Avaruusteleskoopin anatomiaa

Hubble-avaruusteleskooppi, eli HST englanninkielisen nimen Hubble Space Telescope mukaan, on Maan kiertoradalla noin 600 kilometrin korkeudessa oleva tähtitieteellinen havaintolaite, joka vastaa kooltaan yhteispohjoismaista Kanarian saarilla La Palmalla sijaitsevaa NOT-teleskooppia.

Vaikka NOT kykenee toisinaan erittäin korkealaatuisiin kuviin, on Hubblella etulyöntiasema, koska se sijaitsee ilmakehän ulkopuolella. Sen 2,4-metrinen peili pystyy näkemään erittäin tarkasti ja keräämään paremmin valoa kuin maanpäälliset havaintolaitteet – siksi se on muodostunut jo klassikoksi tähtitieteen historiassa.

Teleskooppi nimettiin aikanaan Linnunradan ulkopuolisten galaksien löytäjän ja avaruuden laajenemisen (Hubblen laki) keksineen Edwin Hubblen mukaan.

Hubblen avaruusteleskoopin rahoittamiseen ovat osallistuneet NASA ja Euroopan avaruusjärjestö, ja myös useat suomalaiset tähtitieteilijät ovat päässeet tekemään sillä havaintoja.

Sen käyttöiäksi suunniteltiin alun perin 15 vuotta, eli se on tänään tullut toimineeksi jo 10 vuotta kaavailtua pidempään.

 

Teleskooppi on rakenteeltaan hyvin yksinkertainen. Sen ytimenä on teleskooppi, joka koostuu 2,4 metriä halkaisijaltaan olevasta, yhdestä kappaleesta valmistetusta ja 10 nanometrin tarkkuudella hiotusta pääpeilistä ja apupeilistä, joka heijastaa kuvan pääpeilin takana oleville havaintolaitteille. Peilin aihion valmisti hyvin vähän lämpölaajenevasta ja optisesti korkealaatuisesta lasista nyttemmin älypuhelimien pintalasien tekijänä tunnettu Corning-yhtiö.

Havaintolaitteet sijaitsevat peilin takana neljässä erillisessä noin kaksi metriä pitkässä laatikossa, joihin valo ohjataan peileillä keskeltä. Alkuperäinen havainnointilaitteisto koostui samassa paketissa olevasta laajakulmaisesta ja planetaaristen kohteiden kapeampikatseisesta kamerasta, tarkkuusspektrografista, nopeasta fotometristä sekä ultravioletin ja näkyvän valon alueella toimineesta himmeiden kohteiden kamerasta ja spektrografista.

Koska ilmakehä suodattaa suuren osan UV-säteilystä pois, ovat ultravioletin alueella toimivat havaintolaitteet erittäin hyödyllisiä avaruudessa.

Tällä hetkellä Hubblessa on käytössä seuraavat havaintolaitteet:

  • ACS: Advanced Camera for Surveys 
  • COS: Cosmic Origins Spectrograph
  • FGS: The Fine Guidance Sensors
  • NICMOS: Near Infrared Camera and Multi Object Spectrometer
  • STIS: Space Telescope Imaging Spectrograph
  • WFC3: Wide Field Camera 3

Teleskoopin ohjauselektroniikka ja kaikki sen toiminnassaan tarvitsemat laitteet ovat teleskooppiputken ympärillä olevissa, astronauttien käsin irroitettavaksi suunnitelluissa kaapeissa. Sähkövirtaa Hubble saa kahdesta aurinkopaneelista; alkuperäiset, kullan väriset auki rullautuvat paneelit on korvattu nyttemmin kiinteillä, pienempikokoisilla aurinkopaneeleilla.

Teleskoopin pituus on 13,2 metriä, sen massa 11 110 kiloa ja halkaisija noin 6,3 metriä.

Se kiertää tällä hetkellä Maata radalla, jonka korkeus on noin 540 km ja joka on kallellaan päiväntasaajaan suhteen 28,5 astetta. Yksi kierros maapallon ympäri kestää 95,5 minuuttia. Suomesta teleskooppia ei voi nähdä taivaalla vaeltamassa, mutta lähempää päiväntasaajaa se onnistuu. Hubblen tämänhetkisen paikan voi nähdä muun muassa www.n2yo.com -sivustolta.

Hubble tallentaa havaintonsa muistiyksiköihin (jotka olivat alun perin magneettinauhalla toimivia nauhureita, mutta sittemmin SSD-muistiyksiköitä) ja lähettää tiedot NASAn TDRSS-tietoliikennesatelliittien kautta Yhdysvalloissa, New Mexicossa sijaitsevaan maa-asemaan. Sieltä tiedot välitetään Goddardin avaruuskeskuksessa Washington D.C.:n lähellä olevaan lennonvalvomoon. Havaintotietoa kertyy vuorokaudessa keskimäärin 17 gigabittiä.

Nämä tiedot jaetaan tutkijoille ympäri maailman; havaintoaikaa tiukan kansainvälisen kilpailun perusteella saaneet tutkijat eivät tee siis itse havaintoja, vaan saavat vain tiedot lennonjohdossa ohjelmoiduista ja teleskoopin automaattisesti tekemistä havainnoista.

HST on tehnyt jo noin 350 000 havaintoa ja havainnut yli 25 000 erillistä kohdetta taivaalla. Sen tuottaman yli kahdeksan terabitin pohjalta tutkijat ovat julkaisseet liki 3 000 tieteellistä tutkimusta.


Juttuja samasta aiheesta