, sau HST ) este un telescop spațial care a fost lansat pe orbita scăzută a Pământului în 1990 și este în prezent operațional. Deși nu a fost primul telescop spațial, Hubble este unul dintre cele mai mari și mai versatile și este bine cunoscut ca un instrument de cercetare extrem de important, precum și un steag al științelor astronomice din imaginația colectivă. HST a fost numit în onoarea astronomului Edwin Hubble și este unul dintre marile observatoare ale NASA , alături de Observatorul Compton Gamma Ray , Observatorul cu raze X Chandra și Telescopul spațial Spitzer . ^[1]

Cu o oglindă de 2,4 metri în diametru, cele 5 instrumente principale ale Hubble observă în ultravioletul apropiat , în vizibil și în infraroșul apropiat . Orbita externă a telescopului, în afara distorsiunii atmosferei Pământului , îi permite să obțină imagini cu rezoluție extrem de ridicată, cu un zgomot contextual substanțial mai mic decât cel care afectează telescoapele de pe Pământ . Hubble a înregistrat unele dintre cele mai detaliate imagini în lumină vizibilă, permițând o viziune profundă în spațiu și timp . Multe observații ale HST au avut un feedback în astrofizică , de exemplu, determinând cu exactitate rata de expansiune a Universului .

Hubble a fost construit de NASA , cu contribuții aleESA . Space Telescope Science Institute (STScI) selectează obiectivele telescopului și procesează datele obținute, în timp ce Goddard Space Flight Center monitorizează vehiculul. ^[2]

Încă din 1923 , au fost propuse mai multe telescoape spațiale. Hubble a fost finanțat în anii 1970 , cu o lansare propusă în 1983 , dar care a fost amânată din cauza întârzierilor tehnice, a problemelor bugetare și a dezastrului Challenger din 1986 . Odată lansată în 1990 , a fost descoperită o problemă cu oglinda primară, care fusese excavată incorect, compromitând capacitățile telescopului. Optica a fost îmbunătățită la calitatea așteptată de către o misiune de service în 1993 .

Hubble este singurul telescop care a fost proiectat pentru a fi modificat pe orbită de către astronauți. După lansarea cu Space Shuttle Discovery în 1990, 5 misiuni ale Space Shuttle au reparat, modernizat și înlocuit sistemele de pe telescop, inclusiv toate cele 5 instrumente principale ale acestuia. A cincea misiune a fost anulată în urma dezastrului Columbia din 2003, dar după o discuție publică aprinsă, administratorul NASA Mike Griffin a aprobat cea de-a cincea misiune de serviciu , finalizată în 2009. Telescopul este funcțional până în 2020 și conform estimărilor va funcționa până în 2030 - 2040 ^{[ 3]} . Succesorul său, Telescopul spațial James Webb (JWST), este așteptat să fie lansat - cu excepția amânărilor suplimentare - până în octombrie 2021. ^[4]

Concept, design și obiective

Primele propuneri

În 1923 Hermann Oberth , considerat un tată al ingineriei aerospațiale moderne, împreună cu Robert H. Goddard și Konstantin Ciolkovski , au publicat Die Rakete zu den Planetenräumen ( Racheta în spațiul interplanetar ), în care a menționat transportul unui telescop de pe Pământ pe orbită. printr-o rachetă ^[5] .

Istoria Telescopului Spațial Hubble poate fi urmărită până la o lucrare din 1946 a astronomului Lyman Spitzer , Avantajele astronomice ale unui observator extraterestru ^[6] . În cadrul acestuia, el a discutat despre cele două avantaje principale pe care le-ar avea un observator spațial față de telescoapele de la sol. În primul rând, rezoluția unghiulară (cea mai mică separare la care obiectele pot fi clar distinse) ar fi limitată doar prin difracție , în timp ce în atmosferă ar fi afectată de turbulența care determină pulsarea stelelor . În acel moment, telescoapele de la sol erau limitate la rezoluții de 0,5 - 1,0 secunde de arc , comparativ cu rezoluția teoretică a unui sistem limitat de difracție de aproximativ 0,05 secunde de arc, pentru un telescop cu o oglindă de 2,5 metri în diametru . Mai mult, un telescop spațial ar putea observa lungimi de undă puternic absorbite de atmosferă atât în lumina infraroșie, cât și în cea ultravioletă .

Spitzer și-a petrecut cea mai mare parte a carierei apăsând pe dezvoltarea unui telescop spațial. În 1962 , un raport al Academiei Naționale de Științe a recomandat dezvoltarea unui telescop spațial, iar în 1965 Spitzer a fost pus la conducerea unei comisii pentru a-și determina obiectivele științifice. ^[7]

OSO-2 în timpul pregătirilor de lansare

Astronomia bazată pe spațiu a început la o scară foarte scăzută în timpul celui de-al doilea război mondial , când oamenii de știință i-au aplicat propriile dezvoltări în tehnologia vectorială. Primul spectru ultraviolet al Soarelui a fost obținut în 1946 ^[8] , iar NASA a lansat Observatorul Solar Orbitant (OSO) în 1962 pentru a obține spectre ultraviolete, cu raze X și gamma . ^[9] Un telescop solar orbitant a fost lansat în 1962 din Marea Britanie ca parte a Programului Ariel , iar în 1966 NASA a promovat misiunea Observatorului Astronomic Orbitant (OAO). Bateriile OAO-1 au fost descărcate la 3 zile după lansare, punând capăt misiunii. A fost urmat de OAO-2, care a efectuat observații ultraviolete ale stelelor și galaxiilor de la lansarea sa în 1968 până în 1972 , cu mult peste speranța de viață de un an. ^[10]

Misiunile OSO și OAO au demonstrat rolul important pe care îl puteau juca observațiile bazate pe spațiu asupra astronomiei, iar în 1968 NASA a dezvoltat primele planuri de afaceri pentru un telescop spațial reflectorizant cu o oglindă de 3 metri diametru, cunoscut sub numele de Large Orbiting Telescope sau Large Space Telescope (LST), cu o lansare planificată în 1979 . Aceste planuri au subliniat necesitatea unor misiuni de întreținere a telescopului pentru a se asigura că un program atât de scump a avut o durată lungă de viață operațională, iar dezvoltarea concomitentă a planurilor pentru naveta spațială reutilizabilă a indicat că tehnologia pentru realizarea acestui lucru va fi disponibilă în curând. ^[11]

Finanțare

Astronautul Owen Garriott efectuează un EVA în timpul Skylab 3 lângă Muntele Telescopului Apollo

Succesul continuu al programului OAO a încurajat NASA prin creșterea aprecierilor puternice din partea comunității astronomice, alimentat de faptul că LST ar fi o țintă importantă. În 1970, NASA a stabilit două comisii, una pentru planificarea laturii de inginerie a proiectului telescopului spațial și alta pentru determinarea obiectivelor științifice ale misiunii. Odată stabilit, următorul pas pentru NASA ar fi strângerea de fonduri pentru instrumente, care ar fi fost mult mai scumpe decât orice telescop de pe Pământ. Congresul Statelor Unite a forțat reduceri bugetare pentru etapele de planificare, care în acel moment constau în studii foarte detaliate pentru potențiale instrumente și hardware ale telescopului. În 1974 , cheltuielile publice au determinat Congresul să reducă toate fondurile destinate proiectului. ^[12]

Ca răspuns la aceasta, s-a format o asociație națională de astronomi. Mulți dintre ei s-au întâlnit personal cu senatorii și deputații și au fost organizate campanii de corespondență pe scară largă. Academia Națională de Științe a publicat un raport care subliniază necesitatea unui telescop spațial, iar Senatul a fost de acord în cele din urmă să ofere jumătate din bugetul aprobat inițial de Congres. ^[13]

Problemele de finanțare au dus la o reducere a dimensiunii proiectului, iar diametrul oglinzii primare a trecut de la 3 la 2,4 m ^[14] , atât din cauza reducerilor bugetare, cât și pentru a permite o configurație mai compactă și funcțională a hardware-ului telescopului. Un precursor de 1,5 m propus inițial pentru testarea sistemelor care vor fi utilizate în telescopul final a fost anulat și a fost solicitată și participareaAgenției Spațiale Europene din aceleași motive. ESA a fost de acord să furnizeze finanțare, împreună cu unul dintre instrumentele sale de primă generație, celulele solare care ar alimenta-o și un personal care să lucreze direct în Statele Unite , astronomii europeni returnând cel puțin 15% din observații pe telescop. ^[15] Congresul a aprobat în cele din urmă subvenția de 36 de milioane de dolari în 1978 ^[13], iar proiectarea LST a început serios, urmărind o dată de lansare în 1983 . În 1983, telescopul a fost numit în onoarea lui Edwin Hubble , ^[16] care a făcut una dintre cele mai importante descoperiri ale secolului al XX-lea când a descoperit că Universul se extinde .

