První vědecky a technicky podložené úvahy o možnosti přenesení astronomických přístrojů za hranice zemské atmosféry se objevily již v roce 1946. Ve studii o možnostech využití umělých družic Země, kterou vypracovala společnost RAND pro americkou armádu, mladý astrofyzik z Yaleské univerzity Lyman Spitzer junior napsal: „Takové přístroje udělají revoluci v astronomické technice a otevřou astronomům nové obzory. Umožní odhalit nové jevy dosud nepoznané a pravděpodobně nás přinutí zásadně změnit naše představy o prostoru a času.“ Upozornil také, že kromě možnosti pozorování v ultrafialovém a infračerveném světle, které je silně pohlcováno ovzduším, umístění dalekohledu nad atmosféru odstraní rozmazání obrazu astronomických objektů způsobené neklidem atmosféry.
Po vypuštění prvních družic na konci padesátých let minulého století dostala myšlenka astronomických družicových observatoří reálnější obrysy. Velice brzy byly vypuštěny na oběžnou dráhu malé satelity, jež sloužily ke zkoumání ultrafialového a rentgenového záření, v prvé řadě pocházejících ze Slunce. Spitzer však stále propagoval – mnohdy i přes odpor řady konzervativních astronomů – myšlenku velkého dalekohledu, o průměru až pěti metrů, který dostal označení LST (Large Space Telescope). Boj za realizaci takového dalekohledu byl dlouho na vážkách, protože náklady na jeho vývoj, stavbu a vypuštění se americkým zákonodárcům zdály příliš veliké. Teprve kompromisní návrh zmenšení průměru hlavního zrcadla na 2,4 metru s cílem snížit finanční náklady umožnil Národnímu úřadu pro letectví a vesmír získat na rok 1977 potřebné rozpočtové prostředky, aby mohly být zahájeny konstrukční práce. Protože jedním z hlavních úkolů tohoto dalekohledu mělo být upřesnění znalosti rychlosti rozpínání vesmíru – tak zvané Hubbleovy konstanty – dostala chystaná družicová observatoř název po tomto významném americkém astronomovi. Dnes ji proto známe jako Hubble Space Telescope či pod zkratkou HST.
Hubbleův vesmírný teleskop krátce poté, co byl zachycen robotickým manipulátorem raketoplánu Atlantis 13. května 2009.
Foto: IMAGE CREDIT NASA 2009
Přestože ještě několikrát byl téměř celý projekt zrušen, dalekohled byl nakonec v roce 1985 dokončen. Počítalo se, že bude vypuštěn v průběhu následujícího roku. Havárie raketoplánu Challenger 28. ledna 1986 však způsobila, že všechny starty raketoplánů byly pozastaveny. HST nakonec vzlétl do vesmíru až 24. dubna 1990 na palubě Discovery během mise STS-31.
Na jeho palubě bylo celkem pět astronomických přístrojů: širokoúhlá kamera WF/PC pro viditelnou oblast spektra, kamera pro záznam slabých objektů FOC pracující v ultrafialovém světle, vysokorychlostní fotometr HSP, spektrometr s vysokým rozlišením GHRS a spektrograf slabých objektů FOS. První snímky pořízené dalekohledy však přinesly obrovské zklamání: byly neostré.
Závada na zařízení, které kontrolovalo tvar primárního zrcadla, způsobila, že bylo plošší. Jeho okraj byl o 2,2 mikrometru ubroušen více, než měl být; přitom nerovnosti jeho plochy nepřevyšovaly 10 nanometrů.
Proto bylo urychleně vyrobeno zařízení COSTAR s korekčními parabolickými zrcátky, která sloužila jako „brýle“ pro ostatní přístroje.
COSTAR byl dopraven 2. prosince 1993 na palubě raketoplánu Endeavour STS-61 a jeho posádka ho instalovala místo fotometru HSP. Vyměnila také širokoúhlou kameru za modernizovaný typ WF/PC-2.
Další opravářská mise STS-82 raketoplánu Discovery započala 21. února 1997. Tentokrát astronauti vyměnili přístroje GHRS a FOS za zobrazující spektrograf STIS a kombinovanou kameru se spektrometrem NICMOS pracující v blízké infračervené oblasti spektra.
Zhoršující se technický stav gyroskopů dalekohledu potřebných pro jeho orientaci si vyžádal neplánovanou údržbářskou misi STS-103 raketoplánu Discovery, která se uskutečnila 20. prosince 1999. Žádné nové astronomické přístroje však HST tentokrát nedostal.
