ктх что это такое

Ктх что это такое

катастрофа техногенного характера

Словарь: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. — М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. — 318 с.

камера тепла и холода

космический телескоп Хаббла

англ.: HST, Hubble space telescope

Польская хоккейная лига — Текущий сезон: 2012 13 Вид спорта хоккей с шайбой Основана 1927 Количество команд … Википедия

Кёнбусон — Железнодорожная линия Кёнбусон Годы работы: с 1905 года по настоящее время Страна … Википедия

Левченко, Эдуард Владимирович — Эта статья предлагается к удалению. Пояснение причин и соответствующее обсуждение вы можете найти на странице Википедия:К удалению/20 октября 2012. Пока пр … Википедия

Хаббл (телескоп) — У этого термина существуют и другие значения, см. Хаббл. Космический телескоп «Хаббл» Вид «Хаббла» с борта космического корабля «Атлантис» STS 125 Организация … Википедия

Исследование Марса — Снимок Марса с телескопа Хаббл Исследование и изучение Марса это научный процесс сбора, систематизации и сопоставления данных о четвертой планете Солнечной системы. Процесс изучения охватывает различные облас … Википедия

Kontsevich system — Korean writing systems Hangul Hanja Hyangchal Gugyeol Idu Mixed script Korean transliteration Revised Romanization McCune–Reischauer Yale ISO/TR 11941 Kontsevich (Cyrillic) The Kontsevich system (Russian: Система Концевича/Sistema Kontsevicha)… … Wikipedia

Покрытие астероидом — Покрытие звёзд астероидом это астрономическое явление, в ходе которого источник света, чаще всего звезда, покрывается астероидом в процессе его перемещения по небесной сфере. Множество таких явлений происходит по всему миру каждый день. В… … Википедия

Покрытие звёзд астероидом — Покрытие астероидом это астрономическое явление, в ходе которого источник света, чаще всего звезда, покрывается астероидом в процессе его перемещения по небесной сфере. Множество таких явлений происходит по всему миру каждый день. В среднем … Википедия

T Компаса — Двойная звезда Снимок Т Компаса с окружающей ее туманностью ( … Википедия

Источник

Испытательные и климатические камеры, виды испытательных камер. Камеры тепла, камеры холода, камеры КТХ

Испытательные камеры необходимы для создания нужного микроклимата в рамках ограниченного пространства. Их используют для выявления свойств испытуемого объекта, например, как он будет вести себя в условиях повышенной влажности, различных атмосферных осадков, длительной вибрации, частых ударов и т.п.

Испытательные климатические камеры популярны не только в области научных разработок и экспериментов, но и широко используются в промышленности.

Климатические камеры (назначение, виды)

Основное назначение климатических камер – проведение испытаний материалов, готовых изделий или их частей.

В соответствии назначением все камеры разделяются на:

Каждый вид испытательных камер используется в различных областях оборонной промышленности, машиностроения, электроники, авиации, телекоммуникаций, в научных целях и т.д.

Классические термокамеры предназначаются для исследования материалов в условиях низких и высоких температур. Климатические камеры также могут изменять температуру, но и еще здесь добавляется функция регуляции влажности.

Особые виды климатических камер:

Камеры тепла и холода

Камеры тепла и холода помогают проводить испытания в условиях повышенных, пониженных температур, а также их перепада.

Основные элементы конструкции климатической камеры:

Камеры термоудара. Это оборудование предназначено для испытания изделий и материалов в условиях резкого перепада температур. Достигается за счет того, что помещенный в ее рабочую камеру объект исследования переносится с горячего пространства в холодное и наоборот. В данном типе камер используется каскадная система холодильного оборудования из герметичных или полугерметичных компрессоров.

Камеры соляного тумана

Камеры соляного тумана используются для испытания изделий и материалов с целью определения их коррозионной стойкости. Для этого создается специальный солевой туман, обладающий агрессивными свойствами.

Механизм образования такого тумана следующий: в герметично закрытую камеру через сопло распыляется раствор одного из следующих веществ – хлорида натрия, уксусной кислоты, хлорида меди, а также смеси последних 2 веществ. Основное требование к испытаниям в камерах соленого тумана – достаточно длительная выдержка, а также сравнительно большой объем рабочего пространства (это нужно для того чтобы туман распределялся равномерно). Наиболее известные типы такого оборудования – камеры соляного тумана ATLAS и КСТ. Они широко нашли применение в автомобильной, строительной промышленности и космонавтике.

Камеры тепла, холода и влаги
Испытательная климатическая камера тепла, холода, влаги позволяет проводить испытания в условиях, задаваемых в широких пределах параметров температуры и влажности. Оборудование данного типа широко используется для тестирования электронной техники, машин, материалов и различных других изделий в условиях повышенной влажности и высоких/низких температур.

Камеры тепла

К отдельным разновидностям климатических камер тепла можно отнести так называемые сушильные камеры, например, камеру тепла для сушки плат, термобарокамеру, климатическую камеру тепла, влаги. Их верхний диапазон температур может достигать +315°С. Как и прочее аналогичное оборудование, они широко используются в различных отраслях промышленности, имеют автоматизированные системы управления, могут работать в дистанционном режиме, снабжены датчиками контроля температуры и влажности.

В сушильных камерах процесс высушивания может быть низко- и высокотемпературным. При низкотемпературном режиме температура в рабочей камере не превышает 100 градусов.