Proiectarea și construcția telescopului

Oglindirea primară Hubble la Perkin-Elmer, martie 1979

Odată ce s-a obținut lumina verde pentru proiectul telescopului spațial, lucrările la program au fost împărțite între multe instituții. Centrul de zbor spațial Marshall (MSFC) a fost responsabil pentru proiectarea, dezvoltarea și construcția telescopului, în timp ce Centrul de zbor spațial Goddard era responsabil cu controlul instrumentelor științifice și al misiunii. ^[17] MSFC a comandat optica care alcătuiește ansamblul telescopului optic (OTA) și senzorii de ghidare fine de la Perkin-Elmer. Lockheed a fost însărcinată să construiască și să integreze vehiculul în care va fi găzduit telescopul. ^[18]

Ansamblu telescop optic (OTA)

Optic, HST este un reflector Cassegrain cu un design Ritchey-Chrétien , la fel ca în cazul celor mai mari telescoape profesionale. Acest design, cu două oglinzi hiperbolice , este cunoscut pentru performanța sa fotografică bună într-o viziune pe câmp larg, cu dezavantajul că oglinzile ar fi fost forme dificil de construit. Oglinda și sistemele optice ale telescopului ar determina performanța sa finală, iar pentru aceasta au fost proiectate după specificații extrem de precise. Telescoapele optice au de obicei oglinzi netede cu o precizie de aproximativ o zecime din lungimea de undă a luminii vizibile , dar Hubble a trebuit să fie utilizat pentru observații de la vizibil la ultraviolet (cu lungimi de undă mai mici) și a trebuit să limiteze difracția , exploatând toate avantajele mediului spațial . Pentru aceasta, oglinda lui ar avea nevoie de netezire la 10 nm , sau aproximativ 1/65 din lungimea de undă a luminii roșii . ^[19] Prin urmare, OTA nu a fost conceput pentru cele mai bune observații în infraroșu , deoarece oglinzile ar fi fost menținute la aproximativ 15 ° C , limitând efectiv performanța Hubble în infraroșu. ^[20]

Oglinda de rezervă, de Kodak; structura sa internă de sprijin poate fi văzută deoarece nu este acoperită cu suprafața reflectorizantă

Perkin-Elmer s -a gândit să folosească mașini de șlefuit extrem de sofisticate construite special pentru a aduce oglinda la forma necesară. ^[18] Cu toate acestea, în cazul în care tehnologia lor de tăiere s-a dovedit problematică, NASA a acordat un subcontract către Kodak pentru a construi o oglindă de rezervă folosind tehnici tradiționale de lustruire. ^[21] (Echipa Kodak și Itek s-au oferit, de asemenea, să facă treaba originală de șlefuire. Oferta a inclus și controale încrucișate între cele două companii asupra oglinzilor pe care le-au făcut, ceea ce ar fi evitat cu siguranță eroarea de șlefuire din cauza problemelor ulterioare. ^{[ 21] ] 22]} ) Oglinda Kodak este în prezent pe ecran permanent la Muzeul Național al Aerului și Spațiului . ^{[23] [24]} Oglinda Itek este acum utilizată în telescopul de 2,4 m al Observatorului Magdalena Ridge . ^[25]

Construcția oglinzii Perkin-Elmer a început în 1979 dintr-un dulap de sticlă cu expansiune foarte mică construit de Corning . Pentru a minimiza greutatea oglinzii (818 kg) are o structură sandwich: două plăci cu o grosime de aproximativ 25 mm care conțin o structură de susținere în fagure de aproximativ 25,4 cm grosime. Perkin-Elmer a simulat microgravitatea susținând oglinda din spate folosind 130 de căi care au exercitat cantități variate de forță . ^[26] Acest lucru a asigurat forma finală presupusă corectă și specificată a oglinzii. Netezirea acestora a continuat până în mai 1981 , când NASA i-a cerut lui Perkin-Elmer structurile de management, amânând prelucrarea dincolo de data de lansare și buget programate. Pentru a economisi bani, NASA a oprit lucrul la oglinda de rezervă și a stabilit data lansării telescopului pentru octombrie 1984 . Oglinda a fost finalizată la sfârșitul anului 1981; A fost spălat cu 9100 litri de apă caldă și deionizată și apoi a fost acoperit cu o placare cu 65 nm de aluminiu și încă o grosime de 25 nm, în fluorură de magneziu . ^{[20] [27]}

OTA, măsurarea fasciculului și deflectorul secundar sunt vizibile în această imagine Hubble în primele etape ale construcției sale

Au continuat să fie exprimate îndoieli cu privire la competența lui Perkin-Elmer într-un proiect de această magnitudine, pe măsură ce costurile au crescut și cronologia s-a prelungit pentru a produce restul OTA. Ca răspuns, NASA a descris data lansării ca fiind incertă și în continuă schimbare, mutând-o în aprilie 1985 . Planurile lui Perkin-Elmer au continuat să scadă cu o rată de aproximativ o lună pe trimestru și întârzierile acumulate zi de zi. NASA a fost apoi nevoită să mute data lansării din martie până în septembrie 1986 . În acel moment, bugetul total al proiectului a crescut la 1,175 miliarde de dolari. ^[28]

Sisteme de vehicule

Vehiculul în care sunt adăpostite oglinda și instrumentele a fost o altă provocare majoră de inginerie. Ar fi fost rezistent la schimbările de la lumina directă a soarelui la întunericul umbrei pământului, ceea ce ar fi provocat schimbări semnificative de temperatură, menținându-și în același timp forma stabilă pentru a permite orientarea telescopului cu o precizie ridicată. ^[29] O foaie de izolație cu mai multe straturi menține temperatura telescopului stabilă și înconjoară o carcasă ușoară din aluminiu în care se află oglinda și instrumentele. În interiorul scutului, un cadru din fibră de carbon menține instrumentele în poziție rigidă. Deoarece compușii din grafit sunt higroscopici , exista riscul ca vaporii de apă absorbiți de cadru în „camera curată” a lui Lockheed să se evapore ulterior în vidul spațiului, ducând la acoperirea instrumentelor telescopului cu gheață . Pentru a reduce riscul, înainte de lansare a fost efectuată o curățare cu azot . ^[30]

În timpul construcției vehiculului în care ar fi găzduit telescopul și instrumentele, lucrurile au mers puțin mai ușor decât OTA, în ciuda faptului că Lockheed suferea și de schimbări de buget și planificare (în vara anului 1985 construcția vehiculului era de 30% peste buget cu 3 luni întârziere în program). Un raport MSFC a afirmat că Lockheed a avut tendința să se bazeze pe îndrumarea NASA, mai degrabă decât să acționeze din proprie inițiativă. ^[31]

Sisteme de procesare la bord

DF-224 în Hubble, înainte de a fi înlocuit în 1999

Primele 2 computere primare ale HST au fost un DF-224 de 1,25 MHz , construit de Rockwell Autonetics , care conținea 3 procesoare redundante și 2 NSSC-1 (NASA Standard Spacecraft Computer, Model 1), dezvoltat de Westinghouse și GSFC folosind logica tranzistori cu diode (DTL). Un coprocesor pentru DF-224 a fost adăugat în timpul misiunii de serviciu 1 în 1993 ; acesta consta din 2 procesoare redundante bazate pe Intel 80386 , cu un co-procesor matematic 80387 . ^[32] DF-224 și coprocesorul său 386 au fost înlocuite cu un Intel 80486 de 25 MHz în timpul misiunii de serviciu 3A din 1999 . ^[33]

În plus, unele dintre instrumentele științifice aveau propriile lor sisteme de control bazate pe microprocesor . Componentele cu transponder cu acces multiplu (MAT), MAT-1 și MAT-2 utilizează microprocesoare Hughes Aircraft CDP1802CD. ^[34] Camera Wide Field și Planetary (WFPC) a folosit, de asemenea, un RCA 1802 . WFPC-1 a fost înlocuit de WFPC-2 în timpul misiunii de serviciu 1 în 1993, ^[35] care a fost la rândul său înlocuit cu camera largă 3 în timpul misiunii de serviciu 4 în 2009 .

Instrumente inițiale

Vedere explodată a Hubble la lansare

Când a fost lansat, HST avea 5 instrumente științifice: camera cu câmp larg și planetă (WF / PC), spectrograful Goddard de înaltă rezoluție (GHRS), fotometrul de mare viteză (HSP), camera cu obiecte slabe (FOC) și Spectrograf de obiecte slabe (FOS). WF / PC a fost un dispozitiv fotografic de înaltă rezoluție care a fost destinat observațiilor optice. A fost construit de Jet Propulsion Laboratory și a încorporat un set de 48 de filtre care izolează liniile spectrale de interes astrofizic deosebit. Instrumentul conținea 8 senzori CCD împărțiți în 2 camere , fiecare cu 4 CCD-uri. Fiecare CCD avea o rezoluție de 0,64 megapixeli . ^[36] „Camera cu câmp larg” (WFC) acoperea un câmp unghiular mare în detrimentul rezoluției, în timp ce „camera planetară” (PC) făcea fotografii la o distanță focală mai mare și mai eficientă decât cea a cipurilor WF, oferind le mai multă putere. ^[37]

GHRS a fost un spectrometru conceput pentru a funcționa în ultraviolete . A fost construit de Goddard Space Flight Center și putea atinge o rezoluție spectrală de 90.000. ^[38] FOC și FOS au fost, de asemenea, optimizate pentru observații ultraviolete și au oferit cea mai mare rezoluție spațială disponibilă pe Hubble. Aceste 3 instrumente au adoptat DigiCon cu contoare de fotoni , mai bine decât senzorii CCD. FOC a fost construit de ESA , în timp ce Universitatea din California din San Diego și Martin Marietta au construit FOS. ^[37]

Instrumentul final a fost HSP, proiectat și construit la Universitatea din Wisconsin-Madison . A fost optimizat pentru observații vizibile și ultraviolete ale stelelor variabile și ale altor obiecte astronomice care le-au variat strălucirea. A fost capabil să efectueze până la 100.000 de măsurători pe secundă cu o precizie de 2% sau mai mare. ^[39]

Sistemul de îndrumare al HST poate fi folosit și ca instrument științific. Cei trei senzori de ghidare fine (FGS) sunt utilizați în principal pentru a menține telescopul îndreptat cu precizie în timpul unei observații, dar pot efectua și astrometrie extrem de precisă; Măsurătorile au fost obținute cu o precizie de 0,0003 secunde de arc . ^[40]

Suport la sol

Centrul de control Hubble, la Centrul de zbor spațial Goddard, în 1999

Institutul de Științe pentru Telescopul Spațial (STScI) este responsabil pentru operațiunile științifice ale telescopului și pentru transmiterea datelor produse astronomilor. STScI este operat de Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) și este situat fizic în Baltimore , Maryland , în campusul Homewood al Universității Johns Hopkins , una dintre cele 39 de universități din SUA și 7 filiale internaționale care fac parte din consorțiu . AURA. STScl a fost înființat în 1981 în urma unei bătălii între NASA și comunitatea științifică; ^{[41] [42]} NASA a dorit să păstreze funcția de control pentru sine, dar oamenii de știință au dorit să bazeze telescopul pe armuri academice . ^{[43] [44]} Facilitatea europeană de coordonare a telescopului spațial (ST-ECF), înființată în Garching bei München , lângă München , în 1984 , a oferit sprijin similar astronomilor europeni până în 2011 , când activitățile sale au fost transferate către „Astronomia spațială europeană” Centru.

