Цивилизация
Астронавты шаттла Atlantis в понедельник вечером завершили пятый выход в открытый космос грузового отсека шаттла, где установлен Космический телескоп имени Хаббла. Джон Грунсфельд и Эндрю Фьюстел стали последними представителями земной расы, кому довелось дотронуться до космического телескопа: больше ремонтных экспедиций не планируется.
Пятая, финальная ремонтная миссия к Hubble завершилась успешно. Почти.
Через несколько часов механическая рука Atlantis освободит Hubble и оттолкнёт его от шаттла. Уникальная космическая обсерватория должна проработать ещё 5–10 лет, после чего на орбиту будет отправлен космический буксир. Он пристыкуется к стыковочному блоку, установленному на Hubble астронавтами Atlantis, и придаст телескопу импульс для его сведения с орбиты. Hubble сгорит в атмосфере, а его недогоревшие обломки рассыплются над Тихим океаном.
Однако оставшиеся 5–10 лет жизни телескоп проведёт с более острым и более проницающим зрением, чем во все предыдущие годы жизни. Астрономы надеются, что данных на Землю он передаст больше, чем в прошлые 19 с небольшим лет.
Экипаж шаттла Atlantis выполнил основные возложенные на него задачи. Во время первого выхода в открытый космос, который состоялся ещё в ночь на пятницу по Москве, астронавты частично сменили гироскопы и установили третью версию Широкоугольной камеры (Wide-Field Camera 3, WFC3), которая в двух предыдущих воплощениях называлась «широкоугольной и планетной» камерой (WFPC1, 2). Камеру WFC3, которая весит с полтонны, устанавливали те же Грунсфельд и Фьюстел, что провели последний выход в открытый космос; всего астронавты были в космосе около семи часов.
На самом деле WFC3 – это частичное перевоплощение оригинальной WFPC1, которую вернули на Землю в 1993 году. Однако она гораздо более совершенна и на деле представляет сразу два прибора, предназначенных для получения изображений и панорамной спектроскопии невысокого разрешения в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах. Инфракрасный инструмент призван заменить хаббловскую камеру NICMOS и поможет астрономам и инженерам проверить технологии, которые планируется использовать в Космическом телескопе имени Джеймса Уэбба; он должен отправиться на орбиту у второй точки Лагранжа L2 в 2014 году.
Вторая версия этой камеры, WFPC2, скорректировавшая ошибку изготовления главного зеркала телескопа, за 16 лет работы стала, наверное, самым популярным астрономическим инструментом. Именно она получила множество фотографий неба, за которые Hubble так любят во всём мире, а в позапрошлые выходные «попрощалась» со своими почитателями фотографией планетарной туманности K4-55. В пятницу WFPC2 должна вернуться на Землю вместе с экипажем Atlantis и в конечном итоге будет выставлена в одном из музеев; кому достанется такая честь, пока не ясно.
Кроме WFC3 астронавты также установили на телескоп имени Хаббла так называемый Спектрограф космических начал (Cosmic Origins Spectrograph, COS), предназначенный для получения спектров низкого и среднего разрешения слабых объектов в ультрафиолетовом диапазоне. У него также два канала – один для ближнего (170–320 нм) и один для далёкого (115–205 нм) ультрафиолета. COS был установлен во время третьего выхода в открытый космос в субботу.
Астрономы рассчитывают использовать COS для изучения спектральных линий горячих звёзд (от массивных молодых OB-звёзд до остывающих с высоких исходных температур «звёздных трупов», белых карликов), а также картирования крупномасштабной структуры Вселенной по линиям поглощения водорода. Резонансная линия Lyα («Лайма-альфа») в зависимости от расстояния до облака, поглощающего свет далёкого источника, отпечатывается на разных длинах волн. В итоге получается целый «лес» линий (его астрономы так и называют – Lyα-лес), и по распределению линий в этом «лесе» можно определить свойства скучивания вещества на самых разных масштабах.
Однако самой сложной задачей стал ремонт двух инструментов Hubble, которые при разработке и изготовлении вовсе не предполагалось ремонтировать непосредственно на орбите.
Это Улучшенная камера для обзоров (Advanced Camera for Surveys, ACS) и Панорамный спектрограф космического телескопа (Space Telescope Imaging Spectrograph, STIS).
С момента установки в марте 2002 года ACS считалась лучшей камерой телескопа, однако праздник длился недолго. Почти сразу начались сбои в системе электропитания двух из трёх каналов инструмента – широкоугольного канала (но с относительно слабым пространственным разрешением) и канала высокого разрешения (с относительно небольшим полем зрения). С переменным успехом они проработали на орбите в течение 4 лет, однако к началу 2007 года выключились окончательно. В работе осталась лишь MAMA-камера, которая считает отдельные ультрафиолетовые фотоны с очень высоким временным разрешением.
Во время выхода в открытый космос в субботу Грунсфельду и Фьюстелу удалось починить широкоугольный канал, заменив в неё нужную электрическую плату почти на ощупь, однако канал высокого разрешения уже никогда не заработает. Этот факт, увы, расстроит искателей планет у других звёзд – как раз в неработающем канале установлен своеобразный коронограф, который позволяет блокировать свет выбранной звезды и искать слабосветящиеся объекты в её окрестностях.
Ремонт спектрографа STIS, который позволяет получать спектры сразу многих объектов, был запланирован на воскресенье, однако астронавты Майк Массимино и Майкл Гуд столкнулись с неожиданной проблемой – они не смогли отвернуть ручку, которая закрывает доступ к инструменту.
После полутора часов разного рода манипуляций американский ЦУП наконец разрешил Массимино применить грубую силу, и тот просто-напросто оторвал деталь.
После этого астронавты открутили больше сотни шурупов, открыли камеру и заменили блок питания. Судя по предварительным данным, инструмент наконец работает.
Помимо замены научной аппаратуры, астронавты также поменяли четыре огромных аккумуляторных батареи Hubble, укрыли новым защитным «одеялом» наиболее чувствительные части 19-летнего телескопа, сменили гидирующий телескоп, который позволяет очень точно контролировать ориентацию телескопа, а также поменяли все 6 гироскопов, которые эту ориентацию поддерживают.
К прошлой пятнице из 6 гироскопов работали только два, и потеря оставшихся означала бы невозможность смены ориентации телескопа – он превратился бы в сканирующий инструмент. Сейчас исправны все шесть. Кстати, с двумя «новичками» Hubble на деле уже знаком – это гироскопы, снятые во время предыдущей ремонтной миссии к телескопу и обновлённые на Земле. По какой-то причине пара новых гироскопов не влезла в предназначенное для неё место.
Теперь учёные надеются на ещё минимум 5, а при удачном стечении обстоятельств – и все 10 лет успешной работы Космического телескопа имени Хаббла.
Ветеран космического ремонта Джон Грунсфельд, который стал последним человеком, прикоснувшимся к телескопу, расчувствовавшись, даже сказал, что
«Hubble – это не просто спутник, это символ поиска знаний человечеством».
Грунсфельд знает, что говорит – это единственный человек на Земле, который и ремонтировал телескоп, и наблюдал с его помощью в рамках своих научных изысканий. В пятницу он и другие члены экипажа Atlantis должны вернуться на Землю.