Hola amigos: A VUELO DE UN QUINDE EL BLOG., con el lanzamiento al espacio del Observatorio Espacial Hubble, por la NASA, el 24 de abril de 1,990; que se pensó que solo serviría de acuerdo a su diseño por tan solo 15 años; sin embargo, el observatorio continúa enviando imágenes del Universo. Que gracias a sus descubrimientos se determinó la edad del Universo y la fotografía icónica : Los "Pilares de la Creación". símbolo espacial de la creación de estrellas en la Nebulosa del Águila
BBC Mundo Noticias: narra : "Estaba diseñado para durar 15 años, pero este 24 de abril el telescopio espacial Hubble cumplió tres décadas orbitando la Tierra y enviando varias de las imágenes más icónicas de nuestro universo. Durante ese tiempo ha servido como una máquina del tiempo que espía los lugares más recónditos del cosmos. El Hubble también es el autor de la fotografía "más profunda" del universo. Estas imágenes originalmente son en blanco y negro, pero los científicos utilizan varios filtros que dejan pasar ciertas partes de la luz para diferenciar los objetos que emiten esa luz y asignarles colores, según le explica a BBC Mundo Rosa Díaz, astrofísica del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, la entidad aliada de la NASA encargada de la operación del Hubble...."
NASA.- narra : "Hace treinta años, el 24 de abril de 1990, el Hubble fue transportado desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida a bordo del transbordador espacial Discovery, junto con una tripulación de cinco astronautas. Desplegado en la órbita de la Tierra un día después, el telescopio abrió un nuevo ojo sobre el cosmos que ha sido transformador para nuestra civilización.
Hubble está revolucionando la astronomía moderna, no solo para los científicos, sino también al llevar al público a un maravilloso viaje de exploración y descubrimiento. Las instantáneas celestiales interminables e infinitas del Hubble proporcionan una abreviatura visual de los principales logros científicos del Hubble. A diferencia de cualquier telescopio espacial anterior, el Hubble hizo que la astronomía fuera relevante, atractiva y accesible para personas de todas las edades. Las imágenes icónicas del telescopio espacial han redefinido nuestra visión del universo y nuestro lugar en el tiempo y el espacio....En su tercera década operativa, el Hubble sigue siendo extremadamente productivo. El telescopio en órbita ha tomado más de un millón de observaciones y ha proporcionado datos que los astrónomos han usado para escribir más de 17,000 publicaciones científicas revisadas por pares sobre una amplia gama de temas, desde la formación de planetas hasta gigantescos agujeros negros. Estos documentos han sido referenciados en otras publicaciones aproximadamente 900,000 veces, y este total aumenta, en promedio, en más de 150 por día. Cada libro de texto de astronomía actual incluye contribuciones del observatorio. Los estudiantes universitarios de hoy en día no han conocido un momento en sus vidas en que los astrónomos no estuvieran haciendo descubrimientos con datos del Hubble.........."
Los astronautas tomaron esta fotografía del telescopio espacial Hubble durante la última misión de servicio del transbordador espacial al observatorio en mayo de 2009.
Créditos: NASA
NASA.
Carlos Serrano (@carliserrano)
NASA/ESA
Estaba diseñado para durar 15 años, pero este 24 de abril el telescopio espacial Hubble cumplió tres décadas orbitando la Tierra y enviando varias de las imágenes más icónicas de nuestro universo.
Durante ese tiempo ha servido como una máquina del tiempo que espía los lugares más recónditos del cosmos.
Estaba diseñado para durar 15 años, pero este 24 de abril el telescopio espacial Hubble cumplió tres décadas orbitando la Tierra y enviando varias de las imágenes más icónicas de nuestro universo.
Durante ese tiempo ha servido como una máquina del tiempo que espía los lugares más recónditos del cosmos.
NASA/ESA
El Hubble también es el autor de la fotografía "más profunda" del universo.
Estas imágenes originalmente son en blanco y negro, pero los científicos utilizan varios filtros que dejan pasar ciertas partes de la luz para diferenciar los objetos que emiten esa luz y asignarles colores, según le explica a BBC Mundo Rosa Díaz, astrofísica del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial, la entidad aliada de la NASA encargada de la operación del Hubble.
Para celebrar el cumpleaños del Hubble, en BBC Mundo te mostramos cinco de los hallazgos más importantes de la astronomía que se han logrado con el aporte del poderoso telescopio.