Orbita joasă a Hubble face ca multe ținte să fie vizibile doar pentru mai puțin de jumătate din perioada orbitală, deoarece acestea sunt blocate de Pământ pentru jumătate din fiecare orbită.

O operațiune destul de complexă gestionată de STScI este planificarea observațiilor telescopului. ^[45] Hubble se află pe orbită scăzută a Pământului pentru a permite misiuni de serviciu, dar aceasta înseamnă că majoritatea țintelor astronomice sunt ascunse de Pământ pentru puțin mai puțin de jumătate din fiecare orbită. Observațiile nu pot avea loc pe măsură ce telescopul trece prin anomalia Atlanticului de Sud din cauza nivelurilor ridicate de radiații și există, de asemenea, zone considerabile de excludere în jurul Soarelui (excluzând observațiile lui Mercur ), ale Lunii și ale Pământului. Unghiul de evitare a Soarelui este de aproximativ 50 ° pentru a evita iluminarea oricărei părți a OTA. Evitarea Pământului și a Lunii păstrează luminozitatea în afara FGS și păstrează lumina împrăștiată departe de intrarea în instrumente. Cu toate acestea, dacă FGS ar fi oprit, Luna și Pământul ar putea fi observate. Observațiile planetei noastre au fost utilizate la începutul programului pentru a genera câmpuri plate pentru instrumentul WF / PC. Există, de asemenea, o zonă de vizualizare continuă (CVZ), aproximativ 90 ° față de planul orbital Hubble, în care țintele nu sunt ascunse pentru perioade lungi de timp. Datorită precesiunii orbitei, locația CVZ se mișcă încet în perioade de 8 săptămâni. Datorită prezenței constante a Pământului la 30 ° din CVZ, luminozitatea difuză ar putea fi ridicată pentru perioade lungi.

Hubble orbitează în atmosfera superioară la o altitudine de aproximativ 547 km și o înclinație de 28,5 °. ^[46] Poziția orbitei sale se schimbă în timp, în mod imprevizibil. Densitatea atmosferei superioare variază în funcție de mulți factori, ceea ce înseamnă că o poziție prognozată a Hubble în 6 săptămâni poate avea o eroare de până la 4000 km. Programele de observare sunt de obicei finalizate cu doar câteva zile înainte, întrucât o perioadă mai lungă de timp ar putea duce la nerespectarea obiectivelor preconizate. ^[47]

Sprijinul tehnic pentru HST este asigurat de NASA, al cărui personal se află la Centrul de zbor spațial Goddard din Greenbelt , Maryland, la 30 de mile sud de STScI. Operațiunile Hubble sunt monitorizate 24 de ore pe zi de către cele 4 echipe de zbor care alcătuiesc Echipa de operațiuni de zbor . ^[45]

Dezastrul Challenger , întârzierile și lansarea finală

STS-31 decolează, ducând Hubble pe orbită

La începutul anului 1986 , data planificată de lansare pentru luna octombrie respectivă a fost considerată fezabilă, dar dezastrul Navetei Spațiale Challenger a oprit programul spațial american, împământând navetele spațiale și forțând deplasarea lansării Hubble timp de câțiva ani. Telescopul trebuia păstrat într-o cameră curată, pornit și curățat cu azot , până când se putea stabili un nou program. Această situație costisitoare (aproximativ 6 milioane de dolari pe lună) a crescut costurile totale ale proiectului. Cu toate acestea, această întârziere le-a oferit inginerilor timp să efectueze teste suplimentare, să schimbe o baterie posibil predispusă la erori și să facă alte îmbunătățiri. ^[48] Mai mult, software - ul de la sol pentru a controla Hubble nu era gata în 1986 și, de fapt, abia era gata pentru lansare în 1990 . ^[49]

În cele din urmă, grație învierii zborurilor Shuttle din 1988 , lansarea telescopului a fost programată pentru 1990. La 24 aprilie 1990, misiunea STS-31 a văzut lansarea Discovery cu HST la bord, care a atins cu succes orbita intenționată. ^[50]

Din costul proiectat de aproximativ 400 de milioane de dolari, telescopul a costat 4,7 miliarde de dolari în momentul lansării sale. Costurile sale cumulate sunt estimate la 10 miliarde de dolari începând cu 2010, la 20 de ani de la lansare. ^[51]

Oglinda imperfectă

Imaginea IMAX a Hubble lansată pe orbita Pământului din Discovery

La câteva săptămâni după lansarea telescopului, imaginile obținute indicau o problemă gravă în sistemul optic. Deși primele fotografii au apărut mai clare decât cele obținute de la telescoapele de la sol, Hubble nu a reușit să atingă focalizarea precisă dorită și cea mai bună calitate fotografică, cu rezultate drastic inferioare celor așteptate. Le fotografie delle sorgenti puntate soffrivano di una diffusione su un raggio maggiore di un arcosecondo , anziché avere una funzione di diffusione del punto (PSF) concentrata entro un cerchio di 0,1 arcosecondi di diametro, come specificato dai criteri del design. ^{[52] [53]}

Le analisi delle immagini diffuse mostrarono che la causa del problema risiedeva nello specchio primario che era stato levigato in maniera errata. Infatti, nonostante la qualità delle fotografie scattate, lo specchio era liscio per circa 10 nanometri, ^[19] ma al perimetro era eccessivamente piatto per circa 2,2 micrometri. ^[54] La differenza fu catastrofica, introducendo diverse aberrazioni sferiche , difetti nei quali la luce viene riflessa all'esterno del margine dello specchio, focalizzandola in un punto differente. ^[55]

L'effetto dell'imprecisione cadde sulle osservazioni scientifiche particolari; effettivamente il nucleo dell'aberrato PSF era sufficientemente liscio da permettere osservazioni in alta risoluzione di oggetti brillanti, e la spettroscopia dei target era affetta solamente da una perdita di sensibilità . Ma la perdita di luce nel grande alone fuori fuoco ridusse gravemente l'utilità del telescopio per oggetti deboli oa elevato contrasto . Ciò significava che quasi tutti i programmi cosmologici erano essenzialmente impossibili, poiché essi richiedevano l'osservazione di oggetti eccezionalmente deboli. ^[55] La NASA e il telescopio divennero oggetto di numerose burle, e il progetto venne popolarmente preso come un elefante bianco . Per esempio, nella commedia del 1991 Una pallottola spuntata 2½ - L'odore della paura , l'Hubble era raffigurato col Titanic , l' Hindenburg , e l' Edsel . ^[56] Ciò nonostante, durante i primi 3 anni della missione dell'Hubble, prima delle correzioni ottiche, il telescopio ottenne un gran numero di osservazioni produttive di target meno richiesti. ^[57] L'errore venne ben localizzato e stabilito, permettendo agli astronomi di compensarli parzialmente dello specchio attraverso sofisticate tecniche di elaborazione fotografica, come per esempio la deconvoluzione . ^[58]

Origine del problema

Estratto da un'immagine della WF/PC mostra la diffusione della luce di una stella su un'ampia area al posto di essere concentrata in alcuni pixel

Per far fronte a tale problema fu istituita una commissione ad hoc presieduta da Lew Allen , direttore del Jet Propulsion Laboratory. La commissione Allen scoprì che il principale correttore nullo, un dispositivo di test utilizzato per ottenere uno specchio ben levigato non sferico , era stato assemblato male - in effetti una lente era fuori posizione di 1,3 mm. ^[59] Durante le prime rettificazioni e levigazioni sullo specchio, Perkin-Elmer analizzò la sua superficie con due correttori nulli convenzionali. Tuttavia, per gli stadi finali della costruzione, passò ad un correttore nullo costruito appositamente, e disegnato esplicitamente per incontrare tolleranze estremamente piccole. L'assemblaggio scorretto del dispositivo comportò una lavorazione veramente precisa dello specchio, ma con la forma errata. Ci fu anche un errore di valutazione: infatti, per ragioni tecniche alcuni dei test finali necessitavano l'uso di 2 correttori nulli convenzionali che riportarono correttamente un' aberrazione sferica , ma vennero dismessi in quanto considerati imprecisi. ^[60]

