Идея выведения телескопа за пределы земной атмосферы, что позволило бы на порядок увеличить его возможности, появилась еще на заре ракетостроения. Еще во второй половине 1960-х в космос были запущены первые обсерватории серии Orbiting Astronomical Observatory работавшие в УФ-спектре. По современным меркам они возможно и не могли похвастаться экстраординарным техническими характеристиками, однако данные аппараты совершили несколько открытий, наглядно доказав всю перспективность космических наблюдений.

Следующим логичным шагом был запуск в космос полноценного инструмента, способного проводить исследования в разных частях электромагнитного спектра. В конце 1960-х годов NASA провело несколько на предмет реальности постройки и запуска большой космической обсерватории с зеркалом диаметром 3 метра. На тот момент данный проект носил незамысловатое название Large Space Telescope (LST) и планировалось, что он будет запущен в 1979 году.

Проект LST разрабатывался в привязке к другой перспективной программе NASA тех лет – проекту космического корабля многоразового использования. Планировалось, что челноки будут проводить регулярное обслуживание телескопа, в том числе и доставлять его на Землю для ремонта и замены инструментов.

Однако последовавшее после завершение лунной гонки массивное сокращение космических бюджетов поставило крест на большинстве программ агентства, в числе которых чуть не оказался и космический телескоп. Да что там телескоп – на тот момент речь шла о целесообразности продолжения всей американской пилотируемой программы. В итоге челноки удалось отстоять, продав их Конгрессу как систему для коммерческих запусков, способную к самоокупаемости.  А вот проект LST, стоимость которого оценивалась в полмиллиарда долларов, в 1974 году был официально лишен финансирования.

Однако астрономическая общественность развернула весьма активную компанию, настаивая на важности создания космического телескопа.  В итоге эти усилия принесли определенные плоды – проект был возрожден, однако при условии, что его стоимость удастся уменьшить до 200 миллионов долларов. Для этого NASA пришлось пойти на ряд издержек, основной из которых стало уменьшение размера зеркала до 2.4 метров.

Считается, что этой цифре и своим итоговым габаритам телескоп обязан спутникам разведки  KH-11 – предполагалось, что использование при его строительстве отработанных производственных технологий позволит снизить издержки. Также стоит упомянуть, что размерs грузового отсека шаттлов тоже определялись военными, которые настояли на том, чтобы он имел размеры 60 на 15 футов  как раз под габариты разведывательных спутников хотя NASA и не нуждалось в таких больших размерах - по первоначальному дизайну, грузовой отсек шаттла имел размеры 40 на 12 футов.

Другими мерами, направленными на сокращение затрат стали отказ от строительства пробного телескопа с 1.5 метровым зеркалом, отказ от идеи периодического  возврата телескопа на Землю с целью его обслуживания,  а также привлечение ESA в проект. Все это дало свои плоды - в1978 году программа наконец получила официальное финансирование. В 1979 году началось создание зеркала телескопа с расчетом на то, что он будет запущен в космос 1983 году.

Однако как это часто бывает с амбициозными космическими проектами, скоро стало понятно, что начальные планы придется корректировать: проект весьма быстро выбился за рамки заявленного бюджета и сроков. Основные проблемы возникли с подрядчиком занимавшимся изготовлением зеркала и оптических систем, однако и другие компании занимавшиеся созданием телескопа тоже не выдержали начальный график.

В 1983 году телескоп был официально назван в честь Эдвина Хаббла. Что касается его запуска, то из-за неготовности инструментов он несколько раз переносился и в итоге был назначен на сентябрь 1986 года. К этому моменту стоимость программы уже превысила миллиард долларов. Однако катастрофа «Челленджера» приковала флот шаттлов к Земле почти на три года, в течении которых «Хаббл» хранился в специальном помещении с искусственно очищенной атмосферой с частично включенными бортовыми системами.  Расходы на хранение составляли около 6 миллионов долларов в месяц, что ещё больше увеличило стоимость проекта – кроме того, за это время часть приборов аппарата были заменены на более современные, что опять же, стоило денег.

Наконец, ровно 25 лет назад, 24 апреля 1990 года «Хаббл» был запущен в космос на борту шаттла «Дискавери». Однако вместо триумфа, NASA столкнулось с катастрофой – уже с первых снимков стало понятно, что зеркало телескопа имело дефект, из-за чего разрешение снимков было значительно хуже ожидаемого. Значительная часть программы исследований оказалась сорвана.

В итоге, после разбирательств и поиска виновных был начат поиск вариантов спасения «Хаббл». Замена главного зеркала на орбите была невозможна, возвращение телескопа на Землю было сочтено слишком дорогостоящим и в итоге было решено установить на «Хаббл» блок корректирующей аппаратуры, которая  бы компенсировала дефект зеркала.

В декабре 1993 года к «Хабблу» отправился шаттл «Индевор». В ходе пяти выходов в открытый космос астронавты успешно заменили начинку телескопа. С этого момента «Хаббл» заработал на полную катушку и астрономы наконец получили инструмент, о котором мечтали. Об открытиях и наблюдениях, совершенных с помощью телескопа можно наверно написать не один учебник – как кто-то метко подметил, «Хаббл» позволил заглянуть в уголки Вселенной, о существовании которых мы раньше и не подозревали.