1. La edad del universo
Los astrónomos calculan la edad del universo mediante dos métodos: la observación de las estrellas más antiguas y la medición de la expansión del universo.
Hoy se estima que el universo existe desde hace unos 13.700 millones de años y el Hubble ha sido clave para determinarlo.
Gracias a una serie de fotografías que el telescopio tomó desde 1995, llamadas los "campos profundos", los astrónomos pudieron dar una “mirada al pasado”, como lo llama Díaz, y ver cómo eran las galaxias en sus orígenes, como si fueran fósiles cósmicos.
Una de estas imágenes, conocida como el "campo ultraprofundo" del Hubble, tomada en 2012, reveló las galaxias más distantes y antiguas jamás observadas.
NASA/ESA
Debido a su lejanía y al tiempo que su luz tarda en llegar hasta nosotros, los científicos estiman que esas imágenes muestran las galaxias cuando el universo tan solo tenía unos 800 millones de años.
AFP2 La misteriosa energía oscura y la expansión del universo
Nuestro universo está en permanente expansión, un fenómeno conocido como la "constante de Hubble”.
Durante mucho tiempo, los cosmólogos debatieron sobre si esa expansión se haría más lenta o se detendría en algún punto del universo.
Las imágenes del Hubble, sin embargo, demostraron que lo que en realidad ocurre es justo lo contrario.
HUBBLE HERITAGE
Mediante la observación de explosiones de estrellas, llamadas supernovas, cada vez más lejanas y tenues a miles de millones de años luz, el telescopio ha mostrado que el universo se expande infinitamente y a una velocidad cada vez mayor.
Es como si se observara la luz de una vela, entre más tenue se vea la llama, se infiere que la vela está más lejos.
NASA/ESA
Esta expansión constante se explica por la presencia de la llamada energía oscura, una misteriosa fuerza de la que sabemos muy poco, pero de la que se notan sus efectos desafiando la gravedad.
3. La materia oscura
La materia oscura es otro de los grandes enigmas de la ciencia.
Contrario a las cosas que podemos ver y tocar, la materia oscura es una estructura que funciona como una tela invisible que se extiende entre los objetos del cosmos.
NASA/ESA
Aunque no se puede ver, los astrónomos sí pueden notar los efectos de la materia oscura al ver cómo se distorsiona la luz que atraviesa las galaxias distantes. A este fenómeno se le llama “lente gravitacional”.
Los lentes gravitacionales muestran cómo la luz se desvía al chocar con objetos masivos como las galaxias, pero también la materia oscura hace que esa luz se "doble".
La poderosa visión del Hubble ha logrado detectar esos lentes gravitacionales alrededor de cúmulos de galaxias.
HUBBLE
Gracias a esa distorsión de la luz que muestra el Hubble, los astrónomos pueden hacer cálculos y deducir la ubicación y el tipo de materia, visible e invisible, que compone el área observada.
4. Agujeros negros
Con el Hubble se ha podido comprobar que prácticamente todas las galaxias tienen agujeros negros en su centro.
El telescopio logró mostrar las primeras imágenes de los gases que rodean a un agujero negro y a partir de ahí deducir su masa y entender mejor cómo se originan.
Hace pocas semanas también consiguió detectar un agujero negro de masa intermedio, un tipo muy difícil de encontrar.
NASA/ESA
El Hubble pudo captar su existencia ya que capturó el momento justo en que se tragaba una estrella que había pasado muy cerca de él, un suceso que los astrónomos compararon con un "homicidio cósmico".
Los agujeros negros de masa intermedia son un eslabón perdido en la evolución del cosmos que los investigadores buscaban desde hace mucho tiempo.
5. Los "Pilares de la Creación"
Los "Pilares de la Creación" es quizás la foto más famosa tomada por el Hubble, capturada por primera vez en 1995. El nivel de detalle de este tipo de imágenes no se puede lograr con los telescopios terrestres.
NASA/ESA
La imagen muestra una región de la nebulosa del Águila, una vasta zona de formación de estrellas ubicada a 6.500 años luz de la Tierra.
Los "Pilares de la Creación" muestran un material denso que aún no ha sido destruido por la radiación, lo cual permite ver todo los gases y el polvo que queda flotando en el espacio tras el nacimiento de un cuerpo celeste, como las estrellas.
NASA/ESA
Los colores de la imagen resaltan la emisión de varios elementos químicos. El oxígeno se ve en azul, el azufre en naranja, y el hidrógeno y el nitrógeno en verde.