La commissione ha incolpato soprattutto la Perkin-Elmer. Le relazioni tra la NASA e la compagnia ottica erano state gravemente tese durante la costruzione del telescopio, a causa dei frequenti ritardi e aumenti dei costi. La Perkin-Elmer non revisionò o supervisionò adeguatamente la costruzione dello specchio, non assegnò i migliori scienziati ottici nel progetto (come aveva fatto per il prototipo ), e in particolare non coinvolse i designer ottici nella costruzione e verifica dello specchio. Mentre la commissione criticò pesantemente la Perkin-Elmer per questi fallimenti gestionali, la NASA l'ha anche criticata per carenze sul controllo della qualità, affidandosi totalmente ad un unico strumento. ^[61]

Studio di una soluzione

Il nucleo della galassia a spirale M100 , fotografata con l'Hubble prima e dopo l'installazione delle ottiche correttive

La realizzazione del telescopio aveva sempre previsto missioni di servizio, e gli astronomi avevano immediatamente iniziato ad analizzare potenziali soluzioni al problema che potevano essere applicate alla prima missione di servizio, prevista nel 1993 . Mentre Kodak aveva costruito uno specchio di backup per l'Hubble, esso sarebbe stato impossibile da sostituire in orbita e riportare il telescopio a Terra per una sostituzione sarebbe stato antieconomico. Invece, il fatto che lo specchio fosse stato levigato così precisamente nella forma errata portò al disegno di nuovi componenti ottici con esattamente lo stesso errore ma nel senso opposto, da aggiungere al telescopio nella SM1 , correggendo l' aberrazione sferica . ^{[62] [63]}

Il primo passo era la caratterizzazione precisa dell'errore nello specchio primario. Lavorando sulle immagini delle sorgenti puntate, gli astronomi determinarono che la costante conica dello specchio era di −1,01390 ± 0,0002 , anziché −1,00230 . ^{[64] [65]} Lo stesso numero venne ottenuto analizzando il correttore nullo usato da Perkin-Elmer per ispezionare lo specchio, analizzando anche interferogrammi ottenuti durante il testing a terra. ^[66]

La rimozione del COSTAR nel 2009

A causa del modo con cui gli strumenti dell'HST vennero disegnati, 2 differenti set di correttori erano richiesti. Il disegno della Wide Field and Planetary Camera 2, pianificato per rimpiazzare l'esistente WF/PC, includeva specchi di deviazione per inviare la luce direttamente nei 4 CCD costituendo le sue 2 fotocamere. Un errore inverso avrebbe cancellato completamente l'aberrazione dell'OTA. Tuttavia, gli altri strumenti mancarono di superfici intermedie che potessero risolvere in tal modo il problema, dunque era richiesto un dispositivo di correzione esterno. ^[67]

Il Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) era disegnato per correggere l'aberrazione sferica da FOC, FOS e GHRS. Consisteva in 2 specchi nel cammino della luce con un blocco per correggere l'aberrazione. ^[68] Per inserire il sistema COSTAR nel telescopio, uno degli altri strumenti doveva essere rimosso, e gli astronomi scelsero di sacrificare l'High Speed Photometer. ^[67] Nel 2002 tutti gli strumenti che originariamente necessitavano del COSTAR vennero sostituiti da altri con ottiche correttive proprie, ^[69] portando alla rimozione e trasporto a terra del COSTAR nel 2009, per essere esibito al National Air and Space Museum . L'area precedentemente occupata dal COSTAR è ora occupata dal Cosmic Origins Spectrograph. ^[2]

Missioni di servizio e nuovi strumenti

L'Hubble venne disegnato per essere sottoposto ad aggiornamenti regolari. La NASA fece volare 5 missioni di servizio, numerate SM 1, 2, 3A, 3B e 4, attraverso gli Space Shuttle , la cui prima avvenne del dicembre del 1993 e l'ultima nel maggio 2009 . ^[70] Le missioni di servizio furono operazioni delicate che iniziavano con manovre di intercettazione del telescopio in orbita per poi fermarlo con l'aiuto del braccio meccanico dello Shuttle . I lavori venivano eseguiti attraverso diverse EVA lunghe 4 o 5 giorni. Dopo un'ispezione visiva del telescopio, gli astronauti conducevano riparazioni e sostituzioni di componenti rotti o degradati, aggiornavano l'equipaggiamento e installavano nuovi strumenti. Una volta completato il lavoro, il telescopio veniva ridispiegato, tipicamente dopo averlo spostato in un'orbita più alta per reindirizzare il decadimento orbitale causato dall'attrito atmosferico. ^[71]

Gli astronauti Musgrave e Hoffman installano le ottiche correttive durante la SM1

Missione di servizio 1

Lo stesso argomento in dettaglio: STS-61 .

Dopo la scoperta del problema allo specchio primario, la prima missione di servizio dell'Hubble assunse una grande importanza, facendo lavorare duramente gli astronauti per installare le ottiche correttive. I 7 della missione vennero addestrati con un centinaio di strumenti specializzati. ^[72] La Missione di servizio 1 volò a bordo dell' Endeavour nel dicembre del 1993, e coinvolse diversi strumenti ed equipaggiamenti da installare in oltre 10 giorni.

Fondamentalmente, l'High Speed Photometer venne sostituito dalle ottiche correttive COSTAR , e la WFPC venne rimpiazzata dalla Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) con un sistema correttivo preintegrato. Vennero sostituiti anche i pannelli solari con relative elettroniche di guida, assieme ai 4 giroscopi del sistema di puntamento, le 2 unità di controllo elettriche e 2 magnetometri. I computer di bordo vennero aggiornati con coprocessori supplementari, e l'orbita dell'HST venne rialzata. ^[54]

Il 13 gennaio 1994 la NASA dichiarò che la missione era stata un pieno successo divulgando le prime immagini, più chiare rispetto al passato. ^[73] La missione è stata una delle più complesse mai fatte fino ad allora, coinvolgendo 5 lunghe EVA . Il suo successo fu un vantaggio per la NASA , ma anche per gli astronomi che avrebbero finalmente avuto a disposizione un telescopio spaziale più capace.

L'Hubble dopo la SM2

Missione di servizio 2

Lo stesso argomento in dettaglio: STS-82 .

La Missione di servizio 2, volata dal Discovery nel febbraio 1997 , sostituì il GHRS e il FOS con lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) e il Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS), oltre ad aver rimpiazzato il registratore tecnico-scientifico a nastro con uno nuovo a stato solido, e ad aver riparato l' isolamento termico . ^[74] Il NICMOS conteneva un radiatore ad azoto solido per ridurre il rumore termico proveniente dallo strumento, ma dopo poco un' espansione termica imprevista portò al suo contatto con un deflettore ottico , che portò a una riduzione della sua vita prevista da 4,5 a 2 anni. ^[75]

Gli astronauti Steven Smith e John Grunsfeld durante una delle attività extraveicolari della SM3A

Missione di servizio 3A

Lo stesso argomento in dettaglio: STS-103 .

La Missione di servizio 3A, portata in orbita dal Discovery , ebbe luogo nel dicembre 1999 , ed era stata separata dalla Missione di servizio 3 dopo che 3 dei 6 giroscopi a bordo si ruppero. Un quarto giroscopio cessò di funzionare alcune settimane dopo la missione, rendendo il telescopio incapace di eseguire osservazioni scientifiche. La missione sostituì tutti i giroscopi, assieme a un Fine Guidance Sensor e al computer, installando anche un kit di miglioramento della tensione e della temperatura (VIK) per evitare un sovraccarico delle batterie, e sostituendo i banchi di isolamento termico. ^[76] Il nuovo computer era 20 volte più rapido, con una memoria 6 volte più grande. Aumentò il throughput trasferendo alcune operazioni computazionali dalla terra al veicolo risparmiando denaro e con l'utilizzo di linguaggi di programmazione moderni. ^[77]

Gli astronauti rimuovono la FOC per fare spazio alla ACS durante la SM3B

Missione di servizio 3B

Lo stesso argomento in dettaglio: STS-109 .

La Missione di servizio 3B, eseguita dal Columbia nel marzo del 2002, vide l'installazione di un nuovo strumento, la Advanced Camera for Surveys (ACS), sostituendo la FOC; di tutti gli strumenti originariamente lanciati con l'Hubble rimasero solamente i Fine Guidance Sensors, usati solo per astrometria. Ciò significava che il COSTAR non era più necessario, dato che tutti gli strumenti ora integravano ottiche correttive proprie per correggere l'aberrazione sferica. ^[69] La missione fece inoltre tornare operativo il NICMOS installando un raffreddatore a ciclo chiuso ^[75] e rimpiazzando per la seconda volta i pannelli solari con dei nuovi, fornendo il 30% in più di energia. ^[78]

L'Hubble nella stiva dell' Atlantis , durante la SM4

Missione di servizio 4

Lo stesso argomento in dettaglio: STS-125 .

I piani prevedevano una missione di servizio per l'Hubble nel febbraio 2005 , tuttavia a seguito del disastro del Columbia nel 2003 , nel quale l'orbiter venne disintegrato al rientro atmosferico, ci furono gravi ripercussioni sul programma del telescopio spaziale Hubble. L'amministratore della NASA Sean O'Keefe decise che tutte le successive missioni dello Space Shuttle avrebbero raggiunto la ISS in caso di problemi in volo. Siccome nessuno Shuttle era capace di raggiungere sia l'HST che la ISS durante la stessa missione, tutte le missioni di servizio con equipaggio vennero cancellate. ^[79] Questa decisione venne assaltata da numerosi astronomi, i quali credevano nell'Hubble come un telescopio per cui valesse la pena rischiare delle vite umane. ^[80] Il successore scientifico dell'HST, il James Webb Space Telescope (JWST), sarebbe stato pronto non prima del 2018. Di conseguenza, la maggiore preoccupazione di molti astronomi era la possibilità di un vuoto nelle osservazioni nella transizione generazionale del JWST, a seguito del grande impatto scientifico che l'Hubble aveva provocato. ^[81] Il fatto che il James Webb non sarebbe stato allocato in orbita terrestre bassa non lo avrebbe reso nemmeno facilmente aggiornabile o riparabile in caso di un fallimento iniziale, e ciò avrebbe reso questo problema ancor più serio. D'altra parte, molti astronomi credettero che se per riparare l'Hubble fossero stati necessari fondi provenienti dal budget del JWST, allora la SM4 non avrebbe dovuto prendere luogo.

