Nauka

Jest pomysł - usprawnijmy teleskop Hubble’a - tylko jak to zrobić

opublikowano przez Karol Żebruń w dniu 2017-02-14

Misje w celu naprawy i unowocześnienia teleskopu Hubble’a były czymś prostym w czasach wahadłowców NASA. Ale ich loty zawieszono już wiele lat temu.

Wydawałoby się, że upływ czasu i postęp zawsze idą w parze. Jednak postęp niekoniecznie oznacza obniżenie kosztów i ułatwienie dostępu do nowych technologii. Na końcu zawsze jest rachunek ekonomiczny. Dlatego, mimo iż przez ponad 20 lat lataliśmy na orbitę wokółziemską wahadłowcami, dziś nie mamy tak naprawdę pojazdu tego typu, który można szybko przysposobić do lotu. A będzie on potrzebny, jeśli projekty kolejnej misji serwisowej do teleskopu Hubble’a są czymś więcej niż tylko papierowymi wypocinami.

Czym jest misja serwisowa

Teleskop Hubble’a był poddany pięciu misjom serwisowym (choć tak naprawdę trzecia misja z niezależnych od naukowców przyczyn musiała być przeprowadzona w trakcie dwóch lotów wahadłowców), których celem było usprawnienie jego funkcjonowania i dodanie nowocześniejszych komponentów. Takie właśnie było zadanie misji serwisowych. Wahadłowce doskonale się do tego nadawały, bo niejako teleskop Hubble’a stworzono z myślą o wyniesieniu w ich luku - wymiary ładowni determinowały wymiary telekskopu, a w ostateczności decydowały o przywiezieniu go z powrotem na Ziemię.

Wewnątrz Hubble na orbicie

Hubble naprawa
Astronauci w trakcie serwisowania Hubble'a

Celem kolejnych misji było między innymi.

  • Misja 1 – 1993 – instalacja nowych instrumentów (w tym WFPC2), w szczególności naprawa problemów z ostrością obrazu
  • Misja 2 – 1997 – wymiana zużytych i popsutych komponentów, instalacja instrumentów, które pozwoliły Hubble’owi widzieć nie tylko w świetle widzialnym, ale także w bliskiej podczerwieni
  • Misja 3 – 1999 – początkowo nieplanowana naprawa, którą wymusiło uszkodzenie 4 z 6 żyroskopów. Do prowadzenia obserwacji konieczne były przynajmniej 3 sprawne żyroskopy.
  • Misja 4 – 2002 – instalacja kolejnej generacji sprzętu, w tym kamery ACS i wymiana paneli słonecznych; w tym momencie wszystkie oryginalne elementy aparatury naukowej zostały zastąpione nowymi.
  • Misja 5 – 2009 – pierwszy przypadek, gdy wykonano naprawę sprzętu obserwacyjnego na orbicie, a nie tylko samą wymianę podzespołów. Wiadomo było, że to prawdopodobnie ostatnia misja wahadłowca do teleskopu, dlatego wymieniono wszystko co się dało - akumulatory, żyroskopy, elektronikę pokładową, aparaturę sterującą położeniem w przestrzeni i wyposażono komory sprzętowe w nową izolację przed promieniowaniem kosmicznym.

Od ostatniej misji minęło już 10 lat i stąd wziął się pomysł, by coś usprawnić. Teleskop Hubble’a mimo początkowych problemów, okazał się jednym z najbardziej udanych projektów NASA i w ogóle XX wiecznej astronomii. Jeszcze dziś dostarcza nowych danych, które zaskakują dokładnością.

Ostatnie nowości ze sztabu misji Hubble to:

  • obserwacje, które sugerują prawdopodobieństwo istnienia obłoku kometarnego, a może nawet ocalałych planet wokół białych karłów, gwiazd, które są ostatnim etapem ewolucji obiektów podobnych do Słońca;
  • obserwacje spiralnej galaktyki, którą widzimy dokładnie w płaszczyźnie dysku, co na podstawie danych wizualnych nie pozwoliłoby nam określić jej rzeczywistego typu

Galaktyka Spiralna

Idea szóstej misji serwisowej zrodziła się jako pomysł zabezpieczenia dla nauki w przypadku problemów z nowymi teleskopami JWST czy kolejnymi projektami orbitalnych teleskopów NASA, planowanymi na połowę lat 20. XXI wieku. Jest to na razie tylko idea, daleka jeszcze od nawet wstępnej fazy realizacji, ale skoro pomysł został zasiany, to być może coś z niego wyniknie. Rozważają go doradcy amerykańskiego prezydenta Donalda Trumpa.

