Hubble-rumteleskopet (HST): Definition, historie og observationer
Opdag Hubble-rumteleskopets historie, banebrydende observationer og tekniske fakta — fra opsendelse og reparationer til universets mest fjerntliggende billeder.
Hubble Space Telescope (HST) er et stort optisk rumobservatoriumteleskop placeret i kredsløb omkring Jorden. Fordi det befinder sig over atmosfæren, kan det observere himlen med langt større klarhed end teleskoper på jordoverfladen — atmosfæren slører og spreder stjernelys, før det når jorden. Hubble, opkaldt efter astronomen Edwin Hubble, kan arbejde døgnet rundt og tager billeder af objekter så fjerne, at de ellers næsten ville være usynlige fra Jorden. Hovedspejlet er 2,4 meter (94,5 tommer) i diameter, hvilket giver god opløsning og lysindsamlingsevne.
Historie og konstruktion
Teleskopet blev færdiggjort og opsendt den 24. april 1990 med rumfærgen Discovery (STS-31). Projektet blev ledet af NASA med væsentlige bidrag fra ESA, som leverede eksempelvis nogle instrumenter og støtte til driftsopgaver. Hubble kredser i rummet i en lav jordkredsløb (LEO) med en typisk højde på omkring 540–600 km og en hastighed på cirka 7,5 km/s — det svarer til en omgang rundt om Jorden på cirka 95–97 minutter. Denne hurtige bevægelse, sammen med begrænsninger fra sol- og jordorientering, påvirker planlægning af observationer.
Tekniske specifikationer og instrumenter
Selve observatoriet er på størrelse med en stor skolebus og var konstrueret, så det kunne blive bragt op og vedligeholdt af en rumfærge. Hovedets centrale komponenter inkluderer:
- Primærspejl: 2,4 m i diameter.
- Spektrale dækningsområder: ultraviolet (UV), synligt lys og nær-infrarødt (NIR).
- Instrumenter: gennem årene har HST haft flere videnskabelige instrumenter, herunder Wide Field Camera (WF/PC), Wide Field Camera 3 (WFC3), Advanced Camera for Surveys (ACS), Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), Cosmic Origins Spectrograph (COS) og Fine Guidance Sensors (FGS). Nogle instrumenter er udskiftet eller opgraderet ved serviceflyvninger.
Servicemissioner og fejlkorrigering
Efter opsendelsen opdagede man en væsentlig fejl i hovedspejlets form (spherical aberration), hvilket førte til slørede billeder. I 1993 blev Hubble repareret under den første store servicemission (STS-61), hvor der blev installeret korrektion (COSTAR) og nye instrumenter. I alt foretog man flere servicemissioner i 1990'erne og 2000'erne, senest i 2009, hvor man genoprettede og opgraderede centrale instrumenter. Disse besøg forlængede Hubbles levetid og forbedrede dens videnskabelige kapacitet betydeligt.
Observationer og videnskabelige resultater
Hubble har bidraget med en lang række banebrydende opdagelser og detaljerede billeder, som har ændret vores forståelse af universet. Vigtige eksempler omfatter:
- Hubble Deep Field / Ultra Deep Field: ekstremt dybe billeder af meget fjerne galakser, som viste universets mangfoldighed i tidlige æraer og gav indsigt i galakseudvikling.
- Kosmologi: målinger, der bidrog til bestemmelsen af universets ekspansionshastighed (Hubble-konstanten) og understøttede opdagelsen af universets accelererede ekspansion via observationer af fjerne supernovaer.
- Galakse- og stjernedannelse: detaljerede billeder af stjernedannelsesregioner, tåger og proplyds (protoplanetariske skiver) i vores galakse.
- Eksoplaneter: spektroskopiske målinger af nogle exoplanetatmosfærer og transitanalyser.
- Supermassive sorte huller: observationer, der hjalp med at måle masser af centrale sorte huller i galakser og deres sammenhæng med værtsgalaksens egenskaber.
- Solsystemet: skarpe billeder af planeter, måner og andre objekter i vores solsystem, som giver detaljerede overflade- og atmosfæreobservationer.
Drift, planlægning og begrænsninger
Hubbles lave kredsløb og høje hastighed fører til gentagne perioder, hvor Jorden blokerer udsynet mod et mål (occultation), samt overflyvninger af områder med forhøjet stråling (f.eks. South Atlantic Anomaly). Der er også begrænsninger fra sol-, jord- og månvinkler, som gør planlægning af observationer kompleks. Alligevel udfører Hubble tusindvis af observationer hvert år, styret af et internationalt fællesskab af astronomer.
Betydning og fremtid
Hubble har været et af de mest produktive og indflydelsesrige rumteleskoper i astronomiens historie. Dets billeder har også haft stor offentlig betydning ved at gøre komplekse astronomiske fænomener håndgribelige for et bredere publikum. Ved 2024 er Hubble stadig operationelt, men teknologisk udvikling og nye rumteleskoper (fx rumteleskoper med større aperturer og forskellige bølgelængdeområder) supplerer og bygger videre på Hubbles resultater.