Novou přehledovou kameru ACS pro viditelnou a ultrafialovou oblast přivezl až 1. března 2002 raketoplán Columbia při misi STS-109. Nahradila starou kameru FOC.
Další dva modernější přístroje byly v pokročilém stavu vývoje a počítalo se s tím, že budou dopraveny na HST v srpnu 2004. Havárie raketoplánu Columbia dne 1. února 2003 však plány zcela změnila.
V prvé řadě byly dlouhodobě přerušeny lety všech raketoplánů. Kromě toho tehdejší administrátor NASA Sean O’Keefe opravářskou misi k HST 16. ledna 2004 z bezpečnostních důvodu zrušil. Na nátlak astronomické veřejnosti ji však jeho nástupce Samuel Goldin 31. října 2006 znovu do rozpisu letů zařadil. Dostala označení STS-125 a předběžně se s ní počítalo od jara do podzimu roku 2008.
Na poslední chvíli však došlo na dalekohledu k závadě na elektronice pro ovládání vědeckých přístrojů a zpracování získaných dat. Nutnost připravit a přezkoušet náhradní díl si vynutily odklad. Raketoplán Atlantis odstartoval až 11. května 2009.
Foto: IMAGE CREDIT NASA 2009
Dvě dvojice astronautů nejen úspěšně uskutečnily všechny plánované technické opravy, ale také instalovaly dva nové přístroje. Výkonnější širokoúhlá kamera WFC-3 nahradila kameru WF/PC-2 a místo již nepotřebných „brýlí“ COSTAR zaujal moderní spektrometr COS, jenž zkoumá zejména velmi vzdálené objekty z doby blízké zrodu Vesmíru.
Do konce roku 2008 HST uskutečnil přes 860 000 jednotlivých pozorování více než 27 000 nebeských objektů a celkový objem získaných vědeckých dat činil 33 terabytů. Na tomto místě nelze ani vyjmenovat všechny nové objevy, které HST umožnil. Zmiňme se jen, že díky upřesnění Hubbleovy konstanty dnes přesněji známe stáří našeho vesmíru – 13,7 miliardy let – a potvrzení skutečnosti, že přibližně 75 % hmoty kosmu tvoří tak zvaná temná energie.
Díky výtečné práci astronautů má tento unikátní přístroj nyní naději pracovat nejméně dalších pět let a přinášet nové poznatky. Proto byla jeho úspěšná údržba mimořádně významným příspěvkem NASA k Mezinárodnímu roku astronomie.
ANTONÍN VÍTEK,
Knihovna Akademie věd ČR, v. v. i.
Po vypuštění prvních družic na konci padesátých let minulého století dostala myšlenka astronomických družicových observatoří reálnější obrysy. Velice brzy byly vypuštěny na oběžnou dráhu malé satelity, jež sloužily ke zkoumání ultrafialového a rentgenového záření, v prvé řadě pocházejících ze Slunce. Spitzer však stále propagoval – mnohdy i přes odpor řady konzervativních astronomů – myšlenku velkého dalekohledu, o průměru až pěti metrů, který dostal označení LST (Large Space Telescope). Boj za realizaci takového dalekohledu byl dlouho na vážkách, protože náklady na jeho vývoj, stavbu a vypuštění se americkým zákonodárcům zdály příliš veliké. Teprve kompromisní návrh zmenšení průměru hlavního zrcadla na 2,4 metru s cílem snížit finanční náklady umožnil Národnímu úřadu pro letectví a vesmír získat na rok 1977 potřebné rozpočtové prostředky, aby mohly být zahájeny konstrukční práce. Protože jedním z hlavních úkolů tohoto dalekohledu mělo být upřesnění znalosti rychlosti rozpínání vesmíru – tak zvané Hubbleovy konstanty – dostala chystaná družicová observatoř název po tomto významném americkém astronomovi. Dnes ji proto známe jako Hubble Space Telescope či pod zkratkou HST.
Hubbleův vesmírný teleskop krátce poté, co byl zachycen robotickým manipulátorem raketoplánu Atlantis 13. května 2009.
Foto: IMAGE CREDIT NASA 2009
Přestože ještě několikrát byl téměř celý projekt zrušen, dalekohled byl nakonec v roce 1985 dokončen. Počítalo se, že bude vypuštěn v průběhu následujícího roku. Havárie raketoplánu Challenger 28. ledna 1986 však způsobila, že všechny starty raketoplánů byly pozastaveny. HST nakonec vzlétl do vesmíru až 24. dubna 1990 na palubě Discovery během mise STS-31.
