Telescopio Spaziale Hubble
thumb|right|350px|HST-Hubble Il Telescopio Spaziale Hubble (abbreviato in HST dalle iniziali del nome inglese, o anche semplicemente Hubble) è un telescopio posto negli strati esterni dell'atmosfera terrestre, a circa 600 chilometri di altezza, in orbita attorno alla Terra (ogni orbita dura circa 100 minuti). È stato lanciato il 24 aprile 1990 con lo Space Shuttle Discovery come progetto comune della NASA e dell'Agenzia Spaziale Europea.
Il telescopio può arrivare ad una risoluzione angolare migliore di 0,1 secondi d'arco. L'HST è così chiamato in onore di Edwin Hubble, astronomo americano. È prevista la sua sostituzione con il Telescopio Spaziale di Nuova Generazione (NGST) nel 2009.
Osservare fuori dall'atmosfera comporta numerosi vantaggi, perché l'atmosfera distorce le immagini e filtra la radiazione elettromagnetica a certe lunghezze d'onda, in particolare nell'infrarosso.
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Descrizione tecnica
Il telescopio pesa circa 11 tonnellate, è lungo 13,2 metri, ha un diametro massimo di 4,2 metri ed è costato 2 miliardi di dollari. Si tratta di un riflettore con due specchi; lo specchio primario ha un diametro di circa 2,4 metri. Contiene vari spettrometri e tre camere per immagini: una per oggetti deboli in piccoli campi, una camera a grande campo per foto planetarie, e una camera infrarossa.
Due pannelli solari generano l'elettricità, che serve principalmente per alimentare le camere e i quattro grandi giroscopi usati per orientare e stabilizzare il telescopio. Inoltre, la camera infrarossa e uno degli spettrometri devono essere raffreddati a -180 °C per funzionare correttamente.
Scoperte
- Hubble riprese eccezionali immagini della collisione della cometa Shoemaker-Levy 9 con il pianeta Giove nel 1994.
- Prove del fatto che dei pianeti siano presenti anche attorno a stelle diverse dal Sole sono state raccolte per la prima volta con Hubble.
- Inoltre Hubble ha dimostrato che la materia oscura della nostra galassia non può essere formata solo da deboli stelle non ancora osservate.
- Alcune osservazioni suggeriscono che il nostro Universo si trovi in uno stato di espansione accelerata.
- La teoria che la maggior parte delle galassie contengono un buco nero nel loro nucleo è stata parzialmente confermata da numerose osservazioni.
- Nel dicembre 1995, Hubble riprese un'immagine chiamata lo Hubble Deep Field, una regione grande un trentesimo di milionesimo del cielo notturno e contenente numerose migliaia di deboli galassie. Un'immagine dello stesso tipo fu presa poco dopo nel cielo australe e risultò molto simile, rafforzando l'ipotesi che l'Universo sia uniforme su vasta scala, e che la Terra occupi un posto come gli altri nell'Universo.
- Altre osservazioni (in inglese)
Lancio e problemi iniziali
Il telescopio fu lanciato dalla missione Shuttle STS-31 nel 24 Aprile 1990. Si trattò in realtà di un rinvio a partire da una data iniziale posta nel 1986, ma rimandata a causa del disastro del Challenger nel Gennaio di quell'anno.
Le prime immagini prese dal telescopio causarono grande sconforto tra gli astronomi e tutti i partecipanti al progetto: erano fortemente distorte e fuori fuoco, e nonostante lunghi processamenti al computer non potevano arrivare alla risoluzione prevista. Fu trovato che la Hughes corporation aveva lavorato lo specchio principale senza tener conto che sarebbe stato usato nel vuoto e non in aria. La differenza di indice di rifrazione, appena 1,0003, bastò a generare il problema. Un altro specchio identico era stato costruito da un'altra azienda, e non soffriva di questo problema, ma sfortuna volle che fu proprio il primo ad essere lanciato.
Il problema fu risolto durante la prima missione di servizio, che installò un'ottica correttiva e restituì al telescopio la qualità ottica prevista in origine.