HST fortsætter med at levere vigtige data, og dens lange historie af opgraderinger og servicemissioner viser, hvordan fleksibel ruminstrumentation kan forlænges og forbedres gennem målrettet vedligeholdelse og internationalt samarbejde.
Hubble-rumteleskopet
Et af de mest berømte billeder taget af Hubble-teleskopet: "Skabelsens søjler" i Ørnenæbelen
Start
Teleskopet blev opsendt i 1990 med en rumfærge. Da det kom i kredsløb, så alt ud til at være i orden. Men der var et problem med teleskopet, som først blev opdaget, da det begyndte at tage billeder.
Astronauterne Musgrave og Hoffman ved installation af korrigerende optik under SM1
Forbedring af Hubble-billederne efter SM1
Problemer
Da HST tog sine første billeder, var astronomerne glade for at se billederne, men de var ikke så skarpe og skarpe som forventet. Teleskoper i rummet kan tage bedre billeder end teleskoper på Jorden, men af en eller anden grund var billederne ikke bedre end de billeder, der blev taget på Jorden. De fandt et problem med teleskopets spejl. Spejlet var ikke buet rigtigt. Det var kun forkert med 2,2 mikrometer (1/50 af tykkelsen af et stykke papir). Alligevel var det nok til, at billederne blev slørede. Nogle sagde, at Hubble var nærsynet.
Reparation
En anden rumfærge blev snart sendt op for at reparere rumteleskopet. Reparationen var ikke let. Astronauterne var nødt til at installere nogle små spejle for at korrigere lyset fra det store spejl. Det store spejl kunne stadig bruges. Det tog fem dage med rumvandringer. Da en astronaut åbnede en af dørene på Hubble for at installere et nyt kamera, ville døren ikke lukke. Astronauterne måtte finde på en kreativ måde at komme uden om problemet på. Til sidst blev Hubble repareret.
Hubble-rumteleskopet er blevet repareret og serviceret fem gange for at holde det i kredsløb og gøre det endnu bedre, efterhånden som teknologien blev forbedret. Rumfærgeprogrammet blev holdt i gang længere end planlagt for at sende en ekstra tur op til Hubble-rumteleskopet for at foretage en sidste reparation.
Resultater
- Tidligt i 1994 stirrede Hubble i ti dage på det, som man troede var et tomt område i rummet. Den fandt ud af, at der faktisk var mange galakser der, men meget svage og meget langt væk. Intet andet teleskop kunne have set det.
- I 2004 kiggede Hubble flere milliarder år tilbage i tiden til de første galakser i Hubble Ultra Deep Field.
- Den var i stand til at hjælpe med at fastslå universets alder til ca. 13,7 milliarder år. Før Hubble vidste forskerne kun, at det var mellem 10 og 20 milliarder år gammelt.
- Den tog det første billede af en planet uden for vores solsystem og var i stand til at finde ud af, hvilken type atmosfære andre planeter kan have.
Sombrero-galaksen i infrarødt lys (Hubble-rumteleskopet og Spitzer-rumteleskopet)
Udskiftning
Hubble er blevet erstattet af James Webb-rumteleskopet, som befinder sig endnu længere væk fra Jorden. Der er nu andre teleskoper i kredsløb, f.eks. Herschel-observatoriet, Spitzer-rumteleskopet og Kepler-rumfartøjet, som er specielt fremstillet til at finde jordlignende planeter omkring andre stjerner.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er Hubble-rumteleskopet?
A: Hubble-rumteleskopet (HST) er det første store optiske rumobservationsteleskop. Det blev lavet af både NASA og ESA i samarbejde, og det kan observere 24 timer i døgnet.
Spørgsmål: Hvor stort er HST's hovedspejl?
A: HST's hovedspejl er 2,4 meter (94,5 tommer) bredt.
Spørgsmål: Hvad gør det muligt at se ting langt væk med HST?
A: Da det befinder sig over atmosfæren, kan det se himlen klarere end et teleskop på jorden, hvilket gør det muligt at observere objekter, som det ville være næsten umuligt at se fra andre steder.
Spørgsmål: Hvornår blev Hubble sendt ud i rummet?
A: Hubble blev sendt ud i rummet den 24. april 1990.
Spørgsmål: Hvor hurtigt bevæger Hubble sig i lavt kredsløb om Jorden?
Svar: I lavt kredsløb om Jorden bevæger Hubble sig med 10 km i sekundet.
Spørgsmål: Hvor stor er Hubble i forhold til andre objekter?
A: Hubble er på størrelse med en stor skolebus, men stadig lille nok til at passe ind i en rumfærges lastrum.
Spørgsmål: Blev der nogensinde foretaget reparationer på Hubble efter opsendelsen? A: Ja, der blev foretaget reparationer i 1993 på grund af problemer med billedkvaliteten.
Søge