Il rilascio dell'Hubble a seguito della SM4

Nel gennaio del 2004 , O'Keefe disse che avrebbe rivalutato la sua decisione di cancellare l'ultima missione di servizio all'HST a causa delle proteste e delle richieste anche da parte del Congresso . La National Academy of Sciences convocò un pannello ufficiale nel quale raccomandò a luglio 2004 di preservare l'HST da rischi apparenti. Il suo report sollecitò la NASA a non prendere azioni che precluderebbero una missione di servizio dello Space Shuttle verso il telescopio spaziale Hubble. ^[82] Nell'agosto 2004 O'Keefe domandò al Goddard Space Flight Center di preparare una proposta di missione di servizio robotica dettagliata. Questi piani vennero successivamente cancellati, e la missione robotica venne giudicata non fattibile. ^[83] A fine 2004, diversi membri del Congresso, guidati dal senatore Barbara Mikulski , presero le lamentele pubbliche e portarono a una guerra con un gran supporto (incluse migliaia di lettere di bambini provenienti da tutte le scuole della nazione) per far riconsiderare all'Amministrazione Bush e alla NASA la decisione di cancellare piani per una missione di recupero dell'Hubble. ^[84]

Il pacco di batterie Ni-Fe installato sull'HST durante la SM4

La nomina nell'aprile 2005 di un nuovo amministratore della NASA con un grado ingegneristico maggiore rispetto al precedente, Michael D. Griffin , cambiò la situazione, dato che Griffin dichiarò che avrebbe considerato una missione di servizio con equipaggio. Dopo poco il suo appunto, Griffin autorizzò il Goddard a procedere con i preparativi di un volo di manutenzione dell'Hubble, ^[85] affermando che avrebbe preso la decisione finale dopo i successivi 2 voli dello Shuttle. Nell'ottobre del 2006 Griffin diede il via libera finale, e la missione da 11 giorni dell' Atlantis venne stabilita nell'ottobre 2008 . L'unità principale di gestione dei dati sull'Hubble si danneggiò nel settembre di quell'anno, ^[86] fermando la trasmissione dei dati scientifici fino a che non venne attivata l'unità di backup, il 25 ottobre 2008. ^[87] Siccome il fallimento di questa avrebbe reso l'HST inutile, la missione di servizio venne spostata a quando sarebbe stato disponibile un ricambio per l'unità primaria. ^[86]

La Missione di servizio 4, tenuta dall' Atlantis nel maggio 2009, fu l'ultima missione dello Shuttle ad essere impegnata nell'HST. ^{[2] [88]} La SM4 installò un rimpiazzo per l'unità di gestione dei dati, riparò i sistemi dell'ACS e dello STIS, installò nuove batterie al nichel - idrogeno e sostituì altri componenti. La SM4 installò anche 2 nuovi strumenti di osservazione - la Wide Field Camera 3 (WFC3) e il Cosmic Origins Spectrograph (COS); ^[89] venne montato anche un Soft Capture and Rendezvous System, che permetterà future operazioni di rendezvous , cattura e smaltimento sicuro dell'Hubble in caso di missione robotica o con equipaggio. ^[90] Eccetto il canale ad alta risoluzione dell'ACS, il quale non era riparabile, ^{[91] [92] [93]} i lavori eseguiti durante la SM4 permisero al telescopio di tornare ad essere pienamente funzionale, ^[2] continuando tutt'oggi ad essere pienamente operativo. ^[94]

Progetti importanti

Una delle più famose immagini dell'Hubble, i Pilastri della creazione , che mostrano stelle nascenti nella Nebulosa dell'Aquila (immagine del 2014).

Dall'avvio del programma, l'Hubble lavorò in cooperazione con altri osservatori, come il Chandra X-ray Observatory e il Very Large Telescope , conducendo grandi osservazioni. Anche se l'HST è alla fine della sua missione estesa, sono stati programmati ancora molti progetti. Un esempio è il nascente programma Frontier Fields , ^[95] ispirato dai risultati delle osservazioni profonde di Abell 1689 . ^[96]

Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey

In una conferenza stampa risalente ad agosto 2013 , il CANDELS venne definito il più grande progetto nella storia dell'Hubble, dato che l'investigazione mirava ad esplorare l'evoluzione galattica del primo Universo attraverso lo studio dei primi semi della struttura cosmica attuale, a meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang . ^[97] Il sito del CANDELS descrive gli obiettivi del progetto come segue: ^[98]

MACS0416.1-2403 , oggetto di studio da parte del programma Frontier Fields

Frontier Fields program

Il programma, ufficialmente denominato " Hubble Deep Fields Initiative 2012 " punta ad avanzare le conoscenze sulla formazione delle prime e più deboli galassie, studiando quelle fortemente spostate verso il rosso , in campi vuoti, con l'aiuto della diffusione gravitazionale . ^[97] Gli obiettivi del Frontier Fields sono: ^[99]

• rilevare galassie az = 5–10 da 10 a 50 volte più deboli rispetto a qualsiasi altro oggetto conosciuto;
• provare le attuali conoscenze sulle masse stellari e sulla formazione delle stelle appartenenti alle galassie di classe L;
• fornire la prima caratterizzazione morfologica statisticamente significativa delle stelle appartenenti a galassie az > 5;
• trovare galassie az > 8 sufficientemente lontane da ammassi per capire la loro struttura interna, e/o risaltate dalla diffusione di ammassi per un seguito spettroscopico.

Uso pubblico

L'ammasso stellare Pismis 24 con una nebulosa

Chiunque può impiegare tempo sul telescopio; non ci sono restrizioni di nazionalità o accademia , ma i fondi per le analisi sono disponibili solo grazie alle istituzioni statunitensi. ^[100] La competizione per il telescopio è intensa, dato che solo un quinto delle proposte viene poi accettato. ^{[45] [101]}

Le proposte sono a cadenza annuale, allocando tempo ad ogni ciclo, ciascuno di circa un anno. Le proposte sono divise in diverse categorie; le osservazioni generali sono le più comuni, dato che coprono le osservazioni di routine. Nelle osservazioni "snapshot" , invece, i target occupano 45 minuti del tempo del telescopio, incluse le procedure di preparazione. Queste osservazioni vengono fatte per coprire i vuoti nella pianificazione del telescopio che non potrebbero essere coperti da programmi generali. ^[102]

Gli astronomi possono anche fare proposte di target opportunistici , per le quali le osservazioni vengono pianificate durante eventi transitori in cui altri target sono oscurati. Inoltre, fino al 10% del tempo sul telescopio è a discrezione del direttore (DD). Gli astronomi possono usare il DD in ogni momento dell'anno, dopo la sua assegnazione per lo studio di fenomeni transitori inaspettati come la supernovae . ^[103]

Altri usi del DD includono osservazioni nell' Hubble Deep Field e Ultra Deep Field nel primo dei 4 cicli del tempo del telescopio; queste ultime sono eseguite da astronomi amatori.

Osservazioni amatoriali

Il primo direttore dell'STScI, Riccardo Giacconi , annunciò nel 1986 l'intenzione di impiegare una parte del DD in osservazioni amatoriali . Pur essendo in realtà solo poche ore a orbita, ^[104] l'annuncio sollevò grande interesse, portando alla formulazione di molte proposte, assegnando il tempo a quelle con merito scientifico, senza copiare le proposte fatte dai professionisti, e che richiedevano le capacità offerte al momento dal telescopio. Tra il 1990 e il 1997 vennero selezionate 13 proposte. ^[105] La prima della serie, chiamata " A Hubble Space Telescope Study of Posteclipse Brightening and Albedo Changes on Io ", venne pubblicata sull' Icarus , ^[106] un giornale dedicato a studi nel Sistema solare . Assieme a esso venne pubblicato anche un altro studio. ^[107]

Successivamente, le restrizioni al budget del STScI resero impossibile il supporto del lavoro degli astronomi amatoriali, così il programma venne sospeso, nel 1997. ^{[105] [108]}

Risultati scientifici

Progetti chiave

Nei primi anni ottanta , la NASA e l'STScI istituirono 4 pannelli per discutere i progetti chiave, scientificamente importanti e molto dispendiosi, dell'Hubble; il telescopio infatti avrebbe speso molto tempo su ciascuno di essi, e la loro pianificazione avvenne durante la prima fase della missione dell'HST, onde evitare il mancato raggiungimento degli obiettivi prefissati a causa di malfunzionamenti che avrebbero portato a una conclusione anticipata della missione.