Подготовка камеры к работе. Перед тем, как приступить к работе, оборудование данного типа должно пройти аттестацию. Методика аттестации камеры тепла и холода проходит в несколько этапов:

Аттестация камеры бывает первичной и повторной. Первичная проводится перед запуском ее в эксплуатацию, а повторная выполняется с целью периодического контроля ее параметров.

Внешний осмотр. Во время внешнего осмотра при аттестации проверяют:

Если входящие в комплектацию камеры приборы не прошли проверку в установленный срок, то она к дальнейшей аттестации не допускается.

Опробование. На данном этапе проверяют:

Определение характеристик камеры и ее параметров. С помощью соответствующих приборов проводят тестирование климатических камер тепла и холода опытным путем. Исследуют таких параметров, как:

Камеры холода тепла и влажности считаются прошедшими аттестацию, если все их параметры и результаты проведения измерений соответствуют техническим характеристикам аппарата.

Важными техническими характеристиками любой термокамеры являются:

Сравнивая данные характеристики друг с другом, можно выбрать тот тип моделей, который наиболее полно будет отвечать имеющимся нуждам. А перед тем, как окончательно выбрать и купить камеру тепла, нужно обратить особое внимание на следующие детали:

Немаловажными факторами при покупке товара также будет репутация производителя, стоимость и скорость доставки оборудования.

Источник

Климатические камеры тепла, холода, КТХ, их особенности и отличия

Климатические камеры давно уже не являются специфическим оборудованием, которое раньше использовалось только учёными. В настоящее время большинство серьёзных промышленных предприятий имеют свои лаборатории, в которых проходит тестирование своей продукции. Для этого и используются климатические камеры.

Камеры тепла и их особенности

Все климатические камеры делятся на несколько типов, среди которых наибольшей популярность пользуются следующие модели:

Хотя многие предпочитают приобретать универсальные модели, узкоспециализированные камеры способны намного лучше справляться с поставленной передними задачей, поэтому на крупных предприятиях используют именно их.

Камеры тепла прекрасно справляются с возложенными на них задачами. В качестве примера типичной камеры тепла, которая отличается высокой производительностью, можно рассмотреть камеры тепла BTZ. Они давно присутствуют на отечественном рынке климатических камер, и успели завоевать популярность среди своих покупателей. Камера тепла BTZ обладает следующими характеристиками:

В своём ценовом сегменте данной модели практически нет конкурентов по соотношению цена/качество. В камере тепла BTZ имеется ряд функций, которыми часто не могут похвастаться устройства из более высокой ценовой группы. Наличие клапана сброса давления позволяет камере тепла работать как при утечках, так и при значительном повышении давления.

По своему внешнему виду камера тепла BTZ практически не отличается от других устройств подобного типа. Корпус агрегата выполнен из качественной нержавеющей стали. Внутренние поверхности камеры тоже сделаны из нержавеющей стали. Использование качественных материалов при создании камеры тепла BTZ гарантирует, что агрегат будет работать долгие годы.

Особенности климатических камер холода

Камеры холода так же являются очень востребованными агрегатами на рынке климатических устройств. С помощью данного оборудования можно проводить исследований в различных сферах промышленности. С помощью камер холода определяется работоспособность различных устройств при пониженных температурах. В настоящее время наиболее популярными камерами холода являются установки, работающие на основе каскадных герметичных компрессоров. Чтобы добиться максимальных характеристик, производители комплектуют свои камеры холода самыми высококачественными компрессорами от ведущих мировых производителей.

Хотя большинство климатических камер холода практически не отличаются друг от друга, имеются модели, которые сильно выделяются из общего числа стандартных агрегатов. Это климатические камеры КТХВ. Данные агрегаты более трёх лет лидируют на рынке климатических камер. Самыми популярными камерами холода этой марки являются следующие модели:

Все эти камеры холода продемонстрировали не только высокие технические характеристики, но и надёжность и функциональность. Камеры КТХВ обладают высокой функциональностью, которой не могут похвастаться модели от других производителей.

Купить климатические камеры КТХВ и множество других разнообразных моделей климатических камер можно в Москве. Наши специалисты подробно расскажут про все характеристики приглянувшейся вам модели.

Камеры тепла и холода и их особенности

Одними из наиболее функциональных моделей климатических камер являются агрегаты тепло-холод. За счёт своей разнопрофильности и многофункциональности они завоевали популярность в различных промышленных сферах. В отличие от узкоспециализированных климатических камер, агрегаты тепло-холод способны обеспечить широкий спектр испытаний различного типа, не тратя огромных средств на приобретение узкоспециализированных климатических камер.

Несмотря на свою многофункциональность, камеры тело-холод редко используются в серьезных лабораториях, так как узкоспециализированные агрегаты лучше справляются со своими задачами в силу конструктивных особенностей. В лабораториях при предприятиях наоборот часто используют многофункциональное оборудование, так как оно позволяет значительно сэкономить средства.

Испытания материалов и приборов, которые проводятся с помощью климатических камер, как правило, направлены на изучение воздействий высоких или низких температур. Данные испытания проводятся с помощью специальных программ, которые настроены на испытания конкретных материалов. Современные климатические камеры имеют развёрнутую панель управления с русскоязычным интерфейсом, с помощью которой программе можно задать необходимые требования для проведения испытаний.

