Astronomia del telescopio spaziale Hubble

Hubble Space Telescope (HST), il primo sofisticato osservatorio ottico messo in orbita attorno alla Terra. L'atmosfera terrestre oscura la visione degli astronomi terrestri degli oggetti celesti assorbendoli o distorcendone i raggi luminosi. Tuttavia, un telescopio posizionato nello spazio esterno è completamente al di sopra dell'atmosfera e riceve immagini di luminosità, chiarezza e dettaglio molto maggiori rispetto ai telescopi terrestri con ottica comparabile.

Dopo che il Congresso degli Stati Uniti ne autorizzò la costruzione nel 1977, l'Hubble Space Telescope (HST) fu costruito sotto la supervisione della National Aeronautics and Space Administration (NASA) degli Stati Uniti e prese il nome da Edwin Hubble, il principale astronomo americano del 20 ° secolo. L'HST fu messo in orbita a circa 600 km (370 miglia) sopra la Terra dall'equipaggio della navetta spaziale Discovery il 25 aprile 1990.

L'HST è un grande telescopio riflettore la cui ottica a specchio raccoglie la luce dagli oggetti celesti e la dirige in due telecamere e due spettrografi (che separano le radiazioni in uno spettro e registrano lo spettro). L'HST ha uno specchio primario da 2,4 metri (94 pollici), uno specchio secondario più piccolo e vari strumenti di registrazione in grado di rilevare luce visibile, ultravioletta e infrarossa. Il più importante di questi strumenti, la fotocamera planetaria ad ampio campo, può acquisire immagini sia ad ampio campo che ad alta risoluzione dei pianeti e degli oggetti galattici ed extragalattici. Questa fotocamera è progettata per ottenere risoluzioni di immagine 10 volte superiori a quelle del più grande telescopio terrestre. Una fotocamera a oggetti deboli è in grado di rilevare un oggetto 50 volte più debole di qualsiasi cosa osservabile da qualsiasi telescopio a terra; uno spettrografo a oggetto debole raccoglie dati sulla composizione chimica dell'oggetto. Uno spettrografo ad alta risoluzione riceve la luce ultravioletta degli oggetti distanti che non possono raggiungere la Terra a causa dell'assorbimento atmosferico.

Circa un mese dopo il lancio, è diventato evidente che il grande specchio primario dell'HST era stato rettificato a causa di procedure di test errate da parte del produttore del mirror. Il risultante difetto ottico, l'aberrazione sferica, ha causato allo specchio la produzione di immagini sfocate piuttosto che nitide. L'HST ha anche sviluppato problemi con i suoi giroscopi e con i suoi array di energia solare. Dal 2 al 13 dicembre 1993, una missione dello Space Shuttle della NASA Endeavour cercò di correggere il sistema ottico del telescopio e altri problemi. In cinque passeggiate nello spazio, gli astronauti della navetta hanno sostituito la fotocamera planetaria a grande campo dell'HST e hanno installato un nuovo dispositivo contenente 10 piccoli specchi per correggere i percorsi di luce dallo specchio primario agli altri tre strumenti scientifici. La missione si rivelò un successo non qualificato e l'HST iniziò presto a funzionare al massimo delle sue potenzialità, restituendo fotografie spettacolari di vari fenomeni cosmici.

Tre successive missioni di navetta spaziale nel 1997, 1999 e 2002 ripararono i giroscopi dell'HST e aggiunsero nuovi strumenti tra cui uno spettrometro a infrarossi vicini e una telecamera ad ampio campo. L'ultima missione dello space shuttle a servizio dell'HST, destinata all'installazione di una nuova telecamera e di uno spettrografo ultravioletto, è stata lanciata nel 2009. L'HST dovrebbe rimanere operativo per almeno il 2020, dopodiché dovrebbe essere sostituito da James Webb Space Telescope, dotato di uno specchio sette volte più grande di quello dell'HST.

Le scoperte dell'HST hanno rivoluzionato l'astronomia. Le osservazioni delle variabili Cefeidi nelle galassie vicine hanno permesso la prima accurata determinazione della costante di Hubble, che è il tasso di espansione dell'universo. L'HST ha fotografato giovani stelle con dischi che alla fine diventeranno sistemi planetari. L'Hubble Deep Field, una fotografia di circa 1.500 galassie, rivelò l'evoluzione galattica su quasi l'intera storia dell'universo. All'interno del sistema solare, l'HST è stato utilizzato anche per scoprire Hydra e Nix, due lune del pianeta nano Plutone.