что случилось с телескопом хаббл
Телескоп Хаббл не работает, но вскоре должен перезапуститься
13 июня 2021 года космический телескоп «Хаббл» прекратил работу из-за неполадок в компьютере полезной нагрузки. Эта неисправность, вероятно, связана с длительным воздействием радиации из космоса. В настоящее время ведутся работы по ремонту обсерватории.
Хаббл, который в прошлом году отметил свое 30-летие на орбите, прекратил работу в воскресенье (13 июня), сообщило НАСА. По словам команды миссии, проблема связана с деградацией одного из модулей памяти компьютера с полезной нагрузкой (стандартная система Spacecraft Computer-1 (NSSC-1), построенная в 1980-х годах), который управляет научными приборами обсерватории. По состоянию на воскресенье главный компьютер телескопа больше не получал данные от этого компьютера с полезной нагрузкой. Поэтому он перевел все инструменты обсерватории в «безопасный режим», прежде чем отправить сообщение об ошибке наземным командам.
Последний раз модуль памяти был заменен в 2009 году командой астронавтов во время сервисного обслуживания.
«Ожидаемые» проблемы
«Анализ показывает, что ошибка, скорее всего, связана с проблемой деградировавшей памяти«, — говорится в заявлении. «Память может деградировать со временем из-за многолетнего воздействия радиации в космосе. Проблемы, подобные этой, ожидаемы, поэтому на космическом корабле есть резервные модули памяти, на которые мы можем переключиться в случае необходимости«.
В настоящее время команда миссии находится в процессе перехода на эти другие модули памяти. После завершения этого процесса и повторного тестирования обсерватория возобновит нормальную работу.
«Если предположить, что эта проблема будет исправлена с помощью одного из множества вариантов, доступных операционной группе, Хаббл должен продолжать делать удивительные открытия до конца 2020-х годов или позже«, — сообщили Space.com представители операционной команды Центра космических полетов имени Годдарда.
Это не первый раз, когда обсерватория сталкивается с техническими проблемами. Первая обслуживающая миссия была запущена в 1993 году, чтобы исправить ошибку в системе управления наведением обсерватории и проблемы с формой ее главного зеркала. Затем были запланированы другие полеты в рамках американской программы космических челноков.
Совсем недавно, в марте этого года, Хаббл также перешел в «безопасный режим» после возникновения проблем с программным обеспечением. Через несколько дней он снова заработал.
НАСА запустило один научный прибор после поломки на «Хаббле» и планирует включить остальные
Космический телескоп «Хаббл». 31 год на орбите, без техобслуживания с 2009 года, третья поломка в этом году, связь с ним есть, передает телеметрию. Источник фото: НАСА.
9 ноября 2021 года НАСА сообщило об успешном запуске одного научного прибора после поломки на «Хаббле». Наземные специалисты тестируют его работу и планируют включить остальные приборы для возобновления полноценной программы научных исследований. С конца октября все научные исследования на телескопе были приостановлены.
НАСА уточнило, что смогло вывести из безопасного режима усовершенствованную обзорную камеру телескопа. Этот прибор полностью готов к работе и уже начал проводить первые наблюдения космоса в ноябре этого года. НАСА надеется доработать прошивку телескопа, чтобы избежать появления ошибок синхронизации и на других приборах.
26 октября НАСА рассказало, что космический телескоп «Хаббл» опять сломался. Его бортовой компьютер перевел в режим безопасной конфигурации все научные приборы. На космическом аппарате возникли проблемы с синхронизацией внутренних коммуникаций телескопа.
На борту «Хаббла» установлены шесть научных приборов: широкоугольная камера, регистрирующий спектрограф, усовершенствованная обзорная камера, камера и мульти-объектный спектрометр ближнего инфракрасного диапазона, ультрафиолетовый спектрограф и датчики точного наведения.
После анализа инцидента специалисты НАСА придумали решение для починки телескопа. Они внесли необходимые программные изменения, которые изменят работу схемы блока управления научными приборами, который генерирует сообщения синхронизации и передает их на научные приборы и бортовой компьютер телескопа. Заплатка в ПО «Хаббла» проверяет наличие потерь связи внутри элементов телескопа и компенсирует их нужными командами и сообщениями, не переводя научные приборы в безопасный режим. Пока что она рассчитана на работу с одним научным прибором, но НАСА будет ее модернизировать и включать с ее помощью остальные приборы.
