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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
허블 망원경. 발명과 생산의 역사
허블 우주 망원경(HST; eng. Hubble Space Telescope, HST; 천문대 코드 "250")은 에드윈 허블의 이름을 딴 지구 궤도에 있는 자동 천문대입니다. 허블 망원경은 NASA와 유럽 우주국 간의 공동 프로젝트입니다. 그것은 NASA의 대형 관측소의 일부입니다. 망원경을 우주에 배치하면 지구의 대기가 불투명한 범위에서 전자기 복사를 등록할 수 있습니다. 주로 적외선 범위에서. 대기의 영향이 없기 때문에 망원경의 해상도는 지구에 있는 유사한 망원경보다 7-10배 더 큽니다.
망원경을 만드는 것의 우선순위는 여전히 논쟁거리입니다. 여러 문서에 따르면 최초의 악기 중 하나는 1604년 이탈리아 모델 이후 1590년 Zachary Jansen에 의해 네덜란드에서 만들어졌습니다. 다른 목격자 기록에 따르면 최초의 스포팅 스코프는 안경 제작자인 John Lapree에 의해 Middelburg에서 1605-1610년경에 발명되었습니다. 어쨌든, 이미 1608년에 망원경은 많은 주인에 의해 만들어졌습니다. 특히 야콥 메치우스. 1610년 갈릴레오는 배율이 32배인 망원경을 만들었습니다! 천문학 연구 과학자는 그에게 큰 명성을 가져다주었습니다. 갈릴레오의 성공에 깊은 인상을 받은 요하네스 케플러는 1610년에 응용 광학 분야로 돌아왔습니다. 그는 스포팅 스코프의 근본적으로 새로운 광학 체계를 제안했습니다. 그 전에는 대물렌즈로 발산(오목) 렌즈와 접안렌즈로 집광(볼록) 렌즈의 직렬 연결이라는 하나의 렌즈 조합만 사용되었습니다. 케플러 튜브에는 두 개의 볼록 렌즈가 있어 더 넓은 시야와 함께 처음으로 관찰 대상의 직접적인 이미지를 얻을 수 있었습니다. 그러한 망원경은 조준 장치의 역할을 할 수 있습니다. 그리고 이것은 응용 범위를 크게 확장했습니다. 그러나 최초의 망원경은 다양한 결함(수차)으로 인해 눈에 띄게 왜곡된 이미지를 제공했습니다. 당시 주요 망원경 제작자였던 과학자들은 렌즈의 초점 거리를 늘려 망원경을 제거하려고 했습니다. 그래서 1668년까지 아이작 뉴턴이 처음으로 완전히 새로운 유형의 기기, 즉 렌즈 장치(굴절기)에 내재된 색수차가 없는 반사 망원경(거울)을 만들었습니다. 렌즈는 오목한 금속 거울이었다. 이미지의 완성도는 후자의 솜씨에 달려 있습니다. 뉴턴보다 122년 후 영국의 천문학자이자 안경사인 윌리엄 허셜은 직경 XNUMX센티미터의 거울을 연마했습니다. 그 당시 세계 최고의 반사판이었습니다. 망원경의 크기를 늘리는 것이 새로운 발견으로 가는 지름길임을 깨달은 세계 유수의 천문대 천문학자들은 본격적인 경쟁에 뛰어들었다. 1917년에 미국인 D. Ritchie는 윌슨 산 천문대를 위한 새로운 반사경을 건설했으며 수년 동안 세계 최대 규모로 남아 있었습니다. 258cm 크기의 거울의 무게는 XNUMX톤, 총 무게는 XNUMX톤입니다. 1931년 독일 안경사 B. Schmidt와 그의 소련 동료 D.D. Maksutov(1941)는 결합된 거울 렌즈 망원경을 위한 두 가지 설계 옵션을 개발했습니다. 두 악기 모두 전 세계적으로 인정을 받았으며 제작자의 이름을 따오기 시작했습니다. Maksutov는 일반 거울 망원경에 수정 렌즈를 도입하여 구면 거울로 인해 발생하는 왜곡을 수정했습니다. 이미 최초의 그러한 시스템을 통해 독특한 품질의 별이 빛나는 하늘 사진을 얻고 기본적인 천문학 간행물인 성운의 지도를 발행할 수 있었습니다. 망원경 건설의 역사에서 굴절기는 반사경과 오랫동안 "싸웠고" 마침내 후자가 이겼습니다. 