I pannelli identificarono 3 obiettivi da raggiungere:

• lo studio del mezzo intergalattico medio, per determinarne le proprietà, e del contenuto gassoso delle galassie e degli ammassi costituiti da esse, esaminando le linee di assorbimento dei quasar ; ^[109]
• lo studio approfondito del mezzo intergalattico impiegando solamente la Wide Field Camera ; ^[110]
• il calcolo della costante di Hubble riducendo al 10% l' errore relativo , sia esterno che interno, nella calibrazione della scala delle distanze. ^[111]

Scoperte importanti

Immagine combinata delle osservazioni dello STIS e dell'ACS nel visibile e ultravioletto, rivelando le aurore nel polo sud di Saturno

L'Hubble aiutò a risolvere diversi problemi astronomici, ma per spiegare alcune osservazioni fu necessaria la formulazione di nuove teorie. Tra i target della sua missione primaria era previsto il calcolo della distanza tra le variabili cefeidi , più accuratamente rispetto al passato; da ciò derivò uno scontro con il valore della costante di Hubble, ovvero il rapporto con cui l'universo si sta espandendo, legato alla sua età. Prima del lancio del telescopio, questo valore era affetto da un errore tipico del 50%, ma grazie alle misurazioni compiute dall'Hubble sulle variabili cefeidi nell' ammasso della Vergine e di altri distanti ammassi galattici si arrivò al calcolo di un valore con errore relativo del ±10%, un valore ben più preciso rispetto al passato. ^[112] Da ciò derivò che l'età dell'Universo , precedentemente stimata tra 10 e 20 miliardi di anni, si poté correggere a circa 13,7 miliardi di anni . ^[113]

Pur avendo raffinato l'età dell'universo, l'Hubble mise in dubbio le teorie sul suo futuro. Gli astronomi dell' High-z Supernova Search Team e del Supernova Cosmology Project , osservando supernovae lontane attraverso telescopi a terra congiunti all'HST, scoprirono l'evidenza che, anziché decelerare sotto l'influenza della gravità , l'espansione dell'Universo stava accelerando . Tre dei membri di questi gruppi ricevettero in seguito il premio Nobel per la loro scoperta. ^[114] La causa di ciò rimane tuttora sconosciuta; ^[115] la spiegazione più accreditata prevede l'esistenza dell' energia oscura . ^[116]

Le macchie marroni indicano i siti d'impatto della cometa Shoemaker–Levy 9 nell'emisfero meridionale di Giove, come fotografate dall'Hubble.

Gli spettri e le immagini ad alta risoluzione forniti dall'Hubble produssero anche misurazioni più precise riguardo al numero di buchi neri presenti nei centri galattici vicini. Dopo diverse teorie e osservazioni tra gli anni sessanta e anni ottanta del Novecento , i lavori seguiti dal telescopio mostrarono una certa diffusione dei buchi neri nei centri di tutte le galassie. ^{[117] [118] [119]} Inoltre l'HST stabilì l'esistenza di un rapporto tra le masse nucleari dei buchi neri e le proprietà delle galassie, nelle quali sono ospitati.

La collisione della cometa Shoemaker-Levy 9 con Giove nel 1994 avvenne fortunatamente poche settimane dopo la Missione di servizio 1, grazie alla quale vennero ripristinate le performance ottiche dell'Hubble. Le sue immagini del pianeta furono ben più chiare di quelle ottenute dal passaggio del Voyager 2 nel 1979 , e furono cruciali per lo studio della dinamica collisionale di una cometa con Giove, un evento che si ripete come minimo una volta al secolo .

Altre scoperte fatte grazie ai dati dell'Hubble includono i dischi protoplanetari nella nebulosa di Orione , ^[120] la presenza dei pianeti extrasolari , ^[121] e il comportamento dei misteriosi lampi gamma (GRB). ^[122] Inoltre l'HST venne usato per studiare gli oggetti ai limiti del Sistema solare, inclusi Plutone ^[123] ed Eris ^[124] , pianeti nani della fascia di Kuiper .

L' Hubble Extreme Deep Field nella costellazione della Fornace

L' Hubble Deep Field , Hubble Ultra-Deep Field e l' Hubble Extreme Deep Field costituirono due finestre sull'Universo, uniche nel loro genere; sfruttando la sensibilità nel visibile dell'HST si ottennero immagini di piccoli campioni di cielo, i più profondi mai ottenuti in questa lunghezza d'onda. I campi includevano galassie a miliardi di anni luce, e generarono una gran quantità di dati scientifici sull'inizio dell'Universo. La Wide Field Camera 3 migliorò la veduta di questi campi nell'infrarosso e nell'ultravioletto, permettendo la scoperta di alcuni degli oggetti più distanti mai osservati, come MACS0647-JD .

Nel febbraio del 2006 l'Hubble scoprì SCP 06F6, un oggetto astronomico non classificato, con magnitudine massima 21; ^{[125] [126]} tra giugno e luglio 2012 venne scoperta una quinta luna di Plutone . ^[127]

Nel marzo 2015 , venne annunciato che misurazioni sulle aurore di Ganimede avevano rivelato l presenza di un oceano sotto la superficie del satellite mediceo . Grazie all'Hubble si capì che una gran quantità di acqua salata era capace di sopprimere l'interazione tra il campo magnetico gioviano e quello di Ganimede. L'oceano ha una profondità stimata di 100 km, intrappolato sotto una crosta ghiacciata di 150 km. ^{[128] [129]}

L'11 dicembre 2015 l'Hubble catturò l'immagine della prima riapparizione programmata di una supernova , soprannominata Refsdal ; questa venne calcolata attraverso la deformazione della sua luce, causata dalla gravità esercitata da un vicino ammasso galattico. Refsdal era stata precedentemente osservata nel novembre del 2014 dietro l'ammasso galattico MACS J1149.5+2223 come parte del programma Frontier Fields . La supernova venne immortalata in 4 immagini separate all'interno di un arrangiamento, noto come la croce di Einstein . La luce proveniente dall'ammasso aveva impiegato circa 5 miliardi di anni per raggiungere la Terra, mentre la supernova esplose 10 miliardi di anni fa. Il rilevamento di Refsdal fu utile a testare i nuovi modelli di distribuzione della massa, specialmente oscura , dentro agli ammassi galattici. ^[130]

Il 3 marzo 2016 venne annunciata la scoperta della galassia più lontana dalla Terra mai rilevata: GN-z11 . Le osservazioni dell'Hubble ebbero luogo l'11 febbraio e il 3 aprile 2015, come parte dei programmi CANDELS e GOODS . ^{[131] [132]}

L'evoluzione dei telescopi a Terra e nello spazio, fino al JWST , pianificato per il lancio nel 2021

Impatto sull'astronomia

L'Hubble, come dimostrato dai numerosi target misurati, ebbe un grande impatto sull'astronomia. Negli anni vennero pubblicati oltre 9000 report basati sui dati del telescopio spaziale , ^[133] e ci furono molte altre apparizioni in varie conferenze. A differenza di un terzo di tutti i report astronomici, solo il 2% di quelli dell'HST non hanno citazioni. In media, un report precedente all'Hubble ha la metà delle fonti di quelle successive al lancio del telescopio, e al giorno d'oggi ( 2017 ) il 10% dei 200 report pubblicati ogni anno sono basati sui dati dell'HST. ^[134]

Nonostante l'aiuto dato dall'Hubble nella ricerca astronomica, i suoi costi finanziari furono molto ampi. Si stima che l'HST abbia generato 15 volte i dati ottenuti da un telescopio a Terra da 4 m, come, per esempio, il William Herschel Telescope , ma con un costo di costruzione e mantenimento maggiore di circa 100 volte. ^[135]

Scegliere tra l'impiego di un telescopio a Terra o uno spaziale è difficile. Prima dell'Hubble, diversi telescopi a Terra, attraverso tecniche specifiche, come l' interferometria , ottennero immagini ottiche e nell'infrarosso a risoluzione più elevata di quelle che l'Hubble avrebbe potuto scattare, ma avrebbe potuto osservare solo target 108 volte più luminosi di quelli più deboli osservabili dal telescopio spaziale. ^{[136] [137]} Per migliorare le capacità dei telescopi a Terra nella fotografia IR di oggetti deboli vennero sviluppate ottiche adattabili, ma la loro scelta era spesso messa da parte per un telescopio spaziale dati i particolari dettagli richiesti per rispondere a certe domande astronomiche. Nelle bande del visibile queste ottiche possono correggere solamente un campo ristretto, mentre l'HST è capace di scattare immagini ottiche ad alta risoluzione in un campo ampio. Infine, solo una piccola frazione degli oggetti astronomici è accessibile ai telescopi a terra, mentre l'Hubble può eseguire osservazioni ad alta risoluzione di qualsiasi porzione del cielo notturno , inclusi oggetti estremamente deboli.

Ingegneria aerospaziale

Assieme ai suoi risultati scientifici, l'Hubble ha anche apportato significativi contributi all' ingegneria aerospaziale e sulle performance di sistemi in orbita terrestre bassa : attraverso la sua lunga vita, la strumentazione e il ritorno di componenti a Terra fu possibile l'analisi delle prestazioni del telescopio. In particolare, l'Hubble contribuì allo studio del comportamento nel vuoto delle strutture in grafite composita , la contaminazione ottica proveniente dai gas residui e dalla manutenzione umana, i problemi elettrici e sensoriali dovuti alle radiazioni , e il comportamento a lungo termine dell' insolazione multi-strato. ^[138] Inoltre venne scoperto che l'impiego di ossigeno pressurizzato per distribuire i fluidi sospesi nei giroscopi causava rotture per corrosione nelle condutture elettriche; per questo attualmente viene usato azoto pressurizzato nell'assemblaggio di giroscopi. ^[139]

I dati dell'Hubble

Trasmissione a Terra

Il campo analizzato della Via Lattea è stato esteso di 10 volte rispetto al passato grazie all'Hubble.