Bonus: un rostro escalofriante
En 2019, el Hubble captó una curiosa imagen que parece el rostro de un ser alienígena... tanto que la NASA la publicó el día de Halloween a modo de guiño.
NASA/ESA
La imagen, sin embargo, no tiene nada de sobrenatural.
Lo que muestra en realidad es el choque frontal entre dos galaxias. Los ojos, la nariz y la boca del “alien” están formados por discos de polvo y gas de las galaxias que están chocando.
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BBC Mundo Noticias
NASA
Hubble marca 30 años en el espacio con tapiz de Starbirth ardiente
Discoveries | Highlights of Hubble’s Exploration of the Universe
One of Hubble’s most iconic images is of this portion of the Eagle Nebula (M16). Dubbed the “Pillars of Creation,” it shows three huge columns of cold gas illuminated by light from a cluster of young stars with strong stellar winds located out of view above. Imbedded in the tips of the finger-like protrusions at the top of the columns are dense, gaseous globules within which stars are being born. The largest of the three columns is approximately four light-years tall.
Credits: NASA/ESA/STScI/Arizona State University
With his feet firmly anchored on the shuttle’s robotic arm, astronaut Mike Good maneuvers to retrieve the tool caddy required to repair the Space Telescope Imaging Spectrograph during the final Hubble servicing mission in May 2009. Periodic upgrades have kept the telescope equipped with state-of-the-art instruments, which have given astronomers increasingly better views of the cosmos.
Credits: NASA
In 1609, visionary Italian scientist Galileo Galilei turned the newly invented optical device of his day — the telescope — to view the heavens. His observations conclusively showed that there were celestial bodies (the moons of Jupiter) that did not revolve around the Earth, launching a revolution that forever changed our view of an Earth-centered universe.
Almost four centuries later, the launch of NASA’s Hubble Space Telescope aboard the Space Shuttle Discovery in 1990 started another revolution in astronomy. Developed as a partnership between the United States space program and the European Space Agency, Hubble orbits 340 miles above Earth’s surface. Its gaze outward lies beyond the distorting effects of the atmosphere, which blurs starlight and blocks some important wavelengths of light from reaching the ground. This vantage point allows Hubble to observe astronomical objects and phenomena more consistently and with better detail than generally attainable from ground-based observatories. The telescope's sensitive cameras and spectrographs can view objects as nearby and small as colliding asteroids to distant star-forming galaxies that date back to when the universe was only three percent of its current age. In fact, Hubble observations have played a key role in discovering and characterizing the mysterious dark energy that now appears to permeate space. Results like these have changed our fundamental understanding of the cosmos.
Well into its third operational decade, Hubble is still extremely productive. The orbiting telescope has taken over a million observations and provided data that astronomers have used to write more than 17,000 peer-reviewed scientific publications on a broad range of topics, from planet formation to gigantic black holes. These papers have been referenced in other publications approximately 900,000 times, and this total increases, on average, by more than 150 per day. Every current astronomy textbook includes contributions from the observatory. Today’s college undergraduates have not known a time in their lives when astronomers were not actively making discoveries with Hubble data.
Hubble’s discoveries and memorable photos have also reinvigorated the public’s interest in astronomy. Along with pictures of the telescope and the astronauts who launched and serviced it during six space shuttle missions, certain memorable science images have become cultural icons. They appear regularly on book covers, musical albums, clothing, TV shows, movies and even ecclesiastical stained-glass windows.
This site (also available as a booklet) features 13 representative topics with eye-catching images and thought-provoking discoveries. Selecting this set from the thousands of amazing Hubble observations was difficult, but these serve to highlight some of Hubble’s greatest scientific achievements to date. Additional images and information can be found at http://hubblesite.org.
EN ESPAÑOL :
Descubrimientos | Aspectos destacados de la exploración del universo de Hubble
Una de las imágenes más icónicas del Hubble es de esta porción de la Nebulosa del Águila (M16). Apodado los "Pilares de la Creación", muestra tres enormes columnas de gas frío iluminadas por la luz de un grupo de estrellas jóvenes con fuertes vientos estelares ubicados fuera de la vista arriba. Incrustado en las puntas de las protuberancias en forma de dedo en la parte superior de las columnas hay densos glóbulos gaseosos dentro de los cuales nacen las estrellas. La mayor de las tres columnas tiene aproximadamente cuatro años luz de altura.