그 중 가장 큰 것은 유리-세라믹 재료인 유리-세라믹으로 만들어진 1974미터 주경이 있는 것으로 북 코카서스의 Zelenchukskaya 역 근처에 있는 Mount Semirodniki에 있는 러시아 과학 아카데미의 특별 천체 물리학 천문대에 설치되었습니다. 1976톤짜리 거울의 가공은 42년 여름까지 계속되었고 총 950년 간의 준비 작업 끝에 26년 XNUMX월에 정기적인 관찰이 시작되었습니다. XNUMX미터 높이의 거대한 구조물의 무게는 XNUMX톤입니다. 이 망원경은 관측 가능한 우주의 경계에 위치한 최대 XNUMX등급의 천체를 "본다". 1940년대에 천문학자들은 우주 물체의 전자기 복사가 가시 스펙트럼에만 국한되지 않고 전파에서 감마선에 이르기까지 거의 모든 범위에 분포되어 있으며 스펙트럼의 새로운 영역에서 관찰할 수 있다는 사실을 깨달았습니다. 이전에는 완전히 액세스할 수 없었던 귀중한 정보입니다. 일련의 "비광학" 기기 중 첫 번째는 전파 망원경으로, 그 덕분에 같은 1940년대에 당시 최고의 광학 기기로도 볼 수 없는 전파 은하가 발견되었습니다. 연구원들은 최신 장치와 달리 새로운 장치가 날씨의 변화에 의존하지 않는다는 점을 즉시 인식했습니다. 디자인에 관해서는 광학 망원경과 마찬가지로 전파 망원경 중에서 반사경이 지배합니다. 여기의 거울은 안테나가 설치된 초점에 금속 메쉬 포물면입니다. 그 안에 유도 된 신호는 처리를 위해 수신기로 공급되고 수신기에서 녹음 장치로 공급됩니다. 가장 큰 적외선 망원경은 직경 4200cm의 거울로 해발 374m 고도의 Mauna Kea(미국 하와이)에 건설되었습니다. 육안 관찰에도 사용할 수 있을 정도로 완벽합니다. 컴퓨터 제어 시스템을 갖추고 있어 주어진 물체를 자동으로 조준하고 추적할 수 있습니다. 왼쪽은 기본 미러이고 오른쪽은 시스템 노드입니다. 그리고 1985년 마우나 케아 천문대에서 직경 36센티미터의 자율 제어 육각 거울 183개를 포함하여 XNUMX미터 합성 켁 반사경에 대한 작업이 시작되었습니다. 거울을보다 정확하게 고정하고 이미지의 일반적인 초점을 맞추기 위해 구조 요소의 응력을 약화시키는 특수 언 로딩 장치가 개발되었습니다.
그러나 광학 망원경의 특성을 개선할 수 있는 가능성은 아직 끝나지 않았습니다. 전자 광전자 증배관이 사용되기 시작하여 관측의 효율성을 거의 508배 가까이 높일 수 있었습니다. 따라서 1948 년에 지어진 Mount Palomar Observatory (미국 캘리포니아)에 장착 된 25,4cm Hale 반사경은 XNUMX 미터의 거울이있는 "단순한"망원경의 해상도를 갖습니다. 이제 가장 효율적인 지상 광학 기기입니다. 새로운 정보를 얻기 위해 망원경은 지구와 가까운 궤도를 돌았습니다. 따라서 Mir 우주 정거장에는 자외선과 적외선의 두 가지 특수 망원경이있는 Kvant 모듈이 장착되었습니다. 그리고 자동 궤도 관측소 "Astron"의 장치는 X선과 자외선으로 우주 물체를 동시에 관찰할 수 있습니다. 24년 1990월 XNUMX일 허블 우주망원경의 발사와 함께 진정한 천문학의 황금기가 시작되었습니다. NASA는 유럽 우주국과 함께 1970년대 후반에 우주 망원경 프로젝트를 개발하기 시작했습니다. 이것은 유지 보수 및 문제 해결을 위해 지구에서 우주선이 XNUMX~XNUMX년마다 방문하는 우주 관측소로 계획되었습니다. 망원경은 XNUMX세기의 뛰어난 천문학자 중 한 명인 진정한 과학의 고전인 에드윈 허블을 기리기 위해 그 이름을 얻었습니다. 그는 장대한 유산을 남겼습니다. 그의 이름의 법칙이 지배하는 진화하는 은하계의 세계였습니다. 허블은 코페르니쿠스 이래로 가장 위대한 천문학자라고 부를 수 있는 명백한 권리를 허블에게 부여한 놀라운 발견을 했습니다. 에드윈 허블은 20년 1889월 1906일에 태어났습니다. 