Advanced Camera for Surveys, czyli najdłużej działająca kamera w kosmosie. Ma już 20 lat

Dziś wszyscy kierują swój wzrok ku teleskopowi Webb, który wykonał już ponad połowę działań potrzebnych do uzyskania pierwszych rozsądnych obrazów kosmosu. Jednak Hubble nie daje o sobie zapomnieć i tak będzie jeszcze przez wiele lat. Bo Webb to teleskop, którego domeną będą obserwacje w podczerwieni. Hubble obserwuje głównie w świetle widzialnym (także ultrafiolecie i bliskiej podczerwieni), czyli zakresie fal elektromagnetycznych, które dają nam najbardziej oszałamiające obrazy obiektów w przestrzeni kosmicznej.

Hubble w 1990 roku

Hubble od momentu jego umieszczenia na orbicie pod koniec 1990 roku przeszedł kilka poważnych operacji. I nie mowa tu o akcjach przywracania go do życia, po różnego rodzaju awariach instrumentów i komputerów. A o unowocześnianiu, które oznaczało wymianę starszych narzędzi obserwacyjnych na nowsze. Hubble poza głównym zwierciadłem i podstawowymi elementami strukturalnymi, jest dziś kompletnie innym narzędziem obserwacyjnym niż to, które 32 lata temu poleciało na orbitę na pokładzie wahadłowca Discovery. Nawet panele słoneczne zostały w pewnym momencie wymienione na nowe.

Rok 2002. Moment, w którym Hubble zobaczył kosmos w nowej perspektywie

W 2002 roku podczas misji serwisowej numer 3B (była to czwarta misja po misji 1, 2 i 3A) zastąpiono tak zwaną HFOC (Hubble's Faint Object Camera) kamerą ACS (Advanced Camera for Surveys).

Astronauci przygotowują miejsce na instalację kamery ACS wewnątrz teleskopu Hubble

Od tej pory przejęła ona rolę konia roboczego, która przez wiele lat spoczywała na innym instrumencie, kamerze WFPC2 (Wide Field and Planetary Camera). Tę z kolei kamerę wymieniono w 2009 roku na kamerę WFC3 (Wide Field Camera), ale ACS wciąż pełnił i pełni rolę jednego z najważniejszych instrumentów obserwacyjnych. To właśnie ze zdjęć wykonanych ACS powstał słynny obraz najodleglejszego znanego nam kosmosu czyli Hubble Ultra Deep Field. 

Kamera ACS w laboratorium

ACS nie jest najstarszym działającym instrumentem na pokładzie teleskopu Hubble, tym jest spektrograf obrazujący STIS uruchomiony w 1997 roku. Lecz jako narzędzie przypominające tradycyjny aparat cyfrowy jest najdłużej działającą aparaturą tego typu w kosmosie.

Instrumenty i inne urządzenia na pokładzie teleskopu Hubble

Długi staż mają także kamery orbitera Mars Recoinassance Oribter (NASA) i Mars Express (ESA), które fotografują Marsa odpowiednio od 2006 i 2004 roku.

ACS składa się w praktyce z trzech modułów, z których dwa do dziś funkcjonują

Pierwszy z działających to WFC, czyli Wide Field Channel, kamera przeznaczona do zdjęć głębokiego kosmosu o relatywnie szerokim polu widzenia w świetle widzialnym, ultrafiolecie i bliskiej podczerwieni. Pole widzenia to 202 x 202 sekundy łuku, czyli dziesięć razy mniej niż rozmiar tarczy Księżyca w pełni. Dla polowania na dalekie galaktyki to i tak bardzo dużo, szczególnie, że łączna rozdzielczość zastosowanej w WFC pary sensorów CCD to 16 Mpix.

Galaktyka Kijanka sfotografowana kamerą ACS w 2002 roku. Wyróżnia się wyjątkowo długim jednym z ramion. Zostało ono grawitacyjnie rozciągnięte w wyniku oddziaływania sąsiedniej galaktyki

Drugim funkcjonującym wciąż instrumentem jest tak zwany SBC, czyli Solar Blind Channel. Poprzez blokowanie światła widzialnego umożliwia on skupienie się obserwatorom na promieniowaniu ultrafioletowym. Dzięki temu instrumentowi, Hubble był w stanie obserwować między innymi zorze na Jowiszu. Jego rozdzielczość wynosi 1Mpix.

Tę samą rozdzielczość miał także HRC, czyli High Resolution Channel. Jednocześnie był to instrument o bardzo wąskim polu widzenia 29 x 29 sekund łuku (rozdzielczość kątowa dwa razy lepsza niż w WFC), co z kolei ułatwiało zaglądanie do wnętrz galaktyk, mgławic i innych ciał niebieskich. Dzięki koronografowi możliwe było polowanie na planety pozasłoneczne. Niestety od 2007 roku jest on nieczynny.

Najlepszy obraz Plutona jaki udało się zarejestrować z Ziemi

Los całej kamery ACS stanął zresztą pod znakiem zapytania w roku 2007, gdy, po przepięciu w obwodzie zasilania zapasowego, wszystkie instrumenty przestały działać. SBC przywrócono do działania dość szybko, ale na naprawę modułu WFC czekaliśmy do 2009 roku, gdy po raz ostatni astronauci podjęli się naprawy/modernizacji całego teleskopu.

Dane z kamery ACS w późniejszych latach często łączono z obserwacjami z nowszej kamery WFC3, a nawet z archiwalnymi danymi i obserwacjami amatorów. By uzyskać takie niezwykłe zdjęcia jak ten poniżej widok galaktyki M106 (inaczej NGC 4258), która znajduje się w odległości około 23 milionów lat świetlnych od Drogi Mlecznej.

20 lat pracy zaowocowało niezwykłymi odkryciami i efektowymi obrazami kosmosu

ACS przez 20 lat wykonała 125 tysięcy zdjęć, w tym 6 tysięcy zdjęć galaktyk, a związane z nimi osiągnięcia można wyliczać długo.

Obejrzyj w

Oto kilka z najważniejszych odkryć:

• najlepsze zdjęcia powierzchni Plutona zanim odwiedziła go w 2015 roku sonda New Horizons, pomogły one zaplanować optymalnie przelot w pobliżu tej planety karłowatej
• pierwsze zdjęcie planety wokół innej gwiazdy, dokładnie wokół Fomalhaut w gwiazdozbiorze Ryby Południowej, w odległości 25 lat świetlnych od Ziemi
• pomiary ruchów własnych gwiazd w galaktyce Andromedy, które pozwoliły dojść do wniosku, że obie galaktyki zderzą się za około 4 miliardy lat
• wspomniane już zdjęcie Hubble Ultra Deep Field, czyli obraz jednych z najodleglejszych znanych nam dziś galaktyk
• obserwacje najodleglejszych galaktyk, z których światło wyemitowane zostało ponad 13 miliardów lat temu, gdy Wszechświat miał tylko 435 milionów lat
• obserwacje prowadzące do powstania map rozmieszczenia ciemnej materii w kosmosie
• obserwacje ogromnych kosmicznych soczewek grawitacyjnych, które pozwoliły zarejestrować światło od galaktyk nawet 100 razy słabiej świecących niż te, które Hubble byłby w stanie zaobserwować
• obserwacje echa świetlnego po wybuchu na powierzchni gwiazdy V838 Mon, czyli światła odbitego od otaczających gwiazdę otoczek pyłowych, dzięki tym obserwacjom prowadzonym lata po eksplozji astronomowie mogli obserwować jak zmienia się otoczenie gwiazdy

Źródło: NASA, ESA, inf. własna