Камеры тепла и холода, как выбрать наиболее подходящую модель

Выбирая климатическую камеру тепла-холода (КТХ), нужно обращать пристальное внимание на следующие особенности их конструкции:

Бывает так, что покупатель сам с трудом представляет, какими характеристиками должна обладать КТХ камера. Которая будет наиболее эффективно и экономно работать именно в его условиях. В таких случаях лучше обратиться к профессионалам, которые подберут наиболее подходящий в каждом конкретном случае вариант.

Источник

Ктх что это такое

Размещение телескопа в космосе даёт возможность регистрировать электромагнитное излучение в диапазонах, в которых земная атмосфера непрозрачна; в первую очередь — в инфракрасном диапазоне. Из-за отсутствия влияния атмосферы, разрешающая способность телескопа в 7-10 раз больше аналогичного телескопа, расположенного на Земле.

Содержание

История

Предыстория, концепции, ранние проекты

Первое упоминание концепции орбитального телескопа встречается в книге Германа Оберта «Ракета в межпланетном пространстве» (нем. «Die Rakete zu den Planetenraumen» ).

В 1946 году американский астрофизик Лайман Спитцер опубликовал статью «Астрономические преимущества внеземной обсерватории» (англ. Astronomical advantages of an extra-terrestrial observatory ). В статье отмечены два главных преимущества такого телескопа. Во-первых, его угловое разрешение будет ограничено лишь дифракцией, a не турбулентными потоками в атмосфере; в то время разрешение наземных телескопов было от 0,5 до 1,0 угловой секунды, тогда как теоретический предел разрешения по дифракции для телескопа с зеркалом 2,5 метра составляет около 0,1 секунды. Во-вторых, космический телескоп мог бы вести наблюдение в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах, в которых поглощение излучений земной атмосферой весьма значительно. [1]

Спитцер посвятил значительную часть своей научной карьеры продвижению проекта. В 1962 году доклад, опубликованный Национальной академией наук США, рекомендовал включить разработку орбитального телескопа в космическую программу, и в 1965 году Спитцер был назначен главой комитета, в задачу которого входило определение научных задач для крупного космического телескопа.

Космическая астрономия стала развиваться после окончания Второй мировой войны. В 1946 году впервые был получен ультрафиолетовый спектр Солнца. Орбитальный телескоп для исследований Солнца был запущен Великобританией в 1962 году в рамках программы «Ариэль», а в 1966 году НАСА запустила в космос первую орбитальную обсерваторию OAO-1 (англ. Orbiting Astronomical Observatory ). Миссия не увенчалась успехом из-за отказа аккумуляторов через три дня после старта. В 1968 году была запущена OAO-2, которая производила наблюдения ультрафиолетового излучения звёзд и галактик вплоть до 1972 года, значительно превысив расчётный срок эксплуатации в 1 год.

Миссии OAO послужили наглядной демонстрацией роли, которую могут играть орбитальные телескопы, и в 1968 году НАСА утвердило план строительства телескопа-рефлектора с зеркалом диаметром 3 м. Проект получил условное название LST (англ. Large Space Telescope ). Запуск планировался на 1972 год. Программа подчёркивала необходимость регулярных пилотируемых экспедиций для обслуживания телескопа с целью обеспечения продолжительной работы дорогостоящего прибора. Параллельно развивавшаяся программа Спейс шаттл давала надежды на получение соответствующих возможностей. [2]

Борьба за финансирование проекта

Благодаря успеху программы ОАО в астрономическом сообществе сложился консенсус о том, что строительство крупного орбитального телескопа должно стать приоритетной задачей. В 1970 году NASA учредило два комитета, один для изучения и планирования технических аспектов, задачей второго была разработка программы научных исследований. Следующим серьёзным препятствием было финансирование проекта, затраты на который должны были превзойти стоимость любого наземного телескопа. Конгресс США поставил под сомнение многие статьи предложенной сметы и существенно урезал ассигнования, первоначально предполагавшие масштабные исследования инструментов и конструкции обсерватории. В 1974 году, в рамках программы сокращений расходов бюджета, инициированной президентом Фордом, Конгресс полностью отменил финансирование проекта.

В ответ на это астрономами была развёрнута широкая кампания по лоббированию. Многие учёные лично встретились с сенаторами и конгрессменами, было также проведено несколько крупных рассылок писем в поддержку проекта. Национальная Академия Наук опубликовала доклад, в котором подчёркивалась важность создания большого орбитального телескопа, и в результате сенат согласился выделить половину средств из бюджета, первоначально утверждённого Конгрессом.

Финансовые проблемы привели к сокращениям, главным из которых было решение уменьшить диаметр зеркала с 3 до 2,4 метра, для снижения затрат и получения более компактной конструкции. Также был отменён проект телескопа с полутораметровым зеркалом, который предполагалось запустить с целью тестирования и отработки систем, и принято решение о кооперации с Европейским космическим агентством. ЕКА согласилось участвовать в финансировании, а также предоставить ряд инструментов и солнечные батареи для обсерватории, взамен за европейскими астрономами резервировалось не менее 15 % времени наблюдений. В 1978 году Конгресс утвердил финансирование в размере 36 млн долл., и сразу после этого начались полномасштабные работы по проектированию. Дата запуска планировалась на 1983 год. В начале 1980-х телескоп получил имя Эдвина Хаббла.