I dati dell'Hubble venivano inizialmente archiviati sul veicolo, il quale era equipaggiato con dei vecchi registratori a nastro , che vennero sostituiti con attrezzature a stato solido durante le SM 2 e 3A. Circa 2 volte al giorno l'Hubble Space Telescope trasmette i dati raccolti a un satellite del Tracking and Data Relay Satellite System (TDRSS), che li trasmetterà a Terra con una delle 2 antenne ad alto guadagno da 18 m della White Sands Test Facility. Da qui vengono mandati al Telescope Operations Control Center del Goddard Space Flight Center , per poi finalmente raggiungere lo Space Telescope Science Institute per l'archiviazione. ^[45] Ogni settimana, l'HST raccoglie circa 140 gigabit di dati. ^[46]

Immagini a colori

Tutte le immagini dell'Hubble sono in scala di grigi e/o monocromatiche , ma le fotocamere integrate possiedono diversi filtri , ciascuno sensibile a specifiche lunghezze d'onda . Per questo possono essere create immagini a colori , sovrapponendo immagini monocromatiche separate, ottenute con filtri diversi. Questo processo può però dare origine a immagini a falsi colori nei canali dell' infrarosso e ultravioletto , frequenze tipicamente renderizzate soprattutto nel rosso e nel blu , rispettivamente. ^{[140] [141] [142]}

Le analisi dei dati di uno spettro rivelano la chimica delle nuvole nascoste

Archivi

Tutti i dati dell'Hubble vengono resi pubblici attraverso il Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) dell'STScI, ^[143] del CADC ^[144] e dell' ESA /ESAC. ^[145] Inoltre sono generalmente sottoposti a licenze proprietarie per un anno dalla loro cattura; in questo periodo sono disponibili solo al principal investigator e agli astronomi prestabiliti, anche se in alcune circostanze questo periodo può essere esteso o ridotto dal direttore dell'STScl. ^[146]

Le osservazioni condotte attraverso il tempo a discrezione del direttore sono esonerate dal periodo proprietario, e sono rese pubbliche immediatamente, assieme ai dati di calibrazione, i campi piatti e gli scatti neri. Tutti i dati archiviati sono in formato FITS , adatto ad analisi astronomiche ma non all'uso pubblico. ^[147] L'Hubble Heritage Project processa e rilascia al pubblico le foto più importanti in formato JPEG e TIFF . ^[148]

Riduzione in pipeline

I dati astronomici ottenuti con i CCD devono sottostare a diverse procedure di calibrazione prima delle analisi astronomiche. L'STScI ha sviluppato diversi software sofisticati che calibrano automaticamente i dati, usando i migliori metodi disponibili. Questo processo di calibrazione di grandi quantità di dati “al volo” può impiegare un giorno o più, ed è noto come “riduzione in pipeline ”, comune a tutti i maggiori osservatori . Gli astronomi, se vogliono, possono ricevere i file da calibrare per condurre da sé le riduzioni in pipeline. ^[149]

Analisi dei dati

I dati dell'Hubble possono essere analizzati in numerosi modi differenti. L'STScl usa lo Space Telescope Science Data Analysis System (STSDAS), contenente tutti i programmi necessari ad eseguire riduzioni in pipeline dei dati raw, e molti altri strumenti di analisi di immagini astronomiche, modellati sui bisogni dell'Hubble. Il software è basato sull' IRAF , un popolare programma di riduzione dei dati astronomici. ^[149]

Attività di sensibilizzazione

Nel 2001, la NASA invitò gli utenti di internet a trovare un obiettivo che avrebbero voluto analizzare con l'Hubble; essi selezionarono la Nebulosa Testa di Cavallo

La cattura dell' immaginazione pubblica è da sempre un punto fondamentale della vita dell'Hubble, dato il grande contributo finanziario sostenuto dalle tasse. ^[150] I primi anni furono molto difficili per via dello specchio difettoso, ma la prima missione di servizio permise il suo ritorno a piena operatività, producendo alcune delle immagini più importanti mai scattate nell'arco della sua lunga carriera.

Diverse iniziative hanno aiutato a mantenere il pubblico informato riguardo alle attività del telescopio. Negli Stati Uniti , l'informazione è gestita da un ufficio apposito dell'STScI, stabilito nel 2000 per mostrare i benefici portati dal programma del telescopio spaziale, attraverso il sito HubbleSite.org . L'Hubble Heritage Project, esterno all'STScI, fornisce al pubblico immagini d'alta qualità degli oggetti più interessanti. Il team è composto da astronomi amatoriali e professionisti e persone esterne all'astronomia; esso enfatizza la natura estetica delle immagini dell'Hubble, e ha una piccola quantità di tempo dedicata all'osservazione di oggetti che non possono essere sviluppate a pieni colori per via della loro debolezza in alcune lunghezze d'onda. ^[148]

Dal 1999 , la sensibilizzazione in Europa è gestita dall'Hubble European Space Agency Information Centre (HEIC), ^[151] un ufficio della Space Telescope European Coordinating Facility a Monaco , in Germania , che si basa sulle richieste dell' Agenzia Spaziale Europea . Il lavoro è incentrato sulla produzione di notizie e foto riguardanti i più interessanti risultati europei ottenuti dall'Hubble. L'ESA produce materiale educativo, tra cui serie di videocast chiamati Hubblecast disegnati per condividere le novità scientifiche di classe mondiale con il pubblico. ^[152]

L'Hubble Space Telescope ha vinto 2 Space Achievement Awards della Space Foundation, per le sue attività di sensibilizzazione, nel 2001 e nel 2010 . ^[153]

C'è una replica dell'Hubble Space Telescope nei giardini del tribunale di Marshfield , nel Missouri , la città natale dell'omonimo Edwin P. Hubble .

Una montagna di gas e polvere nella Nebulosa della Carena . Quest'immagine della Wide Field Camera 3 , chiamata Montagna mistica , venne rilasciata nel 2010 per commemorare i 20 anni dell'Hubble nello spazio.

Immagini celebrative

L'Hubble Space Telescope celebrò il suo 20º anniversario il 24 aprile 2010. Per l'occasione, la NASA, l'ESA, e lo Space Telescope Science Institute (STScI) rilasciarono un'immagine della Nebulosa della Carena . ^[154]

Per commemorare il 25º anniversario dell'Hubble, il 25 aprile 2015 l'STScI rilasciò immagini dell'ammasso Westerlund 2 , a circa 20000 anni luce dalla costellazione della Carena , attraverso il suo sito web. ^[155] L'agenzia spaziale europea creò una pagina di anniversario nel suo sito web. ^[156] Nell'aprile 2016, in occasione del 26º compleanno, venne pubblicata anche un'immagine speciale della Nebulosa Bolla . ^[157]

Descrizione tecnica

Il telescopio ha una massa di circa 11 t , è lungo 13,2 m , ha un diametro massimo di 2,4 m ed è costato 2 miliardi di dollari. Si tratta di un riflettore con due specchi in configurazione Ritchey-Chrétien . Lo specchio primario è uno specchio iperbolico concavo di 2,4 m di diametro, che rinvia la luce su uno specchio iperbolico convesso di circa 30 centimetri di diametro. La distanza fra i vertici dei due specchi è di 4,9 m. Approssimando i due specchi come sferici, si può calcolare il punto di formazione del fuoco Cassegrain, ottenendo che l'immagine si forma circa 1,5 m dietro il primario.

Due pannelli solari generano l'elettricità, che serve principalmente per alimentare le fotocamere ei tre giroscopi usati per orientare e stabilizzare il telescopio. In 20 anni di carriera Hubble ha ripreso più di 700 000 immagini astronomiche.

Danni all'equipaggiamento

Hubble osserva il sistema di Fomalhaut , fotografato con il canale ad alta risoluzione dell'ACS

Le missioni di servizio passate sostituirono gli strumenti con degli altri nuovi, per evitare danneggiamenti ed estendere le capacità scientifiche del veicolo. Senza di esse l'Hubble avrebbe inequivocabilmente smesso di funzionare. Nell'agosto del 2004 il sistema di alimentazione dello Space Telescope Imaging Spectograph (STIS) si ruppe, rendendo lo strumento inutilizzabile. Le elettroniche originarie erano pienamente ridondanti, ma il primo set di queste si ruppe nel maggio del 2001, ^[158] rendendone necessaria la sostituzione nel maggio 2009.