В этом году НАСА уже сталкивалось с проблемами на борту «Хаббла» дважды. В марте телескоп перешел в безопасный режим из-за ошибки бортового программного обеспечения. В июне и июле этого года НАСА также чинила телескоп. Тогда проблема возникла из-за деградации блока управления питанием. Телескоп не функционировал в течение месяца, но в итоге его работоспособность была восстановлена.
«Хаббл» запустили на околоземную орбиту в апреле 1990 года на борту космического челнока «Дискавери». С тех пор было проведено пять плановых экспедиций по техобслуживанию телескопа, последняя из которых прошла в 2009 году. Больше телескоп не ремонтировали, возможности это сделать нет. За 31 год своей работы «Хаббл» выполнил более 1,5 млн исследований Вселенной, на основе которых было подготовлено более 18 тыс. научных работ и совершено более двух десятков астрономических открытий.
Как NASA восстановила работу телескопа «Хаббл»?
В июне 2021 года аэрокосмическое агентство NASA сообщило об очередной поломке космического телескопа «Хаббл». Он выходил из строя много раз, но эта проблема оказалась наиболее серьезной. Исследование показало, что в телескопе сломался компьютер полезной нагрузки, который нужен для слежения за состоянием научных приборов обсерватории. На изучение проблемы у сотрудников агентства ушло больше одного месяца и недавно они рассказали все интересные нам подробности. Ранее я рассказывал, что инженеры могут отключить сломавшийся компьютер и включить запасной — благо, все составные части космического телескопа имеют резервные копии. Но это рискованное действие, потому что если в будущем телескоп сломается еще раз, его починка уже будет невозможна. На момент публикации статьи работа телескопа успешно восстановлена, так что давайте выясним, как NASA хотела его починить и в чем заключался риск.
Несколько раз телескоп «Хаббл» чинили астронавты, но сейчас такой возможности у NASA нет
Причина поломки телескопа «Хаббл»
Подробностями о текущем состоянии легендарного телескопа «Хаббл» поделилось издание Business Insider. В ходе диагностических работ ученым удалось выяснить, что причиной поломки компьютера полезной нагрузки стала ошибка в работе регулятора мощности (PCU). Скорее всего, этот компонент космической станции начал посылать в вычислительный блок слишком низкое или высокое электрическое напряжение. Из-за этого электроника вполне могла перегореть. Что именно случилось с компьютером узнать практически невозможно, потому что для этого нужно отправлять в космос астронавтов, но сегодня такой возможности у агентства NASA нет. Но факт остается фактом — компьютер сломан и в этом виноват компонент, регулирующий подачу электричества.
На этой фотографии телескоп «Хаббл» в 1997 году находится на границе Земли и космоса
Ремонтопригодность телескопа «Хаббл»
К большому счастью, у регулятора мощности телескопа «Хаббл» тоже есть резервная копия. Но агентство не может просто взять и поменять его, потому что он соединен со многими другими компонентами космической обсерватории. В частности, речь идет о составных частях SI C&DH — так называется блок управления и обработки научных данных. Чтобы починить телескоп, инженерам NASA придется перезагружать этот блок, после чего в конструкции не останется запасных частей электроники. То есть, если после этого «Хаббл» сломается еще раз, легендарная миссия будет официально завершена.
Конструкция телескопа «Хаббл»
По словам директора астрофизического отдела NASA Пола Герца (Paul Hertz), он почти уверен в успешной починке космического аппарата. Но при этом нет никаких гарантий, что во время устранения неисправностей возникнет какая-то ошибка. Инженеры не могут увидеть, что именно они делают с телескопом, поэтому процесс будет происходить практически вслепую. Следовательно, существует небольшая доля вероятности, что они случайно выключат радиоприемник и оборвут связь телескопа с Землей. Или они могут сменить батарею, которая на данный момент совершенно не готова к замене. Это приведет к окончательной поломке телескопа и станет одним из самых громких и глупых провалов NASA.