Организация проектирования и строительства

Работа над созданием космического телескопа была поделена между многими компаниями и учреждениями. Космический центр Маршалла отвечал за разработку, проектирование и строительство телескопа, Центр космических полётов Годдарда занимался общим руководством разработкой научных приборов и был выбран в качестве наземного центра управления. Центр Маршалла заключил контракт с компанией Перкин-Элмер на проектирование и изготовление оптической системы телескопа (англ. Optical Telescope Assembly, OTA ) и датчиков точного наведения. Корпорация Локхид получила контракт на строительство космического аппарата для телескопа. [3]

Изготовление оптической системы

Зеркало и оптическая система в целом были наиболее важными частями конструкции телескопа, и к ним предъявлялись особо жёсткие требования. Обычно зеркала телескопов изготавливаются с допуском примерно в одну десятую длины волны видимого света, но поскольку космический телескоп предназначался для наблюдений в диапазоне от ультрафиолетового до почти инфракрасного, а разрешающая способность должна была быть в десять раз выше, чем у наземных приборов, допуск для изготовления его главного зеркала был установлен в 1/20 длины волны видимого света, или примерно 30 нм.

Компания Перкин-Элмер намеревалась использовать новые станки с числовым программным управлением для изготовления зеркала заданной формы. Компания Кодак получила контракт на изготовление запасного зеркала с использованием традиционных методов полировки, на случай непредвиденных проблем с неапробированными технологиями (зеркало, изготовленное компанией Кодак, в настоящее время находится в экспозиции музея Смитсоновского института [4] ). Работы над основным зеркалом начались в 1979 году, для изготовления использовалось стекло со сверхнизким коэффициентом расширения. Для уменьшения веса зеркало состояло из двух поверхностей — нижней и верхней, соединённых решётчатой конструкцией сотовой структуры.

Работы по полировке зеркала продолжались до мая 1981 года, при этом были сорваны первоначальные сроки и значительно превышен бюджет. В отчётах НАСА того периода выражаются сомнения в компетентности руководства компании Перкин-Элмер и её способности успешно завершить проект такой важности и сложности. В целях экономии средств НАСА отменило заказ на резервное зеркало и перенесло дату запуска на октябрь 1984 года. Окончательно работы завершились к концу 1981 года после нанесения отражающего покрытия из алюминия толщиной 75 нм и защитного покрытия из фторида магния толщиной в 25 нм.

Несмотря на это, сомнения в компетентности Перкин-Элмер оставались, поскольку сроки окончания работ над остальными компонентами оптической системы постоянно отодвигались, а бюджет проекта рос. Графики работ, предоставляемые компанией, НАСА охарактеризовало как «неопределённые и изменяющиеся ежедневно», и отложило запуск телескопа до апреля 1985 года. Тем не менее, сроки продолжали срываться, задержка росла в среднем на один месяц каждый квартал, а на завершающем этапе росла на один день ежедневно. НАСА было вынуждено ещё дважды перенести старт, сначала на март, а затем на сентябрь 1986 года. К тому времени общий бюджет проекта вырос до 1,175 млрд долл. [3]

Космический аппарат

Другой сложной инженерной проблемой было создание космического корабля для телескопа и остальных приборов. Основными требованиями были защита оборудования от постоянных перепадов температур при нагреве от прямого солнечного освещения и охлаждения в тени Земли и особо точное ориентирование телескопа. Телескоп смонтирован внутри лёгкой алюминиевой капсулы, которая покрыта многослойной термоизоляцией обеспечивающей стабильную температуру. Жёсткость капсулы и крепление приборов обеспечивает внутренняя пространственная рама из углеродного волокна.

Хотя работы по созданию космического аппарата проходили более успешно, чем изготовление оптической системы, Локхид также допустила некоторое отставание от графика и превышение бюджета. К маю 1985 года перерасход средств составил около 30 % от первоначального объёма, а отставание от плана — 3 месяца. В докладе, подготовленном Космическим центром Маршалла, отмечалось, что при проведении работ компания не проявляет инициативу, предпочитая полагаться на указания НАСА. [3]

Координация исследований и управление полётом

В 1983 году, после некоторого противоборства между НАСА и научным сообществом был учреждён Научный институт космического телескопа. Институт управляется Ассоциацией университетов по астрономическим исследованиям (англ. Association of Universities for Research in Astronomy ) (англ. AURA ) и располагается в кампусе университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд. Университет Хопкинса — один из 32 американских университетов и иностранных организаций, входящих в ассоциацию. Научный институт космического телескопа отвечает за организацию научных работ и обеспечение доступа астрономов к полученным данным, функции которые НАСА хотело оставить под своим контролем, но учёные предпочли передать их академическим учреждениям.

Европейский координационный центр космического телескопа был основан в 1984 году в городе Гархинг, Германия для предоставления аналогичных возможностей европейским астрономам.

Управление полётом было возложено на Центр космических полётов Годдарда (англ. Goddard Space Flight Center ), который находится в городе Гринбелт, Мэриленд в 48 километрах от Научного института космического телескопа. За функционированием телескопа ведётся круглосуточное посменное наблюдение четырьмя группами специалистов.

Техническое сопровождение осуществляется НАСА и компаниями-контакторами через Центр Годдарда.

Запуск и начало работы

Первоначально запуск телескопа на орбиту планировался на октябрь 1986 года, но катастрофа Челленджера 28 января приостановила программу Спейс шаттл на несколько лет, и запуск пришлось отложить.