Missioni di servizio
Il telescopio è stato visitato numerose volte da astronauti in passeggiata spaziale da uno Shuttle. Queste missioni erano state previste fin dall'inizio come manutenzione periodica, per riparare eventuali guasti e per installare nuovi componenti. Inoltre, a causa della frizione con l'atmosfera, il telescopio perde lentamente quota nel tempo. Lo shuttle lo riporta in un'orbita più alta ogni volta che lo visita.
- La Missione di servizio 1, svolta nel Dicembre 1993 (STS-61) installò alcuni strumenti e altri componenti. I più importanti furono: il COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), una serie di cinque specchi per correggere le distorsioni causate dallo specchio primario. La nuova camera planetaria e a grande campo (Wide Field/Planetary Camera, WF/PC II), una versione migliorata del precedente sensore ultravioletto che incorporava anch'essa delle ottiche di correzione. La NASA dichiarò la missione un successo il 13 Gennaio 1994, e mostrò la prima di molte immagini molto migliori delle prime.
- La Missione di servizio 2, svolta nel Febbraio 1997 (STS-82) sostituì lo spettrografo ad alta risoluzione con il nuovo Space Telescope Imaging Spectrograph, e aggiunse una camera infrarossa.
- La Missione di servizio 3A, nel Dicembre 1999 (STS-103) sostituì dei giroscopi e dei sensori di guida guasti, e aggiunse un nuovo computer di bordo.
- La Missione di servizio 3B, nel Marzo 2002 (STS-109) riparò e migliorò numerosi componenti, obbligando gli astronauti a lunghe e delicate passeggiate spaziali. Gli interventi sul telescopio furono, tra gli altri:
- Sostituzione dell'unità di alimentazione, cosa particolarmente difficile perché questo componente non era stato progettato per essere sostituito in orbita. Inoltre il telescopio dovette essere completamente spento per la prima volta da quando aveva iniziato ad osservare.
- Sostituzione dei pannelli solari. I nuovi pannelli sono derivati da quelli costruiti per i satelliti Iridium. Sono più piccoli di un terzo rispetto a quelli vecchi, diminuendo così la frizione con l'atmosfera, e forniscono il 30% di energia in più. Grazie a loro, tutti gli strumenti di Hubble possono essere accesi e funzionanti contemporaneamente.
- Sostituzione della "camera per oggetti deboli" (FOC) con la "camera avanzata per Surveys" (ACS). Entrambe hanno una dimensione simile ad una cabina telefonica.
- Installazione di un refrigeratore meccanico nella camera infrarossa, non più funzionante.
- Il completamento di questa missione migliorò notevolmente le capacità di Hubble, e alcuni entusiasti sostennero che era adesso un nuovo strumento.
- La Missione di servizio 4, l'ultima visto l'imminente fine della vita operativa di Hubble, originariamente prevista per il Febbraio 2005 è stata annullata a causa del recente disastro dello Shuttle che a tutt'oggi non è ancora ripartito.
La NASA sta quindi valutando di effettuare la missione senza equipaggio, cioè in forma robotizzata. Se tale missione non potra essere effettuta la fine operativa è prevista per fine 2006-inizio 2007. In questa missione sono previste le seguenti sostituzioni:
- Sostituzione completa dei 6 giroscopi cuore del sistema di puntamento.
- Sostituzione completa delle batterie ormai prossime all'esaurimento.
- Sostituzione del sistema di guida
- Sostituzione dello scudo termico ormai deteriorato
Ad agosto 2011 è comunque previsto il lancio del Next Generation Space Telescope (NGST) dotato di specchi di diametro piu che doppi e posizionato ad un orbita molto piu elevata tanto da non essere piu previste missioni di manutenzione in quanto troppo distante per gli Space Shuttle.
Collegamenti esterni
- Principale sito NASA sull'HST
- Archivio di immagini di pubblico dominio prese con l'HST
- Pagina NASA sulla missione che lanciò l'HST
- Pagina in italiano sull'HST e le sue scoperte