Créditos: NASA / ESA / STScI / Arizona State University
Con sus pies firmemente anclados en el brazo robótico del transbordador, el astronauta Mike Good maniobra para recuperar el carrito de herramientas requerido para reparar el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial durante la misión final de servicio del Hubble en mayo de 2009. Las actualizaciones periódicas han mantenido el telescopio equipado con el estado de instrumentos de última generación, que han dado a los astrónomos una visión cada vez mejor del cosmos.
Créditos: NASA
En 1609, el visionario científico italiano Galileo Galilei giró el dispositivo óptico recién inventado de su época, el telescopio, para ver los cielos. Sus observaciones mostraron de manera concluyente que había cuerpos celestes (las lunas de Júpiter) que no giraban alrededor de la Tierra, lanzando una revolución que cambió para siempre nuestra visión de un universo centrado en la Tierra.
Casi cuatro siglos después, el lanzamiento del telescopio espacial Hubble de la NASA a bordo del transbordador espacial Discovery en 1990 inició otra revolución en astronomía. Desarrollado como una asociación entre el programa espacial de los Estados Unidos y la Agencia Espacial Europea, el Hubble orbita a 340 millas sobre la superficie de la Tierra. Su mirada hacia el exterior se extiende más allá de los efectos distorsionadores de la atmósfera, que difumina la luz de las estrellas y evita que algunas longitudes de onda importantes de la luz lleguen al suelo. Este punto de vista le permite al Hubble observar objetos astronómicos y fenómenos de manera más consistente y con mejor detalle que el que se puede obtener generalmente de los observatorios terrestres. El telescopio Las cámaras y espectrógrafos sensibles pueden ver objetos tan cercanos y pequeños como asteroides colisionantes con galaxias distantes que forman estrellas que datan de cuando el universo tenía solo el tres por ciento de su edad actual. De hecho, las observaciones de Hubble han jugado un papel clave en el descubrimiento y caracterización de la misteriosa energía oscura que ahora parece impregnar el espacio. Resultados como estos han cambiado nuestra comprensión fundamental del cosmos.
En su tercera década operativa, el Hubble sigue siendo extremadamente productivo. El telescopio en órbita ha tomado más de un millón de observaciones y ha proporcionado datos que los astrónomos han usado para escribir más de 17,000 publicaciones científicas revisadas por pares sobre una amplia gama de temas, desde la formación de planetas hasta gigantescos agujeros negros. Estos documentos han sido referenciados en otras publicaciones aproximadamente 900,000 veces, y este total aumenta, en promedio, en más de 150 por día. Cada libro de texto de astronomía actual incluye contribuciones del observatorio. Los estudiantes universitarios de hoy en día no han conocido un momento en sus vidas en que los astrónomos no estuvieran haciendo descubrimientos con datos del Hubble.
Los descubrimientos del Hubble y sus fotos memorables también han revitalizado el interés del público en la astronomía. Junto con imágenes del telescopio y de los astronautas que lo lanzaron y le dieron servicio durante seis misiones del transbordador espacial , ciertas imágenes científicas memorables se han convertido en iconos culturales. Aparecen regularmente en portadas de libros, álbumes musicales, ropa, programas de televisión, películas e incluso vidrieras eclesiásticas.
Este sitio ( también disponible como folleto ) presenta 13 temas representativos con imágenes llamativas y descubrimientos que invitan a la reflexión. Seleccionar este conjunto de las miles de sorprendentes observaciones del Hubble fue difícil, pero estas sirven para resaltar algunos de los mayores logros científicos del Hubble hasta la fecha. Se pueden encontrar imágenes e información adicional en http://hubblesite.org .
NASA
Observatorio
Este video tour de 360 grados del telescopio espacial Hubble en órbita destaca la ubicación y el propósito de los instrumentos, espejos y otros componentes principales del telescopio.
Crédito: Eric Anderson y Benjamin Gavares (Northrop Grumman Space Systems); Scott Wiessinger (USRA)
El telescopio espacial Hubble fue el primer observatorio astronómico que se colocó en órbita alrededor de la Tierra con la capacidad de grabar imágenes en longitudes de onda de luz que abarcan desde ultravioleta hasta infrarrojo cercano. Lanzado el 24 de abril de 1990, a bordo del transbordador espacial Discovery, el Hubble se encuentra actualmente a unas 340 millas (547 km) sobre la superficie de la Tierra, donde completa 15 órbitas por día, aproximadamente una cada 95 minutos. El satélite se mueve a una velocidad de aproximadamente cinco millas (8 km) por segundo, lo suficientemente rápido como para viajar a través de los Estados Unidos en aproximadamente 10 minutos.