Вынужденная задержка позволила произвести ряд усовершенствований: солнечные батареи были заменены на более эффективные, был модернизирован бортовой вычислительный комплекс и системы связи, а также изменена конструкция кормового защитного кожуха с целью облегчить обслуживание телескопа на орбите. [5]

Всё это время части телескопа хранились в помещениях с искусственно очищенной атмосферой, что ещё больше увеличило расходы на проект.

После возобновления полётов шаттлов в 1988 году запуск был окончательно назначен на 1990 год. Перед запуском накопившаяся на зеркале пыль была удалена при помощи сжатого азота, а все системы прошли тщательное тестирование.

Шаттл «Дискавери» STS-31 стартовал 24 апреля 1990 года и на следующий день вывел телескоп на расчётную орбиту.

От начала проектирования до запуска было затрачено 2,5 млрд долл. при начальном бюджете в 400 млн. Общие расходы на проект, по оценке на 1999 год, составили 6 млрд долларов с американской стороны и 593 млн евро, оплаченных ЕКА. [6]

Приборы, установленные на момент запуска

На момент запуска на борту были установлены пять научных приборов:

Дефект главного зеркала

Уже в первые недели после начала работы полученные изображения продемонстрировали серьёзную проблему в оптической системе телескопа. Хотя качество изображений было лучше, чем у наземных телескопов, «Хаббл» не мог достичь заданной резкости, и разрешение снимков было значительно хуже ожидаемого. Изображения точечных источников имели радиус свыше одной телесной секунды вместо фокусировки в окружность 0,1 секунды в диаметре, согласно спецификации. [9] [10]

Анализ изображений показал, что источником проблемы является неверная форма главного зеркала. Несмотря на то, что это было, возможно, наиболее точно рассчитанное зеркало из когда-либо созданных, а допуск составлял не более 1/20 длины волны видимого света, оно было изготовлено слишком плоским по краям. Отклонение от заданной формы поверхности составило лишь 2 мкм, но результат оказался катастрофическим — сильная сферическая аберрация, оптический дефект, при котором свет, отражённый от краёв зеркала, фокусируется в точке, отличной от той, в которой фокусируется свет, отражённый от центра зеркала.

Влияние дефекта на астрономические исследования зависело от конкретного типа наблюдений — характеристики рассеяния были достаточны для получения уникальных наблюдений ярких объектов с высокой разрешающей способностью, и спектроскопия также практически не пострадала. Тем не менее, потеря значительной части светового потока из-за расфокусировки значительно уменьшили пригодность телескопа для наблюдений тусклых объектов и получения изображений с высокой контрастностью. Это означало, что практически все космологические программы стали просто невыполнимыми, поскольку требовали наблюдений особо тусклых объектов.

Причины дефекта

Анализируя изображения точечных источников света, астрономы установили, что коническая постоянная зеркала составляет −1,0139, вместо требуемой −1,00229. То же число было получено путём проверки нуль-корректоров (приборы, позволяющие измерять с высокой точностью кривизну полируемой поверхности), использованных компанией Перкин-Элмер, а также из анализа интерферограмм, полученных в процессе наземного тестирования зеркала.

Комиссия, возглавляемая Лю Алленом (англ. Lew Allen ), директором Лаборатории реактивного движения, установила, что дефект возник в результате ошибки при монтаже главного нуль-корректора, полевая линза которого была сдвинута на 1,3 мм относительно правильного положения. Сдвиг произошёл по вине техника, осуществлявшего сборку прибора. Он ошибся при работе с лазерным измерителем, применявшимся для точного размещения оптических элементов прибора, а, когда после окончания монтажа заметил непредвиденный зазор между линзой и поддерживающей её конструкцией, то просто вставил обычную металлическую шайбу. [11]

В процессе полировки зеркала его поверхность проверялась при помощи двух других нуль-корректоров, каждый из которых правильно указывал на наличие сферической аберрации. Эти проверки были специально предусмотрены для исключения серьёзных оптических дефектов. Несмотря на чёткие инструкции по контролю качества, компания проигнорировала результаты измерений, предпочитая верить, что два нуль-корректора менее точны, чем главный, показания которого свидетельствовали об идеальной форме зеркала.

Комиссия возложила вину за произошедшее в первую очередь на исполнителя. Отношения между оптической компанией и НАСА серьёзно ухудшились в процессе работы над телескопом из-за постоянного срыва графика работ и перерасхода средств. НАСА установило, что компания не относилась к работам над зеркалом как к основной части своего бизнеса и пребывала в уверенности, что заказ не может быть передан другому подрядчику после начала работ. Хотя комиссия подвергла компанию суровой критике, часть ответственности лежала также на НАСА, в первую очередь — за неспособность обнаружить серьёзные проблемы с контролем качества и нарушение процедур со стороны исполнителя. [12]

Поиски решения

Поскольку конструкция телескопа изначально предусматривала обслуживание на орбите, учёные немедленно начали поиск потенциального решения, которое можно было бы применить во время первой технической миссии, запланированной на 1993 год. Хотя Кодак закончил изготовление запасного зеркала для телескопа, замена его в космосе не представлялась возможной, а снимать с орбиты телескоп для замены зеркала на Земле было бы слишком долго и дорого. Тот факт, что зеркало с высокой точностью было отполировано до неправильной формы, привело к идее разработать новый оптический компонент, который бы выполнял преобразование, эквивалентное ошибке, но с обратным знаком. Новое устройство работало бы подобно очкам для телескопа, корректируя сферическую аберрацию.