Jak serwisować Hubble’a bez wahadłowca

W czym tkwi problem? Do Hubble’a nie można podlecieć tak na chwilkę i wymienić sprzęt w mgnieniu oka. Serwisowanie może potrwać kilka dni, wymaga wielu wyjść na zewnątrz pojazdu (tzw. EVA, w 2009 roku robiono to 5-krotnie). Nie mniej istotnym problemem jest też kwestia pochwycenia teleskopu na czas napraw.

Gdyby komuś przyszła do głowy myśl o wykorzystaniu ISS, to przypominam, że Hubble ma orbitę około 130 km wyższą (ISS orbituje na wysokości około 410 km). Poza tym sprowadzenie Hubble’a na orbitę ISS wymagałoby nie tylko zmiany wysokości, ale tez nachylenia, co wymaga bardzo dużych nakładów energetycznych, a tych Hubble nie ma. Obniżenie orbity o te 130 km mogłoby zakończyć się uszkodzeniem, a nawet zniszczeniem teleskopu. A nawet jeśli się da to zrobić, to nie jest to krótkie przedsięwzięcie.

DreamChaser i Atlantis
Dream Chaser i wahadłowiec Atlantis, porównanie rozmiarów

Na razie faktycznie jesteśmy w trudnej sytuacji i gdyby Hubble, odpukać, nagle wymagał naprawy, to nie możemy nic zrobić. Jest jednak światełko w tunelu, a jest nim Dream Chaser. To stary projekt NASA, jeszcze sprzed epoki dużych wahadłowców, który rozwijany jest przez Sierra Nevada Corp., a który zakładał stworzenie (w zasadzie to już nastąpiło) niewielkiego pojazdu, który służyłby jako pojazd zaopatrzeniowy dla Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Loty mają się rozpocząć już w 2019 roku.

W tej chwili Dream Chaser może latać jedynie jako pojazd zdalnie sterowany, bez załogi. Jednak projekt nie jest na straconej pozycji, gdyż w założeniu umożliwia on loty z załogą. Wymaga to dodatkowych prac i testów, ale wydaje się konieczne, gdyż naprawa Hubble’a wymaga asysty człowieka - chyba że zawierzymy umiejętnościom dzisiejszych robotów.

Dream Chaser o wschodzie Słońca

Dream Chaser wydaje się jedyną obecnie nadzieją, ale kto wie, może w najbliższych latach pojawią się na horyzoncie już zaawansowane projekty podobnych pojazdów. Pozostaje nam tylko liczyć, że czas będzie dla Hubble’a łaskawy.

Źródło: WSJ, NASA

marketplace

Komentarze

2
Zaloguj się, żeby skomentować
avatar
Dodaj
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    Od ostatniej misji chyba jeszcze nie minęło 10 lat...
  • avatar
    Wydaje mi się, że najlepszym rozwiązaniem na dłuższą metę było by dostarczenie na MSK (międzynarodową stację kosmiczną) stałego pojazdu "między-orbitalnego".Pozwoliłby on na wykonywanie eksperymentów poza MSK, misje serwisowe do satelitów naukowych (m.in. Hubble'a) oraz wiele innych. Co prawda jakoś by trzeba dostarczyć paliwo na orbitę, ale w świetle tego, że NASA ma dosyć daleko rozwinięty projekt silników jonowych nie wydaje się to wielkim problemem. Mamy źródło energii (słońce) a masa napędowa wykorzystywana w silniku jonowym jest tylko niewielkim ułamkiem masy którą zużywają rakiety chemiczne.
    Ale to temat rzeka a finanse oraz wsparcie technologiczne wymagane do realizacji takiego projektu przekraczają kilkukrotnie budżety oraz możliwości wszystkich agencji kosmicznych na świece razem wziętych.

    @Karol Ż. - przydałoby się trochę więcej informacji o wahadłowcu Dream Chaser na końcu, ale art. bardzo ciekawy. Dzięki za włożony wysiłek.