그는 XNUMX명의 자녀가 자란 강한 우호적인 가정에서 어린 시절을 보냈습니다. Edwin은 작은 망원경을 직접 만든 외할아버지의 영향으로 일찍부터 천문학에 관심을 갖게 되었습니다. XNUMX년 Edwin은 고등학교를 졸업하고 시카고 대학교에 입학했습니다. 천문학자 F.R. 태양계의 기원에 대한 잘 알려진 이론의 저자 멀턴. 그는 Hubble의 추가 선택에 큰 영향을 미쳤습니다. 대학을 졸업한 후 허블은 로즈 장학금을 받고 XNUMX년 동안 영국으로 가서 학업을 계속했습니다. 그러나 그는 자연과학 대신에 케임브리지에서 법학을 공부해야 했습니다. 1913년 여름, 에드윈은 고국으로 돌아왔지만 변호사가 되지는 못했습니다. 허블은 과학을 위해 노력하고 시카고 대학으로 돌아와서 여키스 천문대에서 프로스트 교수의 지도 하에 박사 학위를 마쳤습니다. 1917년 봄, 그가 논문을 완성하고 있을 때, 미국은 제1919차 세계 대전에 참전했습니다. 젊은 과학자는 초대를 거절하고 군대에 자원했습니다. XNUMX년 여름, 허블은 퇴원했고 새로운 마운트 윌슨 천문대에서 일하기 위해 서둘러 패서디나로 갔다. 허블은 죽을 때까지 이곳에서 일했으며 제XNUMX차 세계 대전 중에 XNUMX년 동안 휴식을 취했습니다. 천문대에서 그는 먼저 은하수 띠에서 보이는 물체에 초점을 맞춰 성운을 연구하기 시작했습니다. 허블이 한 첫 번째 일은 그것들을 분류하는 것이었습니다. 이 분류는 계속해서 과학에 기여하며 그 본질의 모든 후속 수정은 영향을 받지 않았습니다. 성운의 진정한 본성에 대한 한 번의 확립으로 천문학 역사에서 허블의 위치가 결정되었습니다. 그러나 훨씬 더 뛰어난 업적인 적색편이 법칙의 발견은 그의 몫이었습니다. 전쟁이 끝난 후 천문학자가 돌아온 천문대는 508센티미터(200센티미터) 망원경의 개발을 재개했습니다. Hubble은 새로운 장비에 대한 연구를 위한 고급 계획을 수립하기 위한 위원회의 의장이었으며 Mount Wilson과 Mount Palomar 관측소의 통합 관리 위원회 위원이었습니다. 허블은 우주론적 문제를 해결하는 데 천문대의 주요 임무를 보았다. "우리는 XNUMX인치가 적색편이가 빠르게 팽창하는 우주에 대한 증거로 간주되어야 하는지 아니면 자연의 새로운 원리 때문인지 여부를 알려줄 것이라고 자신 있게 예측할 수 있습니다." 허블은 28년 1953월 2069일 뇌졸중으로 사망했다. 지구에는 허블에 대한 기념비가 없습니다. 그가 어디에 묻혔는지조차 아무도 모르는 그의 아내의 뜻이었다. 달의 분화구인 소행성 XNUMX호와 세계에서 가장 큰 우주 망원경은 그의 이름을 따서 명명되었습니다. 무게 11톤, 길이 13,1미터, 반사경 직경 240센티미터의 망원경은 1,2억 달러(톤당 2005억 달러 이상)의 비용이 듭니다. 전문가들의 계산에 따르면 허블은 XNUMX년까지 궤도를 돌 것입니다. 망원경에는 여러 과학 장비가 장착되어 있습니다. 광각 카메라는 행성과 위성의 표면을 촬영하도록 설계되었습니다. 희미하게 빛나는 물체를 위한 카메라는 그 위에 떨어지는 빛을 수십만 배 증폭합니다. 이 희미한 빛에 대한 분광기는 복사선을 분석하고 방출하는 물질의 화학적 구성과 온도를 나타낼 수 있습니다. 소위 고다드 분광기는 빛을 방출하는 물체가 어떻게 움직이는지를 결정합니다. 허블은 613년 1990월 우주선 중 하나를 XNUMXkm 높이의 궤도로 발사했습니다. 망원경의 작업은 실패로 시작되었습니다. 출시 XNUMX개월 후, 직경이 XNUMX미터인 망원경의 주 거울이 계산된 크기에서 가장자리에서 사람 머리카락 굵기의 XNUMX분의 XNUMX인 수 미크론 정도 차이가 나는 것이 분명해졌습니다. 그러나 이것은 수천 명의 사람들의 작업을 실질적으로 취소하기에 충분했습니다. 이미지가 불분명하고 흐릿했습니다.