Легендарный космический телескоп над Землей
Чтобы этого не произошло, инженеры агентства несколько раз перепроверили причину неисправности. После этого они провели перезагрузку всех необходимых блоков на компьютерах, которые имитируют работу обсерватории. Представители агентства сообщили, что они никуда не спешат и самое главное для них сейчас — это безопасно восстановить работу «Хаббла». На момент публикации этой статьи они уже должны были заняться починкой аппарата, потому что первые действия по реанимации были запланированы на 15 июля. Сообщалось, если все пройдет хорошо, телескоп начнет работу спустя несколько дней.
Пока я писал эту статью в ночь на 17 июля, инженеры NASA уже перезапустили резервный модуль регулятора мощности. Все прошло без проблем и на данный момент исследователи работают над включением научных инструментов. Сообщается, что через несколько дней аппарат будет готов к продолжению наблюдений. Если случится что-то интересное, мы обязательно об этом расскажем. Поэтому подпишитесь на наш Telegram-канал, чтобы ничего не пропустить.
Телескоп «Хаббл» по праву считается одним из самых успешных проектов агентства NASA. Он был запущен на орбиту в 1990 году и на тот момент ученые считали, что аппарат проработает максимум десяток лет. Но на деле он служил ученым более 30 лет и помог узнать многое о возрасте Вселенной, доказать существование черных дыр и ответить на многие интересующие нас вопросы. Остается надеяться, что его работа скоро снова будет восстановлена и при помощи него человечество узнает много нового об окружающем нас космосе.
«Хаббл» полностью восстановил нормальную работу
Космический телескоп «Хаббл». 31 год на орбите, без техобслуживания с 2009 года, снова в работе. Источник фото: НАСА.
17 июля 2021 года НАСА сообщило, что телескоп «Хаббл» полностью восстановил работоспособность и продолжил научные исследования.
На борту «Хаббла» установлены шесть научных приборов: широкоугольная камера, регистрирующий спектрограф, усовершенствованная обзорная камера, камера и мульти-объектный спектрометр ближнего инфракрасного диапазона, ультрафиолетовый спектрограф и датчики точного наведения. С 13 июня эти инструменты были переведены в безопасную конфигурацию, а все научные операции приостановлены. Теперь все приборы снова в работе.
Администратор НАСА Билл Нельсон поздравил команду «Хаббла» и поблагодарил инженеров за восстановление работы телескопа. «Хаббл — это икона, дающая нам невероятное представление о космосе за последние три десятилетия», — сказал Нельсон.
НАСА пояснило, что процедура первого наблюдения телескопа после восстановления произойдет уже в эту субботу после завершения калибровки научных инструментов. Также НАСА сообщило, что большинство заранее запланированных наблюдений, которые были пропущены из-за аварии, будут перенесены на более поздний срок.
НАСА надеется, что «Хаббл» прослужит еще несколько лет и продолжит новаторские наблюдения за космосом в тандеме с другими космическими обсерваториями, включая космический телескоп «Джеймса Уэбба», запуск которого запланирован на конец 2021 года.
Компьютер полезной нагрузки «Хаббла» прекратил работу 13 июня, аппарат перешёл в безопасный режим. Попытка специалистов НАСА переключиться на резервный модуль памяти оказалась неудачной.
15 июля НАСА рассказало о вероятных причинах инцидента и предприняло попытку переключения на резервный блок управления питанием.
16 июля НАСА сообщило об успешном переключении«Хаббл» на резервное питание, специалисты агентства начали включать научные инструменты телескопа.
«Хаббл» запустили на околоземную орбиту в апреле 1990 года на борту космического челнока «Дискавери». С тех пор было проведено пять плановых экспедиций по техобслуживанию телескопа, последняя из которых прошла в 2009 году. Больше телескоп не ремонтировали, возможности это сделать нет. За 31 год своей работы «Хаббл» выполнил более 1,5 млн исследований Вселенной, на основе которых было подготовлено более 18 тыс. научных работ и совершено более двух десятков астрономических открытий.
