Око в небе
Космические обсерватории
Когда мы говорим о космосе, в голове сразу всплывают образы красочных туманностей, причудливых газовых облаков, величественных галактик и прочих удивительных объектов. При этом мало кто задумывается, что люди получили возможность наслаждаться этой красотой относительно недавно. И за это в первую очередь стоит поблагодарить орбитальные обсерватории, ставшие настоящими космическими глазами человечества.
Телескопы поднимаются в небо
Впервые идею внеземной обсерватории высказали ещё в XIX веке немецкие астрономы Вильгельм Бер и Иоганн Генрих фон Медлер. Хотя по тем временам это звучало как настоящая фантастика, сама по себе концепция была весьма логичной. Гипотетическая обсерватория на Луне всегда бы располагала идеальными условиями для наблюдений, избавив астрономов от их извечного врага — капризной и переменчивой погоды.
Последующие научные открытия сделали идею космических телескопов ещё более привлекательной. Учёные установили, что видимый нами свет составляет лишь крохотную часть электромагнитного спектра. При этом оказалось, что земная атмосфера прозрачна для излучения только в относительно узком диапазоне волн, а также в радиодиапазоне. Что же касается ультрафиолетового и рентгеновского излучения, гамма-лучей и дальней части инфракрасного диапазона, они физически не могут пройти через воздушную оболочку нашей планеты. Образно говоря, мы живём на дне глубокого колодца, через который можно наблюдать лишь маленький клочок неба. Чтобы получить полную картину устройства Вселенной, нужно было подняться наверх.
Как ни удивительно, проблему удалось частично решить ещё до начала космической эры. Уже в 1920-е годы учёные начали запускать на воздушных шарах приборы, которые собирали информацию о космических лучах и ультрафиолетовом излучении на больших высотах. А в 1957 году на аэростат Stratoscope I впервые в истории установили телескоп. Он сделал ряд изображений Солнца, запечатлев его фотосферу.
Следующая важная веха была пройдена в 1962 году. Тогда в космос отправился спутник Ariel 1 — первый космический аппарат, собиравший данные о солнечном излучении и его влиянии на ионосферу. Спутник был построен Великобританией при поддержке NASA. По иронии судьбы, Ariel 1 вышел из строя уже через несколько недель после запуска из-за проведённого США высотного ядерного взрыва.
Ещё через шесть лет NASA запустило серию спутников OAO (Orbiting Astronomical Observatory), оснащённых ультрафиолетовыми телескопами. Именно их называют первыми полноценными космическими обсерваториями.
На заре космической эры астрономическими наблюдениями в космосе чаще занимались люди, нежели автоматы. Так, в 1972 году экспедиция «Аполлона-16» развернула первую и пока что последнюю в истории астрономическую обсерваторию на поверхности другого небесного тела. Астронавты установили на Луне специальный позолоченный трёхдюймовый телескоп с подсоединённой к нему фотокамерой и сделали ряд ультрафиолетовых изображений звёзд, туманностей, Большого Магелланова облака, а также Земли.
Астрономическими наблюдениями в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах занимались и экипажи орбитальных станций «Салют» и «Скайлэб». Безусловно, для того времени собранные ими данные имели большую ценность. Но всё же идея посадить космонавта за телескоп оказалась тупиковой. Будущее космической астрономии было за автоматическими станциями.
Эпоха «Хаббла»
Настоящий переворот в космической астрономии произошёл в 1990 году, когда на орбиту вышел знаменитый телескоп «Хаббл» (Hubble Space Telescope), созданный NASA и Европейским космическим агентством (ESA). Конечно, он был уже далеко не первым орбитальным телескопом. Но на фоне своих предшественников он смотрелся так же, как первый «айфон» на фоне Nokia 3310. Благодаря своему 2,4-метровому зеркалу «Хаббл» стал одним из самых мощных оптических телескопов в мире.
Чтобы перечислить все открытия, сделанные благодаря «Хабблу», потребовался бы многотомный справочник. Поэтому просто скажем, что собранные им данные в буквальном смысле изменили представления человечества о мире вокруг нас. Благодаря «Хабблу» астрономы смогли заглянуть в уголки Вселенной, о существовании которых раньше даже и не подозревали. Он по сей день остаётся самой продуктивной космической обсерваторией.
Но этот успех дорого обошёлся NASA. Создание телескопа оказалась намного более сложной задачей, чем считали специалисты. «Хаббл» отправился в космос на семь лет позже, чем предполагалось, а бюджет проекта на момент запуска вырос в шесть раз — до 2,5 миллиарда долларов.
В довершение всего после первых наблюдений в зеркале обнаружился производственный дефект, из-за которого телескоп не мог достичь необходимой точности. NASA пришлось организовать специальную ремонтную миссию, которая отправилась в космос в 1993 году. Лишь после этого «Хаббл» заработал как надо, и астрономы со всего мира заполучили тот самый инструмент, о котором всегда мечтали.
Нужно отметить, что, хотя «Хаббл» автономен, он создавался с расчётом на человеческое присутствие. В общей сложности NASA шесть раз отправляло к нему космические челноки, экипажи которых ремонтировали телескоп и меняли его научные инструменты на более совершенные. С одной стороны, это позволило серьёзно увеличить возможности «Хаббла» по сравнению с изначальными. С другой — миссии обслуживания оказались весьма дорогостоящими. Как справедливо замечали многие критики, за потраченные на них деньги американскому аэрокосмическому агентству было бы проще построить абсолютно новый телескоп. Как бы то ни было, «Хаббл» останется на орбите до 2030 года.