El telescopio
Diagrama de corte del telescopio espacial Hubble
Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA
El Hubble está clasificado como un reflector Cassegrain, llamado así por un clérigo francés del siglo XV que fue uno de los primeros en sugerir este diseño óptico básico. La luz que golpea el espejo principal o primario del telescopio se refleja en un espejo secundario más pequeño suspendido sobre el primario. El secundario, a su vez, refleja la luz hacia atrás a través de un agujero en el primario, donde ingresa a los instrumentos del Hubble (cámaras y espectrógrafos) para el enfoque final antes de que llegue a sus detectores. El espejo primario del Hubble no solo está exquisitamente pulido, sino que a 94.5 pulgadas (2.4 m) de diámetro, recoge una inmensa cantidad de luz. El Hubble puede detectar objetos que son 10 mil millones de veces más débiles de lo que el ojo sin ayuda puede ver. Muy por encima de los efectos borrosos de la atmósfera de la Tierra, el Hubble también tiene una visión mucho más clara del cosmos que los telescopios ubicados en el suelo. El telescopio espacial puede distinguir objetos astronómicos con un diámetro angular de solo 0.05 segundos de arco, el equivalente a discernir el ancho de una moneda de diez centavos desde una distancia de 86 millas (138 km). Esta resolución es aproximadamente 10 veces mejor que la mejor que alcanzan los telescopios terrestres aún más grandes. La alta resolución permite al Hubble localizar objetos tales como discos de polvo alrededor de las estrellas o los núcleos brillantes de galaxias extremadamente distantes.
Además, debido a que gira sobre la atmósfera, el Hubble puede ver objetos astronómicos en un rango más amplio del espectro electromagnético que los telescopios terrestres, que están limitados por la absorción atmosférica de varias longitudes de onda. Esto le da a los astrónomos que usan Hubble una visión más completa de los procesos energéticos que crean la radiación que se ve y se mide.
Finalmente, las observaciones de Hubble son predeciblemente consistentes. Las condiciones de visión del telescopio no cambian de día a día ni siquiera de órbita a órbita. Los astrónomos pueden volver a visitar los objetivos con la expectativa de que se les tomará imágenes con la misma alta calidad cada vez. Esta estabilidad óptica es crítica para detectar pequeños movimientos u otras pequeñas variaciones en los objetos celestes. Este no es el caso de los observatorios terrestres, donde las condiciones de observación varían con el clima y afectan directamente la calidad de las imágenes adquiridas.
La nave espacial
Esta fotografía del telescopio espacial Hubble de la NASA fue tomada durante la primera misión de servicio de astronautas en 1993.
Créditos: NASA
El Hubble mide 43.5 pies de largo (13.2 m) y 14 pies de ancho (4.2 m) en la parte posterior, donde se encuentran los instrumentos científicos. Con un peso de aproximadamente 27,000 libras (12,246 kg), el telescopio tiene aproximadamente el mismo tamaño y peso que un autobús escolar. El observatorio está alimentado por dos paneles solares que convierten la luz solar en energía eléctrica que se almacena en seis baterías grandes. Las baterías permiten que el observatorio funcione durante las partes sombreadas de la órbita del Hubble cuando la Tierra bloquea la vista del satélite del Sol.
En el medio de la nave espacial, cerca de su centro de gravedad, hay cuatro ruedas de reacción de 100 libras (45 kg) para reorientar el observatorio. Basado en la Tercera Ley del Movimiento de Sir Isaac Newton - para cada acción hay una reacción igual y opuesta - girar una rueda de reacción en una dirección hace que Hubble reaccione girando en sentido contrario. El satélite sabe dónde y cuándo debe girar en función de un programa objetivo cargado desde el centro de control. La computadora principal del Hubble calcula qué ruedas deberían disminuir la velocidad y cuáles giran más rápido para maniobrar de manera más eficiente la nave espacial hacia el nuevo objetivo.
El observatorio utiliza giroscopios de alta precisión (giroscopios) para detectar su velocidad y dirección de movimiento. El modo de funcionamiento típico del Hubble utiliza tres giroscopios, pero tiene seis para elegir. Los otros sirven como copias de seguridad, ya que los giroscopios eventualmente se desgastan y fallan. También existen modos operativos de respaldo que permiten al Hubble continuar recolectando datos científicos con solo un giroscopio, si es necesario, pero con un poco menos de eficiencia.
