Bedømme, hvordan Hubble-rumteleskopet fungerer

I vores lave jordbane er der et teleskop kendt som Hubble-rumteleskopet. Har du nogensinde spekuleret på, hvordan Hubble arbejder for at fange universet i et fantastisk billede?

Hubble-teleskopet er et rumbaseret teleskop, som har mange fordele i forhold til jordbaserede teleskoper.

Selvom jordbaserede teleskoper normalt er placeret i meget høje områder (f.eks. Over bjerge) med minimal lysforurening, skal de stadig kæmpe med atmosfærisk turbulens, hvilket reducerer synsstyrken en smule. En af virkningerne af selve atmosfærisk turbulens er, når vi ser stjerner, der ser ud til at glimte.

En anden ulempe ved jordbaserede teleskoper er, at Jordens atmosfære kan absorbere meget af de infrarøde og ultraviolette stråler, der passerer gennem den. Nu kan rombaserede teleskoper lettere registrere disse bølger. Derfor blev Hubble placeret i det ydre rum: så astronomer kunne studere det kosmiske i alle bølgelængder, især dem der ikke kunne detekteres fra jordens overflade.

Der er dog en ulempe ved rumteleskoper som Hubble, hvilket er, at de er meget vanskelige at vedligeholde og reparere, når de er beskadiget. Hubble var imidlertid det første teleskop designet specielt til at blive fastgjort direkte i jordens bane af astronauter, mens andre rumteleskoper, såsom Kepler og Spitzer, slet ikke kunne repareres.

Hubble drejer en komplet rotation rundt om jorden hvert 97. minut og bevæger sig med en hastighed på 8 kilometer i sekundet. Du tror måske, at dette er en meget hurtig hastighed, men på grund af jordens store diameter er denne Hubble-hastighed meningsløs.

Hubble skal forblive ved den hastighed, hvis den skal fortsætte med at cirkulere jorden. Hvis det var lidt langsommere, ville Hubble falde mod Jorden, men hvis det var hurtigere, ville det blive kastet uden for Jordens bane. Nu, når det bevæger sig, fanger Hubble-spejlet lys fra universet, så sendes det lys til nogle af dets videnskabelige instrumenter.

Inkluderet i en type teleskop kendt som en Cassegrain-reflektor er Hubbles måde at arbejde faktisk meget enkel på. Lys fra genstande i universet, der berører teleskopets hovedspejl eller det primære spejl, reflekteres på det sekundære spejl. Derefter vil det sekundære spejl fokusere lys gennem et hul midt i det primære spejl, der skal sendes til videnskabelige instrumenter.

Nogle mennesker, måske også dig, hævder ofte fejlagtigt, at teleskoper bruges til at forstørre objekter. Selvom det ikke er tilfældet. Teleskopets sande funktion er at samle mere lys fra himmellegemer end det menneskelige øje kan. Jo større teleskopets spejl er, desto mere lys kan det samle, og jo bedre bliver billedresultaterne.

Hubbles primære spejl har en diameter på 2,4 meter, hvilket er lille sammenlignet med nuværende jordbaserede teleskoper, som kan nå en diameter på 10 meter eller mere. Hubbles placering uden for atmosfæren giver dog ekstraordinær billedskarphed.

Når Hubble-spejle har samlet lys, begynder Hubbles videnskabelige instrumenter at arbejde, enten samtidigt eller individuelt afhængigt af observationsbehovet. Hvert instrument er designet til at undersøge universet på en anden måde.

Disse instrumenter inkluderer:

Bredfeltkamera 3(WFC3), et instrument, der kan se tre forskellige typer lys: nær ultraviolet, synligt lys og nær infrarødt, men ikke samtidig. Dens opløsning og synsfelt er meget større end andre instrumenter på Hubble. WFC3 er et af Hubbles to nyeste instrumenter og bruges i vid udstrækning til at studere mørk energi, mørkt stof, dannelse af stjerner og opdagelsen af ​​fjerne galakser.

Cosmic Origin Spectrograph (COS), inklusive et andet af Hubbles nye instrumenter, er COS en spektrograf, der udelukkende kan se i ultraviolet lys. Spektrografen er som et prisme, der adskiller lys fra himmellegemer i dets komponentfarver. Det giver også et "fingeraftryk" af bølgelængden af ​​det objekt, der observeres, hvilket fortæller astronomer dens temperatur, kemiske sammensætning, densitet og bevægelse. COS vil øge Hubbles ultraviolette følsomhed mindst 70 gange, når man observerer meget svage objekter.

Avanceret kamera til undersøgelse (ACS), et instrument, der kan få Hubble til at se synligt lys og blev designet til at studere noget af det tidlige universs aktivitet. ACS hjælper med at kortlægge fordelingen af ​​mørkt stof, detektere de fjerneste objekter i universet, søge efter store planeter og studere udviklingen af ​​galaksehobe. ACS holdt kort op med at arbejde i 2007 på grund af mangel på elektricitet, men blev repareret i maj 2009.

Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS)Hubbles andet spektografinstrument, der kan se i ultraviolet, synligt og næsten infrarødt lys. I modsætning til COS er STIS kendt for sin evne til at jage sorte huller. Mens COS kun fungerer bedst til at studere stjerner eller kvasarer, kan STIS kortlægge større objekter såsom galakser.

Tæt på infrarødt kamera og multi-objekt spektrometer (NICMOS), er Hubble-varmesensoren. Dens følsomhed over for infrarødt lys gør det muligt for astronomer at observere himmellegemer skjult bag interstellært støv. Dette NICMOS-instrument bruges normalt, når Hubble undersøger en tåge.

Det sidste instrument, Sensorer med fin vejledning(FGS), er en enhed, der er i stand til at låse Hubble-positionen på ethvert himmellegeme, du ønsker at observere, og holde Hubble pegende i den rigtige retning. Bortset fra det kan FGS også bruges til at måle stjernernes afstande nøjagtigt.

Nå, alle disse Hubble-instrumenter kan være aktive, fordi de understøttes af sollys. Hubble har flere solpaneler, der kan konvertere sollys direkte til elektricitet. Noget af den elektricitet opbevares i batterier, der holder teleskopet aktivt, når det er over jordens natområde, blokeret for sollys.

Hubble er også udstyret med fire antenner, der tjener til at sende og modtage information mellem Hubble og Mission Operations Team på Goddard Space Flight Center i Maryland, USA. Derudover er der to hovedcomputere og et antal mindre systemer på Hubble. En af de vigtigste computere bruges til at håndtere kommandoerne, der leder teleskopet, mens den anden er at kommandere instrumenterne, modtage deres data og sende dem til satellitten, indtil den endelig modtages af Mission Center på Jorden.

Når Mission Center modtager data fra Hubble, vil de ansatte, der arbejder der, begynde at oversætte dataene, såsom andre bølgelængder, og arkivere oplysningerne på en lagerenhed. Hubble alene sender nok information til at udfylde omkring 18 dvd'er hver uge. Astronomer kan downloade arkiverede data over internettet og analysere dem overalt i verden.

Nu, sådan fungerer Hubble-teleskopet. Og forresten kan du også bruge Hubble til at forske. Du behøver kun at sende de bedste forslag til Hubble Mission Center. De valgte forslag får mulighed for at udnytte Hubbles evner til observation og forskning. Hvert år gennemgås omkring 1.000 forslag, og omkring 200 vælges.

Er du interesseret i at observere universet med Hubble?