Ремонт телескопа хаббл история и сложности
В декабре 1993 года шаттл Endeavour отправился к телескопу Хаббл с критической миссией – установить корректирующую оптику. Без этого аппарат стоимостью 2.5 млрд долларов остался бы «близоруким». За пять выходов в открытый космос астронавты заменили главное зеркало и солнечные батареи, превратив провал в триумф.
Сложности начались сразу после запуска в 1990 году. Инженеры обнаружили ошибку в полировке зеркала толщиной в 1/50 человеческого волоса. Это вызывало размытие изображений. НАСА разработало систему COSTAR – набор из пяти корректирующих линз размером с монету. Их установка требовала ювелирной точности: малейший сдвиг мог повредить хрупкие приборы.
Астронавты тренировались 400 часов в гидролаборатории, отрабатывая каждое движение. В невесомости перчатки скафандров раздувались, а инструменты уплывали. Для фиксации позиции использовали 200 специальных креплений. Миссия заняла 35 часов работы за пределами корабля – рекорд для того времени.
Ремонт телескопа Хаббл: как астронавты спасли легенду
Первая миссия по ремонту Хаббла стартовала в 1993 году. Инженеры обнаружили, что главное зеркало телескопа имеет дефект – ошибку в 2 микрона при шлифовке. Это привело к размытию изображений. Астронавты Space Shuttle Endeavour установили корректирующую оптику COSTAR и заменили камеру WFPC на усовершенствованную WFPC2.
В 2009 году экипаж Atlantis провел последний ремонт. Они заменили гироскопы, аккумуляторы и установили спектрограф COS. Каждая операция требовала точности: ошибка в 1 мм могла вывести приборы из строя. Астронавты тренировались 300 часов в гидролаборатории NASA, отрабатывая каждое движение.
Основные сложности:
- Работа в скафандрах ограничивала подвижность
- Температурные перепады от -150°C до +150°C
- Отсутствие опорных точек для фиксации
После пяти сервисных миссий Хаббл получил 6 новых инструментов. Срок его службы продлили до 2030-х годов. Телескоп продолжает передавать снимки с разрешением 0,05 угловых секунд – в 10 раз четче, чем до ремонта.
Основные этапы ремонта телескопа Хаббл
Первая миссия по ремонту Хаббла (STS-61) состоялась в декабре 1993 года. Астронавты заменили главное зеркало и установили корректирующую оптику (COSTAR), чтобы компенсировать дефект в 2 микрона, из-за которого изображения получались размытыми.
В 1997 году экипаж шаттла STS-82 обновил спектрографы и добавил инфракрасную камеру NICMOS. Это позволило телескопу работать в новых диапазонах и увеличить срок службы.
Третья миссия (STS-103, 1999 год) заменила гироскопы и бортовой компьютер. Шесть из девяти гироскопов вышли из строя, что угрожало стабилизации телескопа. Астронавты восстановили работоспособность за 8 выходов в открытый космос.
Четвертый ремонт (STS-109, 2002 год) принес новую солнечную панель и усовершенствованную камеру ACS. Мощность системы увеличилась на 20%, а качество снимков улучшилось в 10 раз.
Последняя сервисная миссия (STS-125, 2009) установила широкоугольную камеру WFC3 и спектрограф COS. Также заменили аккумуляторы и датчики точного наведения, продлив работу Хаббла до 2030-х годов.
Технические сложности при обслуживании орбитального телескопа
Ремонт телескопа «Хаббл» требовал точного планирования, так как астронавты работали в открытом космосе. Каждый выход за пределы шаттла длился до 8 часов, а инструменты и запасные части фиксировали специальными креплениями, чтобы избежать потери в невесомости.
Главной проблемой стали миниатюрные детали. Например, замена гироскопов требовала отстыковки 36 электрических разъемов, каждый размером с ноготь. Инженеры NASA разработали съемные адаптеры, которые упростили процесс, но ошибка в последовательности действий могла повредить систему.
Температурные перепады усложняли работу. В тени Земли инструменты охлаждались до -150°C, а на солнечной стороне нагревались до +120°C. Астронавты использовали термостойкие перчатки и меняли график операций, чтобы избежать перегрева оборудования.
Для замены камер и спектрографов требовалась полная разгерметизация модулей. Инженеры добавили резервные уплотнители, но процедура всё равно занимала вдвое больше времени, чем запланировано. Один такой ремонт в 2009 году продлился на 2 часа из-за заклинившего крепежного болта.
Связь с Землей шла с задержкой до 6 секунд, поэтому астронавты отрабатывали действия на тренажерах. Виртуальные симуляции помогли сократить количество ошибок, но неожиданные поломки, как отказ блока питания в 1999 году, всё равно требовали импровизации.
После каждой миссии инженеры анализировали данные и вносили изменения в конструкцию инструментов. Например, разъемы для последующих ремонтов сделали крупнее, а крепежные элементы – с цветовой маркировкой. Это сократило время работ на 30%.