Además de los giroscopios, Hubble tiene tres sensores de guía fina (FGS) que actúan dentro del sistema de control y puntería general de la nave espacial para mantener el telescopio prácticamente inmóvil mientras observa. El Hubble tiembla menos de 7 miliar segundos en un período de 24 horas cuando se bloquea en su objetivo. Esto es equivalente a hacer brillar un láser en un centavo a 200 millas de distancia durante este período.
Los comandos y los datos se transmiten entre la nave espacial y el centro de control a través de dos antenas de alta ganancia que se comunican a través del Sistema de Satélite de Relé y Datos de Rastreo de la NASA, que está en órbita geosíncrona. Los datos científicos se envían luego desde el centro de control al Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial a través de una red de área amplia para procesamiento, difusión y archivo.
La NASA ha llevado a cabo cinco misiones de servicio de astronautas para reparar y actualizar el Hubble. Estas reformas, junto con las redundancias diseñadas originalmente en los subsistemas críticos del observatorio, deberían mantener al Hubble funcionando durante los próximos años. Según los estudios formales de confiabilidad, los ingenieros creen que existe una alta probabilidad de que los instrumentos y los subsistemas primarios de naves espaciales del Hubble (giroscopios, ruedas de reacción, paneles solares, baterías, etc.) continúen funcionando bien en la década de 2020. El objetivo de la NASA es operar el Hubble al mismo tiempo que el James Webb Space Telescope, el nuevo y más capaz observatorio infrarrojo de la agencia, planeado para su lanzamiento en 2021.
NASA
Observatorio - Instrumentos
El telescopio espacial Hubble tiene tres tipos de instrumentos que analizan la luz del universo: cámaras, espectrógrafos e interferómetros .
Cámaras
Los instrumentos científicos del Hubble analizan diferentes tipos de luz que van desde la ultravioleta (UV) hasta la infrarroja (IR). Este gráfico muestra qué longitudes de onda estudia cada instrumento.
Créditos: NASA
Hubble tiene dos sistemas de cámaras principales para capturar imágenes del cosmos. Llamados Advanced Camera for Surveys (ACS) y Wide Field Camera 3 (WFC3), estos dos sistemas trabajan juntos para proporcionar una excelente imagen de campo amplio en una amplia gama de longitudes de onda.
Instalado en Hubble en 2002, ACS fue diseñado principalmente para imágenes de campo amplio en longitudes de onda visibles, aunque también puede detectar luz ultravioleta e infrarroja cercana. ACS tiene tres cámaras, llamadas canales, que capturan diferentes tipos de imágenes. Una falla electrónica en enero de 2007 dejó inoperables los dos canales científicos más utilizados. En 2009, los astronautas pudieron reparar uno de los canales y restablecieron la capacidad de ACS para capturar vistas de campo amplio de alta resolución.
Instalado en 2009, WFC3 proporciona imágenes de campo amplio en luz ultravioleta, visible e infrarroja. WFC3 fue diseñado para complementar ACS y expandir las capacidades de imagen de Hubble en general. Si bien el ACS se usa principalmente para imágenes de luz visible, el WFC3 sondea más profundamente en las longitudes de onda infrarroja y ultravioleta, proporcionando una visión más completa del cosmos.
Espectrógrafos
El espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial (STIS) del Hubble capturó un espectro (derecha) de material expulsado por un par de estrellas masivas llamadas Eta Carinae, mientras que la cámara 2 de campo ancho y planetaria tomó una imagen de las nubes de gas ondulante que envuelve el par estelar (izquierda ) El espectro revela que uno de los lóbulos contiene los elementos helio (He), argón (Ar), hierro (Fe) y níquel (Ni).
Créditos: NASA, ESA y el equipo Hubble SM4 ERO
Los espectrógrafos practican la espectroscopía, la ciencia de descomponer la luz en sus componentes, de forma similar a cómo un prisma divide la luz blanca en un arco iris. Cualquier objeto que absorba o emita luz puede estudiarse con un espectrógrafo para determinar características tales como temperatura, densidad, composición química y velocidad.
Hubble actualmente utiliza dos espectrógrafos: el Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos (COS) y el Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS). COS y STIS son instrumentos complementarios que proporcionan a los científicos datos espectrales detallados para una variedad de objetos celestes. Si bien STIS es un espectrógrafo versátil de "todo uso" que maneja bien los objetos brillantes, COS mide niveles extremadamente tenues de luz ultravioleta que emana de fuentes cósmicas distantes, como los cuásares en galaxias remotas. Trabajando juntos, los dos espectrógrafos proporcionan un conjunto completo de herramientas espectroscópicas para la investigación astrofísica.