Из-за разницы в конструкции приборов требовалось разработать два различных корректирующих устройства. Одно предназначалось для Широкоформатной и Планетарной камеры, которая имела специальные зеркала, перенаправлявшие свет на её сенсоры, и коррекция могла осуществляться за счёт использования зеркал специальной формы, которые бы полностью компенсировали аберрацию. Соответствующее изменение было предусмотрено в конструкции новой Планетарной камеры. Прочие приборы не имели промежуточных отражающих поверхностей, и таким образом нуждались во внешнем корректирующем устройстве.

Система оптической коррекции (COSTAR)

Система, предназначенная для корректировки сферической аберрации, получила название COSTAR (англ. COSTAR ) и состояла из двух зеркал, одно из которых компенсировало дефект. [13] Для установки COSTAR на телескоп было необходимо демонтировать один из приборов, и учёные приняли решение пожертвовать высокоскоростным фотометром.

В течение первых трёх лет работы, до установки корректирующих устройств, телескоп выполнил большое количество наблюдений. В частности, дефект не оказывал большого влияния на спектроскопические замеры. Несмотря на отменённые из-за дефекта эксперименты, было достигнуто множество важных научных результатов, в том числе новые алгоритмы улучшения качества изображений с помощью деконволюции.

Техническое обслуживание телескопа

Обслуживание «Хаббла» производится во время выходов в открытый космос с космических кораблей многоразового использования типа Спейс шаттл.

Всего были осуществлены четыре экспедиции по обслуживанию телескопа «Хаббл»:

Первая экспедиция

В связи с выявившимся дефектом зеркала значение первой экспедиции по обслуживанию было особенно велико, поскольку она должна была установить на телескопе корректирующую оптику. Полёт «Индевор» STS-61 состоялся 2—13 декабря 1993 года, работы на телескопе продолжались в течение десяти дней. Экспедиция была одной из сложнейших за всю историю, в её рамках были осуществлены пять длительных выходов в открытый космос.

Высокоскоростной фотометр был заменён на систему оптической коррекции, широкоугольная и планетарная камера была заменена на новую модель (WFPC2 (англ. Wide Field and Planetary Camera 2 )) с системой внутренней оптической коррекции. Камера имела три квадратные ПЗС-матрицы, соединённых углом, и меньшую «планетарную» матрицу более высокого разрешения в четвёртом углу. Поэтому снимки камеры имеют характерную форму выщербленного квадрата. [14]

Кроме этого, были заменены солнечные батареи и системы управления приводами батарей, четыре гироскопа системы наведения, два магнитометра, и обновлён бортовой вычислительный комплекс. Также была произведена коррекция орбиты, необходимая из-за потери высоты вследствие трения о воздух при движении в верхних слоях атмосферы.

31 января 1994 года, НАСА объявило об успехе миссии, и продемонстрировало первые снимки значительно лучшего качества. [15] Успешное завершение экспедиции было крупным достижением, как для НАСА, так и для астрономов, которые получили в своё распоряжение полноценный инструмент.

Вторая экспедиция

Второе техобслуживание было произведено 11—21 февраля 1997 года, в рамках миссии «Дискавери» STS-82. Спектрограф Годдарда и Спектрограф тусклых объектов были заменены на Регистрирующий спектрограф космического телескопа (англ. Space Telescope Imaging Spectrograph ) (англ. Space Telescope Imaging Spectrograph, STIS ) и (англ. Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer, NICMOS ).

NICMOS позволяет проводить наблюдения и спектрометрию в инфракрасном диапазоне от 0,8 до 2,5 мкм. Для получения необходимых низких температур детектор прибора помещён в сосуд Дьюара и охлаждается твёрдым азотом.

STIS имеет рабочий диапазон 115—1000 нм и позволяет вести двумерную спектрографию, то есть получать спектр одновременно нескольких объектов в поле зрения.

Был также заменён бортовой регистратор, произведён ремонт теплоизоляции и выполнена коррекция орбиты.

Третья экспедиция (A)

Экспедиция 3A («Дискавери» STS-103) состоялась 19—27 декабря 1999 года, после того, как было принято решение о досрочном проведении части работ по программе третьего сервисного обслуживания. Это было вызвано тем, что три из шести гироскопов системы наведения вышли из строя. Четвёртый гироскоп отказал за несколько недель до полёта, сделав телескоп непригодным для наблюдений. Экспедиция заменила все шесть гироскопов, датчик точного наведения и бортовой компьютер. Новый компьютер использовал процессор Intel 80486 в специальном исполнении — с повышенной устойчивостью к радиации. Это позволило производить часть вычислений, выполнявшихся ранее на земле, при помощи бортового комплекса.

Третья экспедиция (B)

Экспедиция 3B (четвёртая миссия) выполнена 1—12 марта 2002 года, полёт «Колумбия» STS-109. В ходе экспедиции Камера съёмки тусклых объектов была заменена на Усовершенствованную обзорную камеру (англ. Advanced Camera for Surveys ) (англ. Advanced Camera for Surveys, ACS ) и восстановлено функционирование Камеры и спектрометра около-инфракрасного диапазона, в системе охлаждения которого в 1999 году закончился жидкий азот. [16]

ACS состоит из трёх камер, одна из которых работает в далёком ультрафиолете, а другие дублируют и улучшают возможности WFPC2. Частично неработоспособна с 29 января 2007 года.