수차의 결과를 수정하기 위해 복잡한 수정 프로그램이 만들어졌고 컴퓨터를 사용하여 이미 지구에서 이미지가 수정되기 시작했습니다. 그러나 이러한 형태에서도 허블 망원경은 발견을 가능하게 했습니다. 은하 중심의 블랙홀, 토성의 새로운 폭풍, 초신성 주위의 발산 고리를 탐지하는 것입니다. 그럼에도 불구하고 수리가 불가피한 것은 분명했습니다. 공간 조건에서 거울을 변경하는 것은 불가능하므로 망원경의 각 기기에 "안경을 착용"하기로 결정했습니다. 수정을 위해 작은 장치를 추가하십시오. 두 개의 작은 거울이 큰 거울의 부족을 수정했습니다. 2년 1993월 XNUMX일 이른 아침, XNUMX명의 우주비행사들이 망원경을 수리하기 위해 우주왕복선을 타고 출발했습니다. 그들은 계획된 모든 일을 마치고 우주 유영 기록을 세웠던 XNUMX일 후 돌아왔습니다. 그 중 XNUMX명이 있었습니다. XNUMX일 후 과학자들은 메릴랜드주 볼티모어에 있는 우주 망원경 연구소의 데이터 처리실에 모여 수정된 천문대의 첫 번째 이미지를 간절히 기다렸습니다. 그들은 아침 XNUMX시에 터미널 화면에 나타났고 방은 즉시 즐거운 외침으로 가득 찼습니다. 이제 망원경은 XNUMX %로 작동했습니다. 그리고 그의 능력은 미국의 어느 도시에서나 도쿄까지 펄럭이는 두 개의 반딧불이가 서로 XNUMX미터 이상 떨어져 있지 않다면 구별할 수 있을 정도입니다. 구름 뒤에서 비행하는 동안 우주 천문대는 수십억 킬로미터를 "구감"하면서 지구 주위를 수만 번 회전했습니다. 허블 망원경은 이미 375개 이상의 천체를 관찰하는 것을 가능하게 했습니다. 비교를 위해 지구에서 육안으로 볼 수 있는 별의 수는 거의 같습니다. 그의 기억은 그가 탐험할 수 있는 XNUMX만 별의 "주소"를 저장합니다. 망원경으로 수집된 XNUMX억 바이트의 정보는 XNUMX개의 광 디스크에 저장됩니다. 그는 약 XNUMX개국의 과학자들이 XNUMX개 이상의 과학 논문을 출판할 수 있도록 허용했습니다. 허블 덕분에 천문학의 역사와 연구소 교과서에까지 등장한 발견이 이루어졌습니다. 예를 들어 블랙홀이 실제로 존재하고 일반적으로 은하의 중심에 위치한다는 사실을 알아낼 수 있었습니다. 또는 행성 탄생의 기본 단계가 모든 별에 대해 동일하고 해왕성의 어두운 점이 여전히 서 있지 않다는 사실: 한 반구에서 사라지고 다른 반구에서 나타납니다. 또 다른 결론은 목성의 위성 유로파는 산소 대기가 희박하다는 것입니다. 또 다른 발견 - 수억 개의 혜성 벨트가 태양계를 둘러싸고 있습니다. 망원경은 토성의 외륜 너머에 있는 새로운 위성을 찾는 데 도움이 되었고, 지구 근처를 비행하는 소행성 표면의 첫 번째 지도를 만드는 데 도움이 되었으며, 은하계 공간에서 빅뱅 당시 남은 헬륨을 감지할 수 있게 되었습니다. "허블"은 우주의 가장 먼 구석을 들여다보고 우주의 가장 초기 단계에 대한 우리의 견해를 바꾸는 것을 가능하게 했습니다. 허블은 우주를 탐험하기 위한 "망원경"으로 사용될 새로운 종류의 중력 렌즈를 발견했습니다. 그들의 도움으로 천문학자들은 푸른 은하에서 별이 형성되는 과정이 어떻게 진행되었는지 알 수 있습니다. 망원경은 과학자들이 지구에서 87천만 광년 떨어진 처녀자리에 있는 타원은하 MXNUMX의 기체 원반의 회전 속도를 측정하는 데 도움이 되었습니다. 