Interferómetros
Los interferómetros de Hubble tienen un doble propósito: ayudan al telescopio a mantener un objetivo estable y también sirven como instrumento científico. Los tres interferómetros a bordo del Hubble se denominan sensores de guía fina. Los sensores de guía fina miden las posiciones relativas y el brillo de las estrellas.
Cuando Hubble apunta a un objetivo, dos de los tres sensores de guía fina se utilizan para bloquear el telescopio en el objetivo. Para ciertas observaciones, el tercer sensor de guía fina se puede utilizar para recopilar información científica sobre un objetivo, como el diámetro angular de un objeto celeste o las posiciones de las estrellas que son diez veces más precisas que las obtenidas por los telescopios terrestres.
Los sensores de guía fina son instrumentos muy sensibles. Buscan fuentes de luz puntuales estables (conocidas como "estrellas guía") y luego se fijan en ellas para mantener el telescopio apuntando constantemente. Cuando una luz en el cielo no es una fuente puntual, el sensor de guía fina no puede encenderse y, por lo tanto, rechaza la estrella guía. A menudo, una estrella guía rechazada es en realidad una galaxia lejana o un sistema de doble estrella. Desde que se lanzó Hubble en 1990, los sensores de guía fina han detectado cientos de sistemas de doble estrella que anteriormente se pensaba que eran estrellas individuales.
Instrumentos pasados
El astronauta Andrew Feustel transporta la cámara 2 de campo ancho y planetaria de regreso al transbordador espacial para regresar a la Tierra después de instalar la cámara 3 de campo ancho en el Hubble durante la misión de servicio 4 en 2009.
Créditos: NASA
Solo uno de los instrumentos restantes en el Hubble, el tercer sensor de guía fina, se lanzó con el observatorio en 1990. El resto de los instrumentos se instalaron durante las cinco misiones de servicio del Hubble. Además de instalar nuevos instrumentos, los astronautas también repararon dos instrumentos (ACS y STIS) mientras visitaban el Hubble en la Misión de Servicio 4 en 2009. La cámara de infrarrojo cercano y el espectrómetro de objetos múltiples (NICMOS) en el Hubble está en hibernación después de una anomalía del crioenfriador, pero la mayoría de sus funciones infrarrojas han sido asumidas por WFC3.
Los instrumentos anteriores del Hubble incluyen:
- Fotómetro de alta velocidad
- Cámara de objeto débil
- Espectrógrafo de objetos débiles
- Espectrógrafo de alta resolución Goddard
- Cámara de campo amplio y planetaria
- Cámara de campo amplio y planetaria 2
Instrumentos actuales
Cámara avanzada para encuestas (ACS) : ACS es una cámara de imágenes de tercera generación. Esta cámara está optimizada para realizar encuestas o campañas de imágenes amplias.
Espectrógrafo de orígenes cósmicos (COS) : COS se enfoca exclusivamente en la luz ultravioleta (UV) y es el espectrógrafo ultravioleta más sensible que existe, aumentando la sensibilidad de Hubble al menos 10 veces en el espectro UV y hasta 70 veces cuando se observan objetos extremadamente débiles. Es mejor para observar puntos de luz, como estrellas y cuásares.
Espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial (STIS) : STIS es un generador de imágenes / espectrógrafo de segunda generación. STIS se utiliza para obtener espectros de alta resolución de objetos resueltos y tiene la capacidad especial de obtener simultáneamente espectros desde muchos puntos diferentes a lo largo de un objetivo.
Wide Field Camera 3 (WFC3) - Wide Field Camera 3 es la cámara principal del telescopio. Tiene una cámara que registra las longitudes de onda de luz visible y ultravioleta (UV) y es 35 veces más sensible en las longitudes de onda UV que su predecesora, Wide Field and Planetary Camera 2. Una segunda cámara que está diseñada para ver la luz infrarroja (IR) aumenta Resolución IR del Hubble de 65,000 a 1 millón de píxeles. Su combinación de campo de visión, sensibilidad y bajo ruido del detector da como resultado una mejora de 15-20 veces respecto a la cámara IR anterior de Hubble.
Sensor de guía fina (FGS) : el FGS proporciona información de puntería para la nave espacial mediante el bloqueo de las estrellas guía. El FGS también puede funcionar como un instrumento científico midiendo con precisión las posiciones relativas de las estrellas, detectando cambios rápidos en el brillo de una estrella y resolviendo sistemas de doble estrella que aparecen como fuentes puntuales incluso para las cámaras de Hubble. El Hubble tiene tres FGS.
Cámara de infrarrojo cercano y espectrómetro de objetos múltiples (NICMOS) : NICMOS tiene la capacidad de obtener imágenes y observaciones espectroscópicas de objetivos astronómicos en longitudes de onda de infrarrojo cercano. Aunque NICMOS está actualmente inactivo, la mayor parte de su funcionalidad es reemplazada por otros instrumentos científicos de Hubble.
NASA
Observatorio - Control de señalamiento
Diagrama de corte del telescopio espacial Hubble
Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA
Una de las barras de torsión magnéticas de Hubble aparece en esta fotografía tomada durante la misión de servicio final a Hubble. Las barras de torsión magnéticas interactúan con el campo magnético de la Tierra para producir rotaciones utilizadas para ayudar a controlar la actitud del Hubble.
Créditos: NASA
Los elementos del sistema de control de señalamiento del Hubble están etiquetados en esta imagen. Estos componentes trabajan juntos para determinar la actitud del Hubble o para rotar el telescopio hacia un objetivo y permanecer apuntando a ese objetivo durante las observaciones.
Créditos: NASA
Los astronautas practican la instalación de una unidad de sensor de velocidad (caja plateada), que contiene dos giroscopios, en una maqueta mecánica a gran escala de la cubierta trasera de Hubble en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Créditos: NASA / M. Soluri
Mientras opera en la órbita de la Tierra, el telescopio espacial Hubble depende de un sistema de control de puntería robusto para determinar la dirección en la que apunta (llamado su actitud), para girar hacia un objetivo celeste y permanecer fijo en ese objetivo durante las observaciones.
El sistema de control de puntería utiliza dos conjuntos de hardware: sensores y actuadores. Los sensores recopilan información sobre la actitud de la nave espacial desde el Sol, las estrellas y el campo magnético de la Tierra. Los actuadores rotan físicamente el telescopio para apuntar en una dirección particular.
Sensores
Cinco tipos de sensores conforman el sistema de control de puntería: los sensores de sol grueso, el sistema de detección magnética, los giroscopios, los rastreadores de estrella de cabeza fija y los sensores de guía fina. Cada tipo de sensor tiene un propósito único, que va desde la determinación de la actitud aproximada hasta la protección del telescopio. Todos los sensores funcionan en conjunto para ajustar la actitud de Hubble al comando.
Los sensores solares gruesos determinan la orientación del Hubble en relación con el sol. Los sensores usan detectores de diodos de silicio para determinar si el Sol está presente en su campo de visión y, de ser así, el ángulo del Sol con respecto al sensor. Esta información se utiliza para ayudar a apuntar el telescopio y proteger los instrumentos sensibles y la óptica del observatorio. Debido a que el Hubble fue diseñado para captar una luz muy tenue, el telescopio debe apuntar al menos a 50 grados del Sol en todo momento. Si la luz solar ingresa al telescopio, la luz brillante podría dañar los detectores y degradar la pintura negra que recubre el tubo óptico que evita los reflejos de la luz dispersa. Además, el calor podría causar expansión en la estructura que sostiene los espejos, interfiriendo con el foco del telescopio.
El sistema de detección magnética actúa como la brújula del Hubble, midiendo la orientación del telescopio en relación con el campo magnético de la Tierra. El sistema consta de magnetómetros y dispositivos electrónicos dedicados que, como una brújula, evalúan la orientación del telescopio.
Cuando el Hubble gira, sus giroscopios miden la dirección en que gira el telescopio y la velocidad de esa rotación. Hubble tiene algunos de los giroscopios más precisos y estables jamás construidos. Sin embargo, los cables delgados que transportan electricidad en los giroscopios pueden degradarse con el tiempo, causando mediciones de velocidad incorrectas, llamadas sesgos y eventual falla. Se han desarrollado correcciones de software para dar cuenta de los sesgos, y las mejoras en la fabricación de los giroscopios han aumentado su vida útil. Los astronautas reemplazaron los seis giroscopios del Hubble en la misión final de servicio del Hubble en 2009 para extender la vida productiva del telescopio el mayor tiempo posible.
Por lo general, se utilizan tres giroscopios a la vez para medir la velocidad de rotación del Hubble en las tres dimensiones con el fin de maximizar la eficiencia del Sistema de control de puntería y la cantidad de ciencia que se puