20 января 2025, 15:22 мск
Как на Солнце наводили телескоп Hubble
Довольно интересная история из сети как с телескопом Hubble делали то, что запрещено всеми инструкциями на свете - наводили на Солнце. Автор - Фил Плейт (Phil Plait ).
Впервые я услышал эту историю от моего друга Гленна Шнайдера , который был операционным астрономом в Научном институте космического телескопа (центр научных операций Хаббла) после запуска Хаббла и которому было поручено изучить и использовать первый рабочий инструмент телескопа, называемый широкоугольной/планетной камерой. WF/PC (произносится как «whiff pick»), как называли его знающие люди, был запущен вместе с обсерваторией в начале 1990 года и оставался в эксплуатации до тех пор, пока его не заменил WFPC2 в 1993 году. Я работал со Шнайдером над космическим телескопом, или STIS , камерой, которая полетела к Хабблу на космическом челноке Discovery в 1997 году и работает до сих пор. Однажды он использовал STIS для наблюдения за близлежащей звездой, которая, как он подозревал, содержала планету, и попросил меня помочь ему проанализировать изображения. Сейчас я не помню, что побудило его рассказать мне эту историю, но я помню его озорной восторг, когда он небрежно упомянул, что Хаббл наблюдал за солнцем. Когда он это сделал, в моей голове завыло около 30 красных сирен тревоги. Одна мысль пробилась вперед, и я смог заметить: «Но есть ограничение в 50 градусов на то, насколько близко к солнцу можно наблюдать; его удалось обойти только один раз, чтобы посмотреть на Венеру ! И даже тогда наблюдения были сложными и опасными!» Он снова улыбнулся и рассказал мне остальную часть истории. В конце 1980-х, когда создавался WF/PC, у инженеров возникла проблема. Цифровые детекторы , используемые камерой, страдали от проблемы, называемой гистерезисом квантовой эффективности , или QEH — когда WF/PC делал снимок яркого объекта, оставалось остаточное изображение, которое портило последующие наблюдения. По сути, это похоже на то, как вы видите разноцветные точки в поле зрения после того, как смотрите на что-то яркое (но не на солнце, никогда не на солнце, помните?). Лекарством от QEH было залить камеру ультрафиолетовым светом, который «перезагрузил» детекторы и вымыл их. QEH был встроен в детекторы, но его нужно было исправить только один раз, прежде чем WF/PC был заменен на WFPC2. Учитывая, что солнце постоянно излучает ультрафиолетовый свет, Шнайдер и его коллеги решили воспользоваться этим, как только Хаббл окажется на орбите. Но как они засунули все эти очищающие фотоны в детектор? Хитрость здесь, сказал мне Шнайдер, была в том, что инженеры на самом деле не направляли Хаббл на Солнце . Это было бы плохо — типа «давайте уничтожим большую часть драгоценного многомиллиардного оборудования обсерватории» плохо. Вместо этого они поняли, что могут повернуть телескоп спиной к Солнцу и направить его прямо от нашей звезды на место-заполнитель на небе, называемое антисолнцем, точку, которая движется по небу из-за орбитального движения Земли и Хаббла, но всегда находится на 180 градусов напротив нашей звезды. Затем они могли бы разместить небольшой «отражатель» (немного похожий на перископ подводной лодки или зеркало стоматолога) в отсеке инструментов на задней половине Хаббла, чтобы улавливать солнечный свет и направлять его вниз, в камеры WF/PC. Поэтому они построили необходимое оборудование, запустили Хаббл на орбиту в апреле 1990 года и реализовали свой хитрый план в декабре того же года. Хаббл нагрел свою заднюю часть солнцем, отражающее зеркало выдвинулось, и WF/PC насладился очищающим потоком ультрафиолетового света, исходящего с расстояния в 150 миллионов километров, который очистил его детекторы от QEH. Солнце намного больше поля зрения WF/PC, поэтому инженеры запрограммировали Хаббл на выполнение серии очень маленьких движений для сканирования по солнцу, делая серию долей секунды экспозиции, чтобы составить карту нашей звезды в мозаике. Со своей стороны, WF/PC имел фильтры, которые блокировали видимый свет и пропускали только часть «дальнего» ультрафиолетового света, гарантируя, что необходимое количество солнечного света попадет на датчики. Взгляд Хаббла на солнце не только позволил провести QEH-очистку, но и позволил инженерам и ученым увидеть, как именно свет отражается внутри телескопа, что полезно как для наведения телескопа, так и для анализа будущих научных изображений. Изображения, которые в итоге получили инженеры, были переполнены дефектами и артефактами — такой яркий источник выявил бы множество грехов в любой камере. Некоторые сканы также не засняли солнце, но в целом их было достаточно, чтобы создать несколько дерганное изображение нашей звезды . Это было первое изображение солнца, полученное в дальнем ультрафиолете, и оно предшествовало специализированным космическим солнечным обсерваториям НАСА, таким как Солнечная и гелиофизическая обсерватория . Даже сегодня, когда я говорю с людьми о затмениях или наблюдении за солнечными пятнами и предостерегаю их никогда, никогда не смотреть на солнце без надлежащих средств защиты и фильтров, на моем лице иногда появляется кривая улыбка, потому что я знаю, что сверхосторожные и не склонные к риску инженеры НАСА однажды взяли одну из самых дорогих обсерваторий, когда-либо построенных, и посмотрели на самый яркий и опасный источник света в небе, по сути, вычистив камеру. Оказывается, солнечный свет действительно является лучшим дезинфицирующим средством.
Источник — https://www.scientificamerican.com/article/how-nasa-used-the-hubble-space-telescope-to-look-at-the-sun/ .
Лаборатория солнечной астрономии
(ИКИ РАН и ИСЗФ СО РАН)
Контакты: cвязаться