Найдите три отличия: снимки «Хаббла» до и после установки блока корректирующей аппаратуры

Заложенная при строительстве телескопа возможность его обслуживания в космосе сослужила ему добрую службу. В последующие годы шаттлы еще четыре раза летали с миссиями к «Хабблу», в ходе которых аппаратура телескопа несколько раз была обновлена, а его функциональные возможности заметно возросли по сравнению с первоначальными, что позволило ему оставаться на передовом крае исследований.

Конечно, за истекшие 25 лет наука и техники не стояла на месте и возможности астрономии увеличились. В космос был запущен целый ряд телескопов и обсерваторий работающих в ИК, гамма и рентгеновском диапазоне. С 2009 года функционирует  телескоп «Кеплер» - первый специализированный аппарат, занимающийся поиском экзопланет; на Земле ведется строительства ряда новых обсерваторий и сетей радиотелескопов возможности которых намного превышают возможности их предшественников. Но тем не менее, в некоторых аспектах «Хабблу» пока что по прежнему нет равных – когда к примеру потребовалось отыскать объекты в поясе Койпера для расширенной миссии «Новые горизонты», лишь «Хаббл» смог справиться с этой задачей.

Конечно, ничто не вечно. Некогда NASA планировала миссию STS-144  в рамках которой шаттл «Колумбия» должен был забрать «Хаббл» с орбиты и доставить на Землю, где он был бы выставлен в музее. Однако шаттлы уже четыре года как не летают и без миссий обслуживания аппаратура телескопа рано или поздно выйдет из строя, а сам он или сойдет или же будет сведен с орбиты. Но лично я думаю, что лучшим памятником данному инструменту станет память о тех открытиях, которые он помог совершить. И судя по тому, как часто телескоп упоминается в сводках новостей сообщающих о новых открытиях, можно не сомневаться, что  «Хаббл» еще не раз громко заявит о себе.

Сегодня день рождения празднует телескоп «Хаббл» — совместный проект НАСА и Европейского космического агентства. Прибор входит в число больших обсерваторий НАСА и может работать в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. О том, насколько важен «Хаббл» для науки и какие открытия были совершены с помощью его снимков, Sci-One поговорил с Zelenyikot (Виталием Егоровым), популяризатором исследований космоса и сотрудником частной космической компании «Даурии Аэроспейс».

— Какого значение «Хаббла» для астрономии в целом? 

— Огромное. Практически ни одно серьезное астрономическое исследование не обходится без привлечения данных Хаббла. Его возможности и накопленный за 25 лет архив данных позволяют проводить многие исследования Вселенной, а также дополнять или подтверждать те или иные гипотезы.

— Какие гипотезы подтвердил «Хаббл»?

— Наблюдения за вспышками сверхновых позволили подтвердить гипотезу самого Эдвина Хаббла, благодаря которому телескоп получил имя, о разбегании галактик. Это же наблюдение стало основой новой гипотезы о темной материи, которой должно быть заполнено межгалактическое пространство. 

— А какое значение играет «Хаббл» для популяризации науки?

— Снимки Хаббла знают, наверное, все. Это самая что ни на есть популяризация. «Хаббл» открыл миру всю красоту Вселенной.

— Какое самое большое достижение «Хаббла»?

— Сложный вопрос. Однозначно ответить на него нельзя. На мой взгляд, главное достижение «Хаббла» — это возможность взглянуть во Вселенную на десять с лишним миллиардов лет назад. Наземными средствами такого практически невозможно добиться. 

— Как Вы считаете, в будущем будут возможны межзвездные путешествия?

— Они и сейчас возможны. Достаточно разогнать космический аппарат до скорости 17 км/с. Он преодолеет притяжение Солнца и унесется в межзвездное пространство. Другое дело, что такой полет до ближайшей звезды займет десятки тысяч земных лет.

— Можно ли с помощью «Хаббла» сфотографировать, например, черные дыры? 

— Черные дыры ничем нельзя сфотографировать, потому что свет не может покинуть горизонта событий. «Хаббл» может снять плотное облако пыли и газа вокруг черной дыры. Может пронаблюдать траектории звезд вокруг черной дыры и тем самым оценить ее массу и, главное — подтвердить ее наличие.

— А внеземную жизнь?

— Внеземную жизнь можно сфотографировать, если только она подлетит на достаточно близкое расстояние. Пока «Хаббл» ограничивается только обнаружением планет у других звезд, а их обитаемость — это задачи других телескопов.

— Можно ли назвать фотографии, сделанные «Хабблом», перемещением во времени (ведь объекты на фотографиях находятся в миллионах световых лет от Земли)?

— Это скорее взгляд в прошлое, а не перемещение. Мы просто видим то, что произошло раньше. Точно так же, как мы слышим гром молнии, которая уже исчезла.

— Возможно ли в России создание аналога «Хаббла»?

— Возможно. Более того, он уже давно создается, и в 2021 году запланирован его старт. Российская обсерватория «Спектр-УФ» должна вести наблюдения Вселенной в видимом и ультрафиолетовом диапазоне. Диаметр зеркала «Хаббла» – 2,4 метра, диаметр зеркала «Спектр-УФ» – 1,6 метра. То есть, возможности будут ниже, чем у «Хаббла», но с учетом того, что к тому времени «Хаббл» уже завершит свою работу или качество его данных упадет, наш «Спектр-УФ» займет место культового телескопа.

Беседовала: Екатерина Шутова, специально для Sci-One.

"Крайний Рубеж Телескопа Хаббл" (док. фильм)

"Вселенная глазами телескопа Хаббл"