Были во второй раз заменены солнечные батареи. Новые панели были на треть меньше по площади, что значительно уменьшило потери на трение в атмосфере, но при этом вырабатывали на 30 % больше энергии, благодаря чему стала возможна одновременная работа со всеми приборами, установленными на борту обсерватории. Также был заменён узел распределения энергии, что потребовало полного выключения электропитания на борту — впервые с момента запуска.

Произведённые работы существенно расширили возможности телескопа. Два прибора, введённые в строй в ходе работ — ACS и NICMOS, позволили получить изображения глубокого космоса.

Четвёртая экспедиция

Очередная экспедиция по обслуживанию с целью замены аккумуляторов и гироскопов, а также установки новых усовершенствованных инструментов, была назначена на февраль 2005 года, но после катастрофы космического корабля «Колумбия» 1 марта 2003 года была отложена на неопределённый срок, что поставило под угрозу дальнейшую работу «Хаббла». Даже после возобновления полётов шаттлов, миссия была отменена, поскольку было принято решение, что каждый отправляющийся в космос челнок должен иметь возможность достичь МКС в случае обнаружения неисправностей, а из-за большой разницы в наклонении и высоте орбит, шаттл не может причалить к станции после посещения телескопа.

Под давлением Конгресса и общественности, требовавших принятия мер по спасению телескопа, 29 января 2004 года Шон О’Киф (англ. Sean O’Keefe ), бывший тогда администратором НАСА, объявил, что изучит ещё раз решение об отмене экспедиции к телескопу.

13 июля 2004 года официальная комиссия Академии наук США приняла рекомендацию, что телескоп должен быть сохранён, невзирая на очевидный риск.

11 августа того же года О’Киф поручил Центру Годдарда приготовить детальные предложения о проведении обслуживания телескопа при помощи робота. После изучения этот план был признан «технически неосуществимым». [17]

31 октября 2006 года новым администратором НАСА Майклом Гриффином было официально объявлено о подготовке последней миссии по ремонту и модернизации телескопа. [18]

К началу 2008 года на борту накопился ряд неисправностей, неустранимых без посещения телескопа:

Экспедиция «Атлантис» STS-125 по обслуживанию телескопа изначально была запланирована на 14 октября 2008 года, однако после выхода из строя бортового модуля обработки и передачи информации (SIC&DH) НАСА объявило, что миссия будет отложена до февраля 2009 года. [19] Затем миссия была перенесена на 12 мая 2009 года.

Миссия STS-125 считается самой сложной и опасной из всех оставшихся для космических шаттлов. Все предыдущие миссии были связаны с Международной космической станцией, поэтому в случае повреждения шаттла астронавты могли остаться на МКС и ожидать прибытия спасательного корабля. В этой же миссии, в случае повреждения шаттла, у астронавтов не было такой возможности, поэтому в качестве спасательного корабля был подготовлен и установлен на стартовую позицию шаттл «Индевор». Миссия «Атлантис» была успешно завершена 26 мая.

Ремонт включал починку спектрографа STIS, прекратившего работу ещё в 2004 году, замену одного из трёх датчиков точного наведения, всех гироскопов, установку новых аккумуляторов, блока форматирования данных и починку теплоизоляции.

Была восстановлена работоспособность Усовершенствованной обзорной камеры и Регистрирующего спектрографа.

Также на «Хаббл» были установлены два совершенно новых прибора: Ультрафиолетовый спектрограф (англ. Cosmic Origin Spectrograph ) (англ. Cosmic Origin Spectrograph, COS ) был установлен вместо системы COSTAR. Поскольку все находящиеся на данный момент на борту приборы имеют встроенные средства корректировки главного зеркала, надобность в системе отпала. Широкоугольная камера WFC2 была заменена на новую модель — WFC3 (англ. Wide Field Camera 3 ), которая отличается большей резолюцией и чувствительностью, особенно в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. [20]

После этой миссии телескоп «Хаббл» должен будет продолжать свою работу на орбите, по крайней мере, до 2014 года. [21]

Достижения

За 15 лет работы на околоземной орбите, «Хаббл» получил 700 тыс. изображений 22 тыс. небесных объектов — звёзд, туманностей, галактик, планет. Поток данных, которые он ежедневно генерирует в процессе наблюдений, составляет около 15 Гб. Общий их объём, накопленный за всё время работы телескопа, превышает 20 терабайт. Более 3900 астрономов получили возможность использовать его для наблюдений, опубликовано около 4000 статей в научных журналах. Установлено, что, в среднем, индекс цитирования астрономических статей, основанных на данных телескопа, в два раза выше, чем статей, основанных на других данных. Ежегодно в списке 200 наиболее цитируемых статей не менее 10 % занимают работы, выполненные на основе материалов Хаббла. Нулевой индекс цитирования имеют около 30 % работ по астрономии в целом, и только 2 % работ, выполненных с помощью космического телескопа. [22]

Тем не менее, цена, которую приходится платить за достижения «Хаббла», весьма высока: специальное исследование, посвящённое изучению влияния на развитие астрономии телескопов различных типов, установило, что, хотя работы, выполненные при помощи орбитального телескопа, имеют суммарный индекс цитирования в 15 раз больше, чем у наземного рефлектора с 4-метровым зеркалом, стоимость содержания космического телескопа выше в 100 и более раз. [23]

Наиболее значимые наблюдения

Доступ к телескопу

Любой человек или организация может подать заявку на работу с телескопом — не существует ограничений по национальной или академической принадлежности. Конкуренция за время наблюдений очень высока, обычно суммарно запрошенное время в 6—9 раз превышает реально доступное. [26]

Конкурс заявок на наблюдение объявляется примерно раз в год. Заявки делятся на несколько категорий:

Кроме того, 10 % времени наблюдений остаётся в так называемом «резерве директора института космического телескопа». Астрономы могут подавать заявки на использование резерва в любое время, обычно он используется для наблюдений незапланированных краткосрочных явлений, таких как взрывы сверхновых. Съёмки глубокого космоса по программам Hubble Deep Field и Hubble Ultra Deep Field также были осуществлены за счёт директорского резерва.