Analogamente, l'elettronica della fotocamera principale dell'Advanced Camera for Surveys (ACS) si ruppe nel giugno 2006, seguita da quella di backup il 27 gennaio 2007. ^[159] Attraverso le elettroniche del lato 1 era possibile utilizzare solo il Solar Blind Channel (SBC). Durante la missione di servizio 4 venne aggiunto un nuovo sistema di alimentazione per il canale ad ampio angolo, anche se test successivi rivelarono che ciò non avrebbe permesso il ritorno alle funzionalità del canale ad alta risoluzione. ^[160] Così solo il Wide Field Channel (WFC) tornò in servizio grazie alla STS-125 nel maggio 2009. ^[161]

L'HST usa giroscopi per rilevare e misurare qualsiasi rotazione e stabilizzarsi in orbita per puntare accuratamente target astronomici. Normalmente sono richiesti 3 giroscopi per le operazioni, nonostante sia possibile effettuarne con soli 2, su un campo celeste ristretto, in modo particolarmente complesso in presenza di obiettivi molto accurati. È possibile eseguire le osservazioni anche con un solo giroscopio, ^[162] ma senza sarebbe impossibile. Nell'agosto 2005 venne stabilito il passaggio regolare alla modalità a 2 giroscopi, estendendo di fatto la durata della missione, lasciando 2 giroscopi di riserva e 2 inoperabili. ^[163] Un altro giroscopio si ruppe nel 2007, ^[164] portando alla sostituzione di tutti i 6 giroscopi nel maggio 2009 (riparandone uno). Gli ingegneri a terra scoprirono che le rotture erano state causate dalla corrosione dei cavi elettrici che alimentavano il motore originariamente inizializzato via ossigeno pressurizzato. ^[139] Così il successivo modello di giroscopio venne assemblato adottando azoto pressurizzato al suo posto, ^[139] aumentandone l'affidabilità. ^[165] Il 5 ottobre 2018 Hubble è entrato temporaneamente in una modalità protetta di sicurezza a causa del guasto di uno dei giroscopi. ^[166]

Il futuro dell'Hubble

Decadimento orbitale e rientro controllato

Illustrazione del Soft Capture Mechanism (SCM) installato sull'Hubble

L'Hubble orbita la Terra nella tenue atmosfera superiore, decadendo lentamente a causa dell' attrito aerodinamico . Per questo, esso rientrerà nell'atmosfera terrestre in alcuni decenni a seconda dell'attività del Sole e del suo impatto sull'atmosfera superiore. In caso di rientro, alcune componenti del telescopio, come lo specchio primario con annessa struttura di supporto sopravvivrebbero, potendo potenzialmente arrecare danni a persone o cose. ^[167] Nel 2013, il responsabile del progetto James Jeletic affermò che Hubble sarebbe potuto sopravvivere fino al 2020, ^[3] ma basandosi sull'attività solare e l'attrito atmosferico un rientro atmosferico avverrà tra il 2028 e il 2040. ^{[3] [168]} Nel giugno 2016 la NASA estese il contratto in servizio dell'Hubble fino al 2021. ^[169]

I piani originari della NASA per deorbitare in sicurezza l'Hubble consistevano nel riportarlo a terra usando uno Space Shuttle , per poi essere esposto alla Smithsonian Institution . Ciò non è più possibile a causa del ritiro della flotta, ma sarebbe stato comunque improbabile visti il costo della missione ei rischi per l'equipaggio, preferendo l'ipotesi di aggiunta di un modulo di propulsione addizionale per permettere un rientro controllato. ^[170] Tra tutti questi progetti, l'unico effettivamente realizzato è il Soft Capture and Rendezvous System, che faciliterebbe missioni robotiche o con equipaggio. ^[171]

Possibili missioni di servizio commerciali

Nel 2017, l'Amministrazione Trump considerò una proposta di Sierra Nevada Corporation di usare una versione con equipaggio del Dream Chaser per offrire manutenzione all'Hubble in alcune occasioni durante gli anni 2020 ed estendere le sue funzioni scientifiche per supplire a eventuali malfunzionamenti nel James Webb Space Telescope , non ancora lanciato. ^[172]

Successori

Lo stesso argomento in dettaglio: Telescopio spaziale James Webb .

Non c'è un sostituto diretto all'Hubble nelle frequenze dell' ultravioletto e del visibile , dato che i telescopi spaziali a breve termine non replicano la sua copertura (dall'ultravioletto vicino all'infrarosso vicino), concentrandosi su bande infrarosse ben più lontane. Queste bande sono più adatte a studiare il redshift accentuato e oggetti a bassa temperatura, oggetti generalmente più vecchi e più lontani nell'Universo. Queste lunghezze d'onda sono anche difficili o impossibili da studiare a terra, giustificando le spese per un telescopio spaziale. I grandi telescopi a terra possono fotografare alcune delle lunghezze d'onda dell'Hubble, talvolta sfidando l'HST in termini di risoluzione utilizzando ottiche adattive (AO), riuscendo a raccogliere ben più luce in fotografie elaborabili più facilmente, ma senza poter battere l'eccellente risoluzione dell'Hubble in un ampio campo di visuale nell'oscuro spazio. ^[173]

Gli specchi dell'Hubble e del JWST a confronto (4.5 m ² vs 25 m ² rispettivamente)

I piani per un successore dell'Hubble si materializzarono nel progetto del Next Generation Space Telescope, che culminò nel James Webb Space Telescope (JWST), il successore formale dell'Hubble. ^[174] Molto differente rispetto a un Hubble ingrandito, è disegnato per operare nel punto L2 ben più distante e freddo rispetto all' orbita terrestre bassa , dove l'interferenza ottica e termica della Terra e della Luna è d'intralcio. Non è progettato per essere completamente manutenuto (attraverso, per esempio, strumenti rimpiazzabili), ma il disegno include un anello di attracco per permettere visite da parte di veicoli spaziali. ^[175] Un obiettivo scientifico primario del JWST è quello di osservare i più remoti oggetti nell'Universo, oltre il confine degli strumenti esistenti. È prevista la localizzazione delle stelle nel primo Universo, approssimativamente 280 milioni di anni più vecchie di quelle attualmente visibili dall'HST. ^[176] Il telescopio è una collaborazione internazionale tra NASA, ESA e CSA dal 1996, ^[177] e il suo lancio è pianificato a bordo di un Ariane 5 . ^[178] Sebbene il JWST sia principalmente uno strumento infrarosso, la sua copertura parte dai 600 nm, circa l'arancione nello spettro visibile. Un tipico occhio umano può vedere fino a circa 750 nm di lunghezza d'onda, di conseguenza c'è una leggera sovrapposizione con le bande di luce visibile a maggior lunghezza d'onda, inclusi l'arancione e il rosso.

Un telescopio complementare, capace di osservare a lunghezze d'onda maggiori rispetto all'Hubble e il JWST, era l' Herschel Space Observatory dell'ESA, lanciato il 14 maggio 2009. Come il JWST, l'Herschel non era disegnato per essere modificato dopo il lancio, e aveva uno specchio sostanzialmente più ampio di quello dell'Hubble, ma osservava solo nell'infrarosso e nel submillimetrico. Aveva bisogno di raffreddamento all'elio, le cui riserve terminarono il 29 aprile 2013, concludendo la missione.

Alcuni concetti di telescopi spaziali avanzati nel ventunesimo secolo includono l'Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope, ^[179] un telescopio ottico concettualizzato con uno specchio tra gli 8 ei 16 metri di diametro che se realizzato potrebbe essere un successore diretto all'HST, capace di osservare e fotografare oggetti astronomici nel visibile, ultravioletto, e infrarosso, Avrebbe una risoluzione sensibilmente superiore rispetto all'Hubble o lo Spitzer Space telescope, e verrebbe realizzato tra 2025 e 2035.

Note

Bibliografia

• "HST Call for Proposals for Cycle 20" Archiviato il 27 maggio 2008 su wayback.archive-it.org URL di servizio di archiviazione sconosciuto . (PDF). Space Telescope Science Institute. December 2011. Retrieved November 8, 2012.
• "HST Primer for Cycle 20" (PDF). Space Telescope Science Institute. December 2011. Retrieved November 6, 2012.
• Allen, Lew; Angel, Roger; Mangus, John D.; Rodney, George A.; et al. (November 1990). The Hubble Space Telescope Optical Systems Failure Report. NASA. Bibcode : 1990STIN...9112437 . NASA TM-103443. The definitive report on the error in the Hubble mirror.
• Dunar, Andrew J.; Waring, Stephen P. (1999). "The Hubble Space Telescope" (PDF). Power to Explore: History of Marshall Space Flight Center 1960–1990. NASA. ISBN 0-16-058992-4 . Covers the development of the telescope.
• Logsdon, John M.; Snyder, Amy Paige; Launius, Roger D.; Garber, Stephen J.; Newport, Regan Anne, eds. (2001). Exploring the Unknown: Selected Documents in the History of the US Civil Space Program. Volume V: Exploring the Cosmos (PDF). NASA History Series. NASA. ISBN 978-0-16-061774-4 . NASA SP-2001-4407. Contains many of the primary documents such as Spitzer's 1946 article, the Wood's Hole report on STScI autonomy, and the ESA memorandum of understanding. Also includes other NASA astronomy programs.
• Spitzer, Lyman S. (March 1979). "History of the Space Telescope". Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. 20: 29–36. Bibcode:1979QJRAS..20...29S. Covers the early history of precursors and proposals.
• Tatarewicz, Joseph N. (1998). "The Hubble Space Telescope Servicing Mission" . In Mack, Pamela E. From Engineering Science to Big Science. NASA History Series. NASA. ISBN 978-0-16-049640-0 . NASA SP-1998-4219. A detailed account of the first servicing mission.

Voci correlate

• Campo profondo di Hubble
• Campo ultra profondo di Hubble
• Hubble Deep Field South
• Hubble Extreme Deep Field
• Telescopio spaziale
• Hubble - 15 anni di scoperte

Altri progetti

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su telescopio spaziale Hubble

Collegamenti esterni

• ( EN ) Principale sito NASA sull'HST , su hubble.nasa.gov .
• ( EN ) Archivio di immagini di pubblico dominio prese con l'HST , su hubblesite.org .
• ( EN ) Pagina NASA sulla missione che lanciò l'HST , su science.ksc.nasa.gov .
• Pagina in italiano sull'HST e le sue scoperte , su vialattea.net .
• ( EN ) Goddard Space Flight Center , NASA's Incredible Discovery Machine: The Story of the Hubble Space Telescope , su YouTube , 16 aprile 2020.

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