Na jeho palubě bylo celkem pět astronomických přístrojů: širokoúhlá kamera WF/PC pro viditelnou oblast spektra, kamera pro záznam slabých objektů FOC pracující v ultrafialovém světle, vysokorychlostní fotometr HSP, spektrometr s vysokým rozlišením GHRS a spektrograf slabých objektů FOS. První snímky pořízené dalekohledy však přinesly obrovské zklamání: byly neostré.
Závada na zařízení, které kontrolovalo tvar primárního zrcadla, způsobila, že bylo plošší. Jeho okraj byl o 2,2 mikrometru ubroušen více, než měl být; přitom nerovnosti jeho plochy nepřevyšovaly 10 nanometrů.
Proto bylo urychleně vyrobeno zařízení COSTAR s korekčními parabolickými zrcátky, která sloužila jako „brýle“ pro ostatní přístroje.
COSTAR byl dopraven 2. prosince 1993 na palubě raketoplánu Endeavour STS-61 a jeho posádka ho instalovala místo fotometru HSP. Vyměnila také širokoúhlou kameru za modernizovaný typ WF/PC-2.
Další opravářská mise STS-82 raketoplánu Discovery započala 21. února 1997. Tentokrát astronauti vyměnili přístroje GHRS a FOS za zobrazující spektrograf STIS a kombinovanou kameru se spektrometrem NICMOS pracující v blízké infračervené oblasti spektra.
Zhoršující se technický stav gyroskopů dalekohledu potřebných pro jeho orientaci si vyžádal neplánovanou údržbářskou misi STS-103 raketoplánu Discovery, která se uskutečnila 20. prosince 1999. Žádné nové astronomické přístroje však HST tentokrát nedostal.
Novou přehledovou kameru ACS pro viditelnou a ultrafialovou oblast přivezl až 1. března 2002 raketoplán Columbia při misi STS-109. Nahradila starou kameru FOC.
Další dva modernější přístroje byly v pokročilém stavu vývoje a počítalo se s tím, že budou dopraveny na HST v srpnu 2004. Havárie raketoplánu Columbia dne 1. února 2003 však plány zcela změnila.
V prvé řadě byly dlouhodobě přerušeny lety všech raketoplánů. Kromě toho tehdejší administrátor NASA Sean O’Keefe opravářskou misi k HST 16. ledna 2004 z bezpečnostních důvodu zrušil. Na nátlak astronomické veřejnosti ji však jeho nástupce Samuel Goldin 31. října 2006 znovu do rozpisu letů zařadil. Dostala označení STS-125 a předběžně se s ní počítalo od jara do podzimu roku 2008.
Na poslední chvíli však došlo na dalekohledu k závadě na elektronice pro ovládání vědeckých přístrojů a zpracování získaných dat. Nutnost připravit a přezkoušet náhradní díl si vynutily odklad. Raketoplán Atlantis odstartoval až 11. května 2009.
Foto: IMAGE CREDIT NASA 2009
Dvě dvojice astronautů nejen úspěšně uskutečnily všechny plánované technické opravy, ale také instalovaly dva nové přístroje. Výkonnější širokoúhlá kamera WFC-3 nahradila kameru WF/PC-2 a místo již nepotřebných „brýlí“ COSTAR zaujal moderní spektrometr COS, jenž zkoumá zejména velmi vzdálené objekty z doby blízké zrodu Vesmíru.
Do konce roku 2008 HST uskutečnil přes 860 000 jednotlivých pozorování více než 27 000 nebeských objektů a celkový objem získaných vědeckých dat činil 33 terabytů. Na tomto místě nelze ani vyjmenovat všechny nové objevy, které HST umožnil. Zmiňme se jen, že díky upřesnění Hubbleovy konstanty dnes přesněji známe stáří našeho vesmíru – 13,7 miliardy let – a potvrzení skutečnosti, že přibližně 75 % hmoty kosmu tvoří tak zvaná temná energie.
Díky výtečné práci astronautů má tento unikátní přístroj nyní naději pracovat nejméně dalších pět let a přinášet nové poznatky. Proto byla jeho úspěšná údržba mimořádně významným příspěvkem NASA k Mezinárodnímu roku astronomie.
ANTONÍN VÍTEK,
Knihovna Akademie věd ČR, v. v. i.
English
