Poslední oprava kosmického dalekohledu HST

Na 11. května 2009 je naplánován start amerického raketoplánu Atlantis se sedmičlennou posádkou, která bude mít za úkol navštívit Hubblův kosmický dalekohled HST a uskutečnit pátou a definitivně poslední opravu této unikátní observatoře. Výměna a oprava několika přístrojů HST umožní astronomům pokračovat v pozorováních po dobu dalších deseti let.

Kombinace efektivní soupravy přístrojů na palubě HST a jeho umístění vysoko nad zemskou atmosférou umožnilo získávat výjimečné vědecké výsledky po dobu uplynulých 19 let od vypuštění. Tento úspěch je důsledkem jednak vlastní konstrukce dalekohledu, a také série úspěšných servisních misí, které umožnily udržet celý dalekohled ve funkčním stavu až do dnešních dnů.

Kosmonauti NASA a ESA navštívili Hubblův kosmický dalekohled v letech 1993, 1997, 1999 a 2002 a při každé misi provedli několik oprav a zdokonalení. Během nastávající servisní mise SM4 uskuteční posádka raketoplánu celkem pět výstupů do volného kosmického prostoru k provedení poslední opravy dalekohledu a zlepšení jeho stavu. To bude znamenat, že každá větší součást teleskopu podstoupí přinejmenším jednu významnou opravu od vypuštění na oběžnou dráhu.

Hlavním cílem nadcházející mise je instalace dvou nových přístrojů. Zařízení COS (Cosmic Origins Spectrograph) bude umístěno do štěrbiny, v níž se v současné době nachází přebytečné zařízení COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) a zdokonalená kamera WFC3 (Wide Field Camera 3) nahradí současnou kameru WFPC2 (Wide Field Planetary Camera 2). Oba přístroje využívají pokročilé technologie a významně zlepší schopnosti HST při pozorování a umožní detekci slabého světla nejmladších hvězd a galaxií ve vesmíru.

Aparatura COS bude především studovat slabé vzdálené kvasary, jejichž světlo procházelo skrz mezigalaktická oblaka plynů, galaxie i prázdná místa ve vesmíru během jejich dlouhé cesty z objektu k nám na Zemi. Rozložením světla kvasarů na rozdílné vlnové délky (nebo barvy) – tzv. spektrum a studiem, jak mnoho nebo jak málo je každá vlnová délka absorbována, mohou astronomové určit chemické složení a přesnou polohu hmoty, respektive její rozložení podél světelného paprsku (nebo-li směru pohledu). Takto získáme informace o velkorozměrové struktuře vesmíru a o vývoji jeho chemického složení.

WFC3 je nejmodernější zobrazovací komplex. Jedná se o první samostatný přístroj na palubě HST, který je schopen pořizovat snímky v oboru infračerveného, viditelného a ultrafialového záření. Díky tomu budou mít astronomové unikátní příležitost pozorovat současně odlišné populace hvězd ve vzdálených galaxiích, studovat objekty s vysokým rudým posuvem a pozorovat vodu a led na tělesech v naší Sluneční soustavě.

„Po uskutečnění této servisní mise se HST stane podstatně výkonnější kosmickou observatoří než doposud a bude skvěle vyzbrojen pro pokračování hlavní role astrofyzikálních výzkumů dobrých dalších deset let,“ říká Bob Fosbury, vedoucí evropské koordinační skupiny pro kosmický dalekohled.

Hubblův kosmický dalekohled sám o sobě rovněž vyžaduje určitou péči a pozornost. Údržbu například potřebují baterie, neboť HST stále krouží kolem Země s původními bateriemi a po 19 letech neustálého používání se u nich začíná projevovat degradace. Další opravy observatoře, jako je náhrada jemného naváděcího senzoru FGS a gyroskopů, zajistí, že HST zůstane funkční po mnoho příštích let.

Evropský příspěvek na Hubbla

Evropská kosmická agentura ESA přispěla 15 % nákladů na vývoj HST, na oplátku mají evropští astronomové garantováno 15 % pozorovacího času kosmické observatoře. Ve skutečnosti jsou návrhy na pozorování, které předkládají evropští vědci, velmi kvalitní, takže mají v průměru rezervováno kolem 20 % pozorovacího času.

Příspěvek ESA na HST byl velmi důležitý. V počátcích projektu Evropská kosmická agentura poskytla dvě sady panelů slunečních baterií a kameru FOC (Faint Object Camera), která byla předchůdcem současné kamery ACS (Advanced Camera for Surveys). Kamera FOC, která byla nahrazena v roce 2002, byla mimořádně výkonná a citlivá při pozorování ve viditelném a ultrafialovém světle. Umožnila astronomům rozlišovat slabé bodové zdroje jako samostatné objekty.

ESA rovněž dodala zařízení, umožňující přesné natáčení panelů slunečních baterií tak, aby byly co nejvíce osvětleny Sluncem za účelem dodávky co největšího množství elektrické energie. Jednalo se o zařízení SADM (Solar Array Drive Mechanisms), SADE (Solar Array Drive Electronics) a DCE (Drive Control Electronics). Zacházení se slunečními panely je velmi kritické v době, kdy se posádka raketoplánu snaží zachytit dalekohled pomocí dálkově ovládaného manipulátoru a pří výstupu posádky do volného kosmického prostoru, kdy jim panely mohou překážet v práci.

„V ESA jsme pyšní, že můžeme být součástí rodiny kolem HST, spolupracovat s našimi americkými kolegy a podporovat tuto velkou astronomickou observatoř,“ říká David Southwood, ředitel Science and Robotic Exploration, ESA. „S opraveným teleskopem budou mít astronomové příležitost pokračovat ve svých výzkumech a získávat základní vědecké poznatky o vesmíru. Prodloužení životnosti HST je dobrou zprávou pro všechny astronomy na celém světě.“

Rekordní mise

Koncem minulého roku HST překonal rekord v délce pobytu ve vesmíru. Dne 28. 12. 2008 dosáhl počtu 6823 dnů na oběžné dráze a překonal tak dosavadní rekord nepřetržitého pozorování z oběžné dráhy, který držela astronomická družice IAU (International Ultraviolet Explorer), na jejímž vývoji se podílela ESA, NASA a Velká Británie. Činnost družice IAU byla ukončena v roce 1996. Během této dlouhé doby HST uskutečnil velké množství pozorování jak blízkých objektů ve Sluneční soustavě, tak i v nejvzdálenějších oblastech vesmíru.

Poznámka na závěr

Hubblův kosmický dalekohled HST byl navržen v mezinárodní spolupráci mezi NASA a ESA. Na oběžnou dráhu kolem Země jej dopravil 24. dubna 1990 raketoplán Discovery v rámci mise STS-31. Společná dohoda mezi NASA a ESA byla podepsána 7. 10. 1977; jako výsledek této dohody byl garantován evropským astronomům 15% podíl pozorovacího času dalekohledu.

Servisní mise SM4 je ve skutečnosti pátým startem raketoplánu k HST. NASA dříve rozhodla o rozdělení třetí servisní mise (SM3) na dvě části po tom, co u HST přestaly fungovat tři ze šesti gyroskopů (HST používá pro zajištění stabilizace při pozorování 3 gyroskopy). Servisní mise SM3A byla realizována v roce 1999 a SM3B v roce 2002.

Zdroj: http://www.esa.int/esaCP/SEMOC9BNJTF_index_0.html

autor: František Martinek