Вселенная, у нас проблемы. «Хаббл» уже не работает, а «Джеймс Уэбб» еще не запущен
13 июня космический телескоп «Хаббл» вошел в безопасный режим, с тех пор астрономические наблюдения остановлены. Предполагалось, что проблема в блоке памяти компьютерной системы NSSC-1, которая отвечает за работу научных инструментов телескопа. Несмотря на попытки NASA решить проблему, пока что ситуацию не удалось взять под контроль.
Существует ненулевая вероятность, что телескоп больше нельзя будет эксплуатировать. Все же 30 лет, в течение которых «Хаббл» работает на благо человечества — очень большой срок для космической техники. Кроме памяти там могут быть испорчены или находиться на грани работоспособности и другие системы и компоненты. Но у «Хаббла» есть наследник, если так можно выразиться — космический телескоп «Джеймс Уэбб». Давайте вспомним его историю и посмотрим, на каком этапе реализации находится проект по его запуску в космос.
Насколько все плохо с «Хабблом»
Пока что неясно, но восстановить его работу не удается почти две недели. Агентство пытается ввести в строй резервный компьютер, который не работал с 2009 года, но пока что положительных новостей нет.
Сначала агентство пыталось перевести телескоп на резервную память, причем не один, а два раза. Но ничего не получилось, так что вполне возможно, что неисправность не в памяти, а в чем-то еще. В этом случае ввести в работу резервный компьютер, управляющий научными инструментами телескопа — отличная идея.
Сам компьютерный блок — как основной, так и дубль, разработан еще в 80-х годах XX века. Основной проработал почти 20 лет. Второй установлен в 2009 году, во время специальной миссии с участием астронавтов. Но второй компьютер содержит те же компоненты, что и основной, произведены они были в 80-х годах. Вот более подробная информация об этих системах. Сейчас неизвестно, выдержал ли второй компьютер испытание временем или нет. Если нет — то придется либо новую миссию космических спасателей запускать, что маловероятно, либо завершать эксплуатацию телескопа.
Но если на этот раз и удастся восстановить работоспособность системы, то нет никаких гарантий надежной работы в будущем. Так, в начале весны NASA уже занималось восстановлением системы после ошибки бортового ПО. Тогда проблему удалось исправить достаточно быстро.
В любом случае нужен еще один космический телескоп, который сможет продолжать работу «Хаббла», но уже при помощи обновленных научных инструментов.
Телескоп «Джеймс Уэбб»
Начало проекта положено в 1996 году, сначала он назывался Next Generation Space Telescope («Космический телескоп нового поколения», NGST). Здесь все логично, поскольку это именно следующее поколение космических телескопов. Система должна была углубить исследования, проводимые «Хабблом», поскольку ее возможности шире (об этом поговорим чуть ниже).
Спустя несколько лет проект переименовали в честь одного из первых руководителей NASA. Теперь это James Webb Space Telescope, если сокращенно, то JWST.
Особенности «Уэбба»
Новый телескоп — инфракрасный. Рабочий диапазон — излучение от 0,6 до 28,5 мкм. Для выполнения поставленных перед системой задач наблюдений телескопу необходимо зеркало внушительных размеров. Но изготовить цельное зеркало диаметром 6,5 метра, да еще и с массой, которая позволяет отправить его в космос, невозможно непросто. Поэтому было принято решение создать составное зеркало относительно небольшой массы.
Оно состоит из 18 шестиугольных сегментов. Полностью разложится зеркало по прибытию на свое место в космосе. Цельное зеркало было бы слишком большим для вывода в космос.
Каждый сегмент может быть настроен индивидуально, масса каждого около 20 кг. Покрытие, золото, очень тонкое — в тысячу раз тоньше волоса человека. Сами сегменты бериллиевые — в частности, потому, что бериллий сохраняет форму при сверхнизких температурах.
Шестиугольная форма сегментов обусловлена необходимостью убрать зазоры между элементами, плюс форма зеркала получается, конечно, не круглой, но близкой к круговой — а это дает возможность фокусировать свет на детекторах.
Чувствительность системы настолько высока, что телескоп способен засечь тепловой объект размером со шмеля на расстоянии от Земли до Луны.
Располагаться же космический телескоп будет на расстоянии около 1,5 млн км от Земли. «Хаббл» находится на низкой орбите Земли — 570 км. Именно благодаря его близости астронавты имеют возможность обслуживать телескоп. А вот с «Уэббом» так не получится — если вдруг что пойдет не так, телескоп останется висеть на огромном удалении от нашей планеты, его не починишь.