В течение первых нескольких лет часть времени из резерва выделялась астрономам-любителям. Их заявки рассматривались комитетом, состоящим также из наиболее видных астрономов-непрофессионалов. Основными требованиями к заявке были оригинальность исследования и несовпадение темы с поданными запросами профессиональных астрономов. В общей сложности, в период между 1990 и 1997 годом было произведено 13 наблюдений по программам, предложенным астрономами-любителями. В дальнейшем, из-за сокращения бюджета института, предоставление времени непрофессионалам было прекращено.

Планирование наблюдений

Планирование наблюдений является чрезвычайно сложной задачей, так как необходимо учитывать влияние множества факторов:

Передача, хранение и обработка данных телескопа

Передача на Землю

Данные «Хаббла» сначала запасаются в бортовых накопителях, на момент запуска в этом качестве использовались катушечные магнитофоны, в ходе экспедиций 2 и 3A они были заменены на твердотельные накопители. Затем, через систему коммуникационных спутников (TDRSS (англ. TDRSS )), расположенных на низкой орбите, данные передаются в Центр Годдарда.

Архивирование и доступ к данным

В течение первого года с момента получения данные предоставляются только основному исследователю (подателю заявки на наблюдение), а затем помещаются в архив со свободным доступом. [27] Исследователь может подать просьбу на имя директора института о сокращении или увеличении этого срока.

Наблюдения, выполненные за счёт времени из резерва директора, немедленно становятся общественным достоянием, так же, как вспомогательные и технические данные.

Данные в архиве хранятся в формате

Анализ и обработка информации

Астрономические данные, снятые с ПЗС-матриц приборов, должны пройти ряд преобразований, прежде чем станут пригодными для анализа. Институт космического телескопа разработал пакет программ для автоматического преобразования и калибрации данных. Преобразования производятся автоматически при запросе данных. Из-за большого объёма информации и сложности алгоритмов обработка может занять сутки и более.

Астрономы могут также получить необработанные данные и выполнить эту процедуру самостоятельно, что удобно, когда процесс преобразования отличается от стандартного.

Данные могут быть обработаны при помощи различных программ, но Институт телескопа предоставляет пакет STSDAS (Система анализа научных данных космического телескопа, англ. Space Telescope Science Data Analysis System ). Пакет содержит все необходимые для обработки данных программы, оптимизированные для работы с информацией «Хаббла». Пакет работает как модуль популярной астрономической программы IRAF.

Связи с общественностью

Для проекта космического телескопа всегда было важно привлечь внимание и воображение широкой публики, и в особенности американских налогоплательщиков, внёсших наиболее значительный вклад в финансирование «Хаббла».

Одним из наиболее важных для связей с общественностью является проект «Наследие Хаббла» (англ. The Hubble Heritage ). [29] Его задачей является публикация наиболее эффектных визуально и эстетически изображений, полученных телескопом. Галереи проекта содержат не только оригинальные снимки, но и созданные на их основе коллажи и рисунки. Проекту выделено небольшое количество времени наблюдений для получения полноценных цветных изображений объектов, фотографирование которых в видимой части спектра не было необходимым для исследований.

Кроме того, Институт космического телескопа поддерживает несколько веб-сайтов с изображениями и исчерпывающей информацией о телескопе.

В 2000 году для координации усилий различных ведомств было создано Бюро по связям с общественностью (англ. Office for Public Outreach ).

В Европе с 1999 года связями с общественностью занимается Европейский информационный центр (англ. Hubble European Space Agency Information Centre ) (англ. Hubble European Space Agency Information Centre, HEIC ), учреждённый при Европейском координационном центре космического телескопа. Центр также отвечает за образовательные программы ЕКА, связанные с телескопом.

Будущее «Хаббла»

Предполагается, что после ремонтных работ, выполненных четвёртой экспедицией, «Хаббл» проработает на орбите до 2014 года, когда его сменит космический телескоп «Джеймс Вебб».

Технические данные

Параметры орбиты

Космический аппарат

Приборы

Телескоп имеет модульную структуру и содержит пять отсеков для оптических приборов. Один из отсеков в течение долгого времени (1993—2009 годы) занимала корректирующая оптическая система (англ. Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement ) (COSTAR), установленная во время первой экспедиции обслуживания в 1993 году для компенсации неточности изготовления главного зеркала. Поскольку все приборы, установленные после запуска телескопа, имеют встроенные системы коррекции дефекта, во время последней экспедиции стало возможно демонтировать систему COSTAR и использовать отсек для установки ультрафиолетового спектрографа.

Хронология установки приборов на борту космического телескопа (вновь установленные приборы выделены курсивом):

Как отмечалось выше, система наведения также используется в научных целях.

Примечания

См. также

Ссылки

Телескоп «Хаббл» Google Maps KMZ (3D-модель — файл KMZ для Google Earth)

Источник