그것은 XNUMX억 태양 질량의 "무언가"를 중심으로 회전한다는 것이 밝혀졌습니다. 우주 망원경 연구소(Space Telescope Institute)의 포드 교수는 "블랙홀이 아니라면 그것이 무엇인지 전혀 모른다"며 "타원은하의 중심에서 회전하는 나선 구조를 보게 될 줄은 전혀 예상하지 못했다"고 말했다. 블랙홀은 매우 거대하고 밀도가 매우 높은 물체입니다. 최근 수십 년 동안 그들은 많은 이야기를 나누고 논쟁하고 검색했지만 허블 망원경 만이 존재를 확인했습니다. 강력한 광학 및 전파 방출이 M87 은하의 중심에서 나온다는 것은 오랫동안 알려져 왔습니다. 이제서야 회전하는 원반이 발견된 후 물질을 빨아들이는 이 블랙홀이 수백 광년 크기의 회전하는 소용돌이인 "토네이도"의 효과를 생성한다는 것이 분명해졌습니다. 이 흐름은 그림에서 명확하게 볼 수 있습니다. 또한 먼지 원반이 XNUMX도까지 가열되고 그 바깥쪽 가장자리가 초속 XNUMXkm 이상의 속도로 회전한다는 사실도 확인할 수 있었습니다. 거대한 블랙홀은 거의 빛의 속도로 가속된 입자를 제트로 분출할 수 있습니다. 망원경으로 얻은 행성의 이미지에서 작은 전시회를 만드는 것이 좋습니다. 따라서 망원경은 명왕성의 지도라고 할 수 있는 해상도로 명왕성의 표면을 최초로 촬영한 것입니다. 최근까지 태양계의 아홉 번째 행성은 우주 탐험가들의 시선에서 숨겨져 있었습니다. 이것은 독특한 천체입니다. 어떤 분류에도 적합하지 않습니다. 명왕성은 태양 주위를 공전하지만 가스 거성이나 고체 행성으로 분류되지 않습니다. 그것은 혜성처럼 행동하며 주기적으로 대기를 잃지만 혜성은 아닙니다. 그것은 태양계가 형성되는 새벽에 살았던 얼음 왜성 중 마지막 남은 것일 수 있습니다. 해왕성의 위성 인 Triton만이 친척으로 적합합니다. 텍사스의 미국 천문학자 마크 뷰(Marc Bue)는 "결과는 정말 환상적"이라며 "허블은 명왕성을 산, 움푹 파인 곳, 그리고 모호한 점에서 계절을 가진 세계로 만들었습니다. 망원경으로 화성을 바라볼 때도 비슷한 느낌을 느꼈습니다."라고 말했습니다. 전문가들은 사진에서 북극 모자, 밝게 움직이는 점 및 신비한 선을 구별합니다. 그들의 의견으로는 명왕성이 이제 태양에 가까운 위치에 있고 따뜻한 계절이 있기 때문에 이 모든 것이 눈이거나 더러운 눈입니다. 눈은 녹고 있습니다. 지구에서 명왕성은 거의 볼 수 없으며 표면에 대한 이야기는 전혀 없습니다. 과학자들은 이제 명왕성이 태양계의 다양한 표면 특징 측면에서 지구에 이어 두 번째라고 결론지었습니다. 명왕성은 아직 우주선이 보내지지 않은 유일한 행성이지만 허블 망원경이 발견된 후 이미 탐사선이 그곳에서 발사될 예정입니다. 1997년 XNUMX월의 두 번째 "기술적 검사"에서 망원경은 고해상도 분광기, 희미한 물체의 분광기, 별을 가리키는 장치, 정보 기록용 테이프 녹음기 및 태양 전지 전자 장치로 교체되었습니다. 가까운 장래에 망원경 건설의 발전에는 가시적인 한계가 없습니다. 분명히 천문학자들이 우리에게 도달하는 별과 은하의 복사로부터 그 안에 포함된 모든 정보를 "펌핑"할 수 있을 때까지는 아직 매우 멀었습니다 ... 저자: Musskiy S.A.
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