Инструменты телескопа
Камера ближнего инфракрасного диапазона
Это основной инструмент для формирования изображения Webb. Она распознает инфракрасную длину волн от 0,6 до 5 микрон. Камера сможет увидеть свет от самых ранних звезд и галактик, молодые звезды Млечного пути и пояса Койпера.
Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона
Инструмент используют для изучения рассеивания света от объекта. Анализ спектра даст информацию о физических данных объекта: температуре, массе, химическом составе.
Этот прибор видит длину волн от 5 до 28 микрон. Он может увидеть красный смещенный свет далеких галактик, вновь появившихся звезд и слабовидимые кометы.
Датчик точного наведения
Этот инструмент будут использовать для обнаружения первого света, определения характеристик экзопланет.
Основные задачи миссии
Общий перечень задач включает 286 разных программ. Все они в итоговом списке разбиты по продолжительности наблюдения:
Главная задача телескопа — выяснить, какой была Вселенная сразу после Большого взрыва. Возможно, новый инструмент поможет понять, где и когда стартовала реионизация Вселенной, а также выяснить ее причины. «Джеймс Уэбб» сможет наблюдать за далекими галактиками, находящимися на расстоянии 13,5 млрд световых лет от нас. Эти галактики появились вскоре после Большого Взрыва. «Вскоре», конечно, не по временной шкале жизни человека, а в сравнении со временем существования самой Вселенной.
Древние галактики будут сравниваться с современными — в частности, для того, чтобы выяснить процесс эволюции галактических объектов разного типа. Период изучения — примерно от 400 тыс. лет с момента Большого Взрыва до 500 млн лет.
Благодаря тому, что телескоп инфракрасный, ему не будут сильно мешать газопылевые облака, которые являются непреодолимым препятствием для «Хаббла». А именно такие облака являются колыбелью звезд и планетных систем, так что мы больше сможем узнать и о возможном происхождении Солнечной системы — наблюдая за тем, что происходит в миллиардах световых лет от нас.
Кроме того, телескоп будет вести наблюдение за экзопланетами — как очень далекими, так и относительно близкими. Инфракрасный диапазон наблюдения и здесь дает преимущество перед некоторыми другими инструментами наблюдения.
Дополнительные задачи — изучение молодых звезд нашей галактики, изучение звездных скоплений ближайших галактик, создание карты темной материи.
Телескоп будет наблюдать не только за прошлым Вселенной, но и ее настоящим. А именно — за объектами в Солнечной системе.
После того, как телескоп станет на место и развернет все необходимые системы, ему поручат изучить Юпитер, его атмосферу, кольца и спутники. В частности, особый интерес для ученых представляет полярный регион, где размещается несколько огромных циклонов. Возможности телескопа позволяют получить максимально подробные данные о происходящем в атмосфере газового гиганта.
У Юпитера есть собственные кольца, конечно, не такие шикарные, как у Сатурна, но тоже ничего. Но поскольку Юпитер сам по себе яркий объект, то наблюдать за ними сложно. Ну а «Уэбб» даст возможность сделать это, обогатив науку новыми данными.
Затем телескоп приступит к изучению двух спутников Юпитера — Ганимеда, размеры которого превосходят размеры целой планеты — Меркурия, и Ио, вулканически активной луны планеты-гиганта.
Кроме того, телескоп станет изучать объекты пояса Койпера.
По мнению астрофизика и старшего научного сотрудника миссии Джеймса Уэбба Джона С. Мазер, запуск телескопа станет открытием «инфракрасного сундука с сокровищами и сюрпризы там гарантированы».
Проблемы с новым телескопом
Когда «Уэбб» будет запущен?
Сложно сказать. Запуск телескопа переносился уже 19 раз. Последний раз — 2 июня 2021 года. Правда, сейчас речь идет о переносе срока запуска всего на несколько недель — с октября, как было изначально запланировано, на октябрь или декабрь.
Телескоп планируют отправить в космос со стартового комплекса Arianespace ELA-3 на космодроме, расположенном недалеко от Куру (Kourou) во Французской Гвиане.