Един телескоп и добре да наблюдава... остарява и жироскопит

[valio_98]

Един телескоп и добре да наблюдава... остарява и жироскопите му се чупят

Става дума за космическия телескоп Хъбъл, разбира се, но също и за по-малкия му събрат Кеплер. Насочването и стабилизирането на космическите телескопи се прави с помощта на жироскопи. При наземните е различно – те използват часовникови механизми, които ги движат в обратна посока на въртенето на Земята за да следят телескопите обектите, които искаме да наблюдаваме с тях.

Жироскопите имат способността да се стремят да запазят равнината, в която се въртят. Видео, което демонстрира тази тяхна способност може да се види тук.

В космоса жироскопите позволяват да се пренасочи телескопа от един към друг обект и да се стабилизира, докато наблюдаваме без да се използват реактивни двигатели. Физиката е проста и се свежда до закона за запазване на ъгловия момент: ако искаме да променим положението на телескопа трябва да му предадем някакъв ъглов момент; обаче системата телескоп и жироскоп има постоянен ъглов момент; значи, за да завъртим телескопа в желаната посока, трябва да изменим равнината на въртене на жироскопа в обратна посока. Разбира се, нещата не са толкова прости – телескопът е много по-тежък от жироскопа, но ъгловият момент на жироскопа зависи от скоростта му на въртене и това донякъде компенсира разликата в масите, затова жироскопите се въртят с огромни скорости. Шестте жироскопа на Хъбъл правят по 19200 оборота в минута.

Подвижните части са фундаментален проблем за космическите апарати, защото освен ако не става дума за пилотирани космически кораби, ремонтът е свързан с известни трудности. Пилотираната мисия, която направи последния ремонт на Хъбъл през 2009 година, струваше около половин милиард долара по някогашните цени. Тогава бяха сменени всичките шест жироскопа на телескопа, защото през предходните няколко години три от шестте се бяха повредили и беше ясно, че с голяма вероятност точно работата на тези компоненти ще определи продължителността на живота на самия телескоп. Наистина, два жироскопа се повредиха, съответно през 2014 година и през 2018 година. И постепенно телескопът остана само с два работещи уреда. За да продължат наблюденията, инженерите от НАСА решиха да изключат един от оставащите жироскопи – за нормална работа са нужни поне два – и да го пазят като резервен за в бъдеще, въпреки че само с един работещ жироскоп телескопът ще изисква повече време за насочване и няма да е толкова стабилен, както преди.

Защо се полагат тези усилия да бъде спасен един телескоп на 34 години? Първо, телескопът неколкократно беше модифициран и сегашните му инструменти са по-нови и по-съвършени от онези, с които той започна работа през 1990 година.

Второ, той остава най-добрата космическа ултравиолетова обсерватория. Неговият наследник Джеймс Уеб е по-добър, когато става дума за инфрачервената област, но в ултравиолета – това е електро-магнитна радиация, която има по-малка дължина на вълната от най-синята светлина, която можем да видим – Хъбъл все още няма конкуренция. Може би тя ще се появи в лицето на бъдещ китайски космически телескоп, но до началото на неговата работа остават доста години.

През последните години на няколко пъти беше обсъждана нова пилотирана мисия, която да ремонтира отново космическия ветеран, но за сега това са само разговори.

Проблеми с жироскопите имаше и космическият телескоп Кеплер – предназначен за търсене на екзопанети по метода на пасажите или транзитите, ако използвам английския термин. Уви, той не можеше да бъде ремонтиран и до края на полезния му живот беше насочван с помощта на двигателите си, което постави край на основната му мисия. Но за това – друг път.

Да пожелаем на „стареца“ Хъбъл успех и дано още дълги години вярно да служи на астрономическата общност.



Повече за жироскопите на Хъбъл може да се прочете тук.

Повече за телескопа Хъбъл: тук

Документални филми за ремонтите на Хъбъл:
https://www.youtube.com/watch?v=neHV-R3GbdE
https://www.youtube.com/watch?v=pIiAGbD3N4k
https://www.youtube.com/watch?v=xgbUbdC6kbo
и за успехите на космическата обсерватория:
https://www.youtube.com/watch?v=Lo43Gq_Xe1M