האסטרונומיה של טלסקופ החלל האבל

טלסקופ החלל האבל (HST), המצפה האופטי המתוחכם הראשון שהוצב במסלול סביב כדור הארץ. האטמוספירה של כדור הארץ מעלימה את השקפתם של אסטרונומים מבוססי קרקע על עצמים שמימיים על ידי קליטה או עיוות של קרני אור מהם. אולם טלסקופ המוצב בחלל החיצון נמצא מעל לאטמוספרה, אולם הוא מקבל תמונות בעלות בהירות, בהירות ופרטים גדולים בהרבה מאשר טלסקופים מבוססי קרקע עם אופטיקה דומה.

לאחר שהקונגרס האמריקני אישר את הקמתו בשנת 1977, טלסקופ החלל האבל (HST) נבנה תחת פיקוחו של מינהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי (נאס"א) של ארצות הברית ונקרא על שמו של אדווין האבל, האסטרונום האמריקני הראשון של המאה ה -20. צוות ה- HST הוצב למסלול סביב 600 ק"מ מעל כדור הארץ על ידי צוות מעבורת החלל דיסקברי ב- 25 באפריל 1990.

ה- HST הוא טלסקופ גדול ומשקף שאופטי המראה שלו אוספים אור מחפצי שמיים ומכוונים אותו לשתי מצלמות ושתי ספקטרוגרפים (המפרידים קרינה לספקטרום ומתעדים את הספקטרום). ל- HST מראה ראשית בגודל 2.4 מטר (94 אינץ '), מראה משנית קטנה יותר, ומכשירי הקלטה שונים המסוגלים לזהות אור גלוי, אולטרה סגול ואינפרא אדום. החשוב ביותר של מכשירים אלה, המצלמה הפלנטרית רחבת השטח, יכול לצלם תמונות שדה רחב או ברזולוציה גבוהה של כוכבי הלכת ושל עצמים גלקטיים וחיצוניים. מצלמה זו נועדה להשיג רזולוציות תמונה שגדולות פי 10 מזו של הטלסקופ הגדול ביותר מבוסס כדור הארץ. מצלמה עם אובייקט קלוש יכולה לאתר אובייקט קל פי 50 מכל מה שניתן לראות על ידי כל טלסקופ מבוסס-קרקע; ספקטרוגרף קלוש-אובייקט אוסף נתונים על ההרכב הכימי של האובייקט. ספקטרוגרף ברזולוציה גבוהה מקבל אור אולטרה סגול של עצמים רחוקים שלא יכול להגיע לכדור הארץ בגלל ספיגה אטמוספרית.

כחודש לאחר ההשקה התברר כי המראה הראשית הגדולה של ה- HST הוטחשה בצורה לא נכונה בגלל נהלי בדיקה לקויים של יצרן המראה. הפגם האופטי שהתקבל, סטייה כדורית, גרם למראה לייצר תמונות מעורפלות ולא חדות. ה- HST פיתח גם בעיות בג'ירוסקופים שלו ובמערכי האנרגיה הסולאריים שלו. ב- 2–13 בדצמבר 1993, משימה של מעבורת החלל של נאס"א Endeavour ביקשה לתקן את המערכת האופטית של הטלסקופ ובעיות אחרות. בחמש טיולי שטח, האסטרונאוטים של המעבורת החליפו את המצלמה הפלנטרית הרחבה של HST והתקנו מכשיר חדש המכיל 10 מראות קטנטנות לתיקון נתיבי האור מהמראה הראשית לשלושת המכשירים המדעיים האחרים. המשימה הוכיחה הצלחה בלתי מוסתרת, וה- HST החלה לפעול במהרה במלוא הפוטנציאל שלה, והחזירה תמונות מרהיבות של תופעות קוסמיות שונות.

שלוש משימות מעבורת חלל שלאחר מכן בשנת 1997, 1999, ו- 2002 תיקנו את הגירוסקופים של ה- HST והוסיפו מכשירים חדשים הכוללים ספקטרומטר כמעט-אינפרא אדום ומצלמת שטח רחבה. משימת מעבורת החלל הסופית לשירות ה- HST, שנועדה להתקין מצלמה חדשה וספקטרוגרף אולטרה סגול, הושקה בשנת 2009. ה- HST אמור להישאר במבצע עד 2020 לפחות, שלאחריו הוא צפוי להחליף את ג'יימס ווב. טלסקופ חלל, מצויד במראה גדול פי שבעים מזה של ה- HST.

תגליות ה- HST חוללו מהפכה באסטרונומיה. תצפיות על משתני Cepheid בגלקסיות סמוכות אפשרו קביעה מדויקת ראשונה של קבוע האבל, שהוא קצב התפשטות היקום. ה- HST צילם כוכבים צעירים עם דיסקים שיהפכו בסופו של דבר למערכת פלנטרית. שדה האבל העמוק, תצלום של כ -1,500 גלקסיות, חשף אבולוציה גלקטית כמעט לאורך כל תולדות היקום. בתוך מערכת השמש שימש ה- HST גם לגילוי הידרה וניקס, שני ירחים מכוכב הלכת הגמד פלוטו.