HUBBLŮV DALEKOHLED MÁ KONSTRUKČNÍ VADU

(Letectví a kosmonautika č.22/1990)

(lek)

Brzy po vypuštění Hubblova dalekohledu (HST) bylo zjištěno, že jedno z jeho zrcadel má nesprávný tvar, a proto některé přístroje tohoto dalekohledu nedosáhnou nejméně do roku 1993 předpokládaných parametrů. Na tento rok byla plánována první servisní mise raketoplánu k dalekohledu, při níž měly být současné přístroje nahrazeny novými, výkonnějšími. Dnes se předpokládá, že současně budou muset kosmonauti provést některé úpravy dalekohledu, které by eliminovaly zjištěnou závadu.

Porucha optické soustavy dalekohledu se nazývá kulová aberace (může být podélná i příčná). Příčinou této poruchy je nepřesné (300 nm) vybroušeni odrazné plochy zřejmě primárního zrcadla. Buď NASA zadala špatné vstupní údaje výrobci zrcadel firmě Perkin-Elmer, nebo bylo zadání správné a chyby se dopustil výrobce. Při výrobě zrcadla totiž může dojít například k špatnému nastavení referenční optické soustavy. V důsledku této závady dalekohled nelze dokonale zaostřit. Závada se jen v malé míře dotkne dvou spektrografů a jednoho fotometru, které jsou umístěny v přístrojovém modulu dalekohledu, velmi výrazně však zhorší parametry planetární kamery a kamery slabých objektů. Významnou část vědeckého programu HST proto nelze prozatím splnit.

Otázkou je, proč byla tato odchylka objevena až po vypuštění dalekohledu na oběžnou dráhu. Hlavní vinu prý na tom má snížení rozpočtu NASA na testování nových přístrojů v polovině osmdesátých let. Proto byla z úsporných důvodů testována pouze samostatná zrcadla a zkouška kompletní optické soustavy nebyla provedena, mimo jiné také proto, že civilní zaměstnanci nezískali povolení ke vstupu do zkušební laboratoře pro testování optických soustav zpravodajských družic USAF.

Zainteresovaní odborníci prozatím usilovné hledají řešení, které by umožnilo dosažení původních parametrů dalekohledu. Nejekonomičtější variantou bude zřejmé výměna některých přístrojů (zejména planetární kamery) přímo na oběžné dráze v roce 1993. Nová planetární kamera může být vybavena čočkou, která chybu soustavy zrcadel zkoriguje. Kamera bude navíc vybavena CCD zobrazovačem s vyšší rozlišovací schopností, než má současná kamera. Rozlišovací schopnost takto upravené planetární kamery by mohla být dokonce vyšší, než bylo původně plánováno. Obdobnou úpravu lze provést i u dalších přístrojů, jejichž výměna byla na r. 1993 plánována.

Další z variant korekce optické chyby počítala s umístěním přídavné čočky před přístrojový modul. Tímto by se vyloučila nutnost montáže korekčních čoček do jednotlivých přístrojů. Toto řešení však komplikuje skutečnost, že jednotlivé přístroje pracují s různými vlnovými délkami elektromagnetického záření. Čočka by tedy musela pracovat s minimálním útlumem v rozsahu od ultrafialového až po infračervené záření. Materiál pro výrobu takové čočky se zřejmé nepodaří nalézt. Výhodnější zřejmě bude vybavit čočkami jednotlivé optické přístroje, které pracují s užším pásmem elektromagnetického záření, pro něž výběr materiálu pro výrobu korekčních čoček nečiní problémy.

Astronomové tedy do roku 1993 budou využívat především dalších přístrojů HST, zejména obou spektrografů a fotometru.

Foto k článku:

1) Poslední kontrola a měření kotevních bodů na zrcadle před pokovením pracovní plochy

2) NASA stanovil, že odchylka (vlnitost) roviny zrcadla od ideálního hyperboloidu nesmí přesáhnout 1,27.10^-5 milimetru. Počítačem řízený stroj zpracovával laserová měření povrchu a v návazností na ně brousil nerovnosti. Vlevo vstupní stav po ,,hrubém" broušení: dvě temné srpkovité plochy jsou prolákliny, ostatní tmavé tóny jsou vrchy; vpravo stav po broušení. Bílá plocha má nulovou toleranci. Pro srovnáni - při stejné přesnosti by mořské vlny v oblasti velké jako Mexický záliv měly výšku menši než milimetr! Běžné sklo v brýlích by při stejných rozměrech mělo vlny zhruba patnáctimetrové

3) Schéma vnitřního uspořádání HST: 1 - kryt objektivu; 2 - sekundární zrcadlo; 3 - primární zrcadlo; 4 - moduly přístrojů HSP, HRS, FOC a FOS; 5 - rovina zobrazení; 6 - soustava přesného zaměřeni a řízeni; 7 - služební úsek; 8 - clony bránící odraženému světlu proniknout k zrcadlu; 10 - paralelní paprsky světla z plného zorného pole

4) Hubblův dalekohled v kresbě malíře NASA

Připravil M.Filip 1.4.2002