24 апреля 1990 года в 15:33 (МСК) с космодрома Кеннеди был запущен шаттл «Дискавери», доставивший на орбиту один из самых ожидаемых и важных грузов в истории освоения космоса — космический телескоп «Хаббл». «Хаббл», созданный в результате сотрудничества НАСА и ЕКА, являлся одним из наиболее масштабных технологических и научных проектов своего времени. Его целью было устранение ограничений, возникающих при наблюдениях с поверхности Земли, и предоставление изображения, не искаженного атмосферой. События, последовавшие за этим запуском, кардинально изменили астрономию.
Хаббл» продемонстрировал выдающиеся результаты, превзойдя изначальные прогнозы на 35 лет после своего запуска. Изначально планировалось, что телескоп прослужит 15 лет, однако его фактический срок эксплуатации оказался более чем вдвое больше. В период с 1993 по 2009 год было проведено пять миссий по его обслуживанию и модернизации, в результате которых он был оснащен новыми инструментами. Благодаря «Хабблу» были получены знаковые изображения Вселенной. Он оказал огромное влияние на наше понимание космоса, внеся существенный вклад в революционные открытия, такие как определение возраста Вселенной и подтверждение ускоренного расширения, а также в выявление и изучение экзопланет.
К сожалению, завершение миссии приближается. Приборы показывают признаки старения, орбита постепенно снижается, и из шести гироскопов функционирует только один. Без дополнительного технического обслуживания, весьма вероятно, что «Хаббл» прекратит работу к концу этого десятилетия. Это произойдет в период, когда программа НАСА по исследованию космоса находится на важном и сложном этапе.
Один из самых масштабных космических проектов в истории готовится к запуску
Разработка телескопа «Хаббл» началась еще в 1970-х годах и стала результатом плодотворного сотрудничества между НАСА и ЕКА. Он ознаменовал собой значительный технологический и научный прорыв. На момент запуска телескоп, обойдись созданию которого потребовалось около 1,5 миллиарда долларов, был предназначен для наблюдений за Вселенной, находясь за пределами земной атмосферы, чтобы избежать искажений, которые снижают качество астрономических изображений, получаемых с поверхности Земли.
Телескоп Хаббл был спроектирован с учетом возможности модульных улучшений и обслуживания в условиях космоса, что открывало перспективу модернизации с использованием новейших технологий. Благодаря такой инновационной конструкции было проведено пять сервисных миссий в период с 1993 по 2009 год, осуществлявшихся с использованием космического корабля «Спейс Шаттл». В рамках этих миссий астронавты, работавшие в условиях невесомости, заменяли научное оборудование, бортовые компьютеры, батареи и гироскопы, значительно увеличив срок эксплуатации телескопа по сравнению с первоначальными планами.
Телескоп «Хаббл» имеет основное зеркало диаметром 2,4 метра, изготовленное из легкого стекла с минимальным тепловым расширением. В течение своего существования набор инструментов включал камеры, спектрографы и детекторы, способные улавливать свет в видимом, ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах. К числу известных приборов относятся широкоугольная камера 3 (WFC3), установленная в 2009 году, и усовершенствованная камера для наблюдений (ACS), благодаря которым стали возможны высокодетализированные наблюдения за объектами, расположенными на миллиарды световых лет.
(Почти) 35 лет науки с «Хабблом»
За время своей эксплуатации, насчитывающей 35 лет, космический телескоп «Хаббл» осуществил приблизительно 1,7 миллиона наблюдений, охватывающих около 55 000 астрономических объектов. Эти данные легли в основу более 22 тысяч рецензируемых научных публикаций, содержащих свыше 1,3 миллиона ссылок, что подтверждает статус «Хаббла» как одного из самых эффективных инструментов в истории астрономических исследований.
Его данные занимают архив объемом более 400 терабайт, что делает его одним из наиболее значимых ресурсов для современной астрофизики. «Хаббл» позволяет астрономам отслеживать астрономические процессы в течение десятилетий, например, сезонные изменения планет Солнечной системы, струи черных дыр, движущиеся со скоростью, сопоставимой со скоростью света, звездные вспышки, столкновения астероидов и расширение сверхновых.
Используя возможности наблюдения в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном спектрах, телескоп «Хаббл» получил подробные снимки удаленных галактик, туманностей и экзопланет, что внесло существенный вклад в развитие космологии и астрофизики. Благодаря его данным, удалось точнее установить возраст Вселенной, равный 13,8 миллиарда лет. Также наблюдения предоставили подтверждения ускоренного расширения Вселенной, указывающие на возможное наличие темной энергии.
К завершению миссии
Несмотря на то, что «Хаббл» по-прежнему является одной из самых популярных обсерваторий среди астрономов, количество запросов на время наблюдений превышает доступное в шесть раз. Однако за 35 лет эксплуатации телескоп стал демонстрировать признаки износа.
В ходе последнего технического обслуживания, проведенного в 2009 году, на телескоп было установлено шесть новых гироскопов, обеспечивающих его точную ориентацию. Со временем три гироскопа вышли из строя, а в 2024 году четвертый начал выдавать неверные данные, что привело к переходу «Хаббла» в безопасный режим. Для поддержания возможности наблюдений НАСА решило продолжать эксплуатацию телескопа, используя всего один гироскоп, а второй оставить в качестве запасного. Несмотря на то, что это сокращает маневренность и скорость наведения, «Хаббл» сохраняет возможность проведения большинства научных исследований.
Сход с орбиты представляет собой еще одну проблему. Телескоп Хаббл вращается на высоте примерно 540 км над поверхностью Земли, однако трение об атмосферу, усиленное солнечной активностью, вызывает постепенное снижение орбиты. Без принятия соответствующих мер, телескоп может снова войти в атмосферу в период с 2028 по 2040 год. Для снижения этого риска во время сервисной миссии 2009 года был установлен механизм мягкого захвата, предназначенный для обеспечения возможности контролируемого схода с орбиты в будущем.
В 2022 году НАСА и SpaceX заключили договор о рассмотрении возможности использования капсулы Crew Dragon для вывода телескопа Хаббл на более высокую орбиту и продления срока его работы. В 2024 году американское космическое агентство отказалось от этой идеи, поскольку, по мнению специалистов, потенциальные риски превышают ожидаемые преимущества.
Принимая во внимание возникшие трудности, НАСА надеется, что «Хаббл» и дальше будет предоставлять важные научные данные как минимум до окончания текущего десятилетия, взаимодействуя с другими космическими обсерваториями, в частности, с космическим телескопом имени Джеймса Уэбба.
Будущее космических исследований, проводимых NASA, остается неясным
Судьба космического телескопа «Хаббл» тесно связана с общей неопределенностью в американской космической науке. В последние недели администрация Трампа внесла предложение о значительном сокращении научного бюджета НАСА, планируя снизить его с 7,5 миллиарда долларов до 3,9 миллиарда долларов к 2026 финансовому году, что составляет 47-процентное уменьшение.
Сокращение финансирования может поставить под вопрос реализацию нескольких научных проектов, находящихся на завершающих этапах, включая космический телескоп имени Нэнси Грейс Роман, который станет основным преемником «Хаббла». Запуск «Роман», намеченный на 2027 год, позволит получить ответы на ключевые вопросы современной астрофизики, такие как природа темной энергии и поиск экзопланет с использованием метода гравитационного микролинзирования.
«Роман» имеет первичное зеркало диаметром 2,4 метра, аналогичное зеркалу «Хаббла», но его поле зрения в 100 раз больше. Проект успешно прошел ряд ключевых технических экспертиз и сейчас находится на завершающей стадии интеграции и тестирования. Тем не менее, предлагаемые сокращения, несмотря на достигнутый прогресс, способны существенно замедлить ход разработки, потребовать пересмотра научных задач или даже привести к закрытию программы. Для миссии, имеющей столь важные стратегические цели и уже демонстрирующей значительный прогресс, угроза прекращения является серьезным поводом для беспокойства относительно будущего космической науки в США и ставит под вопрос способность НАСА обеспечить преемственность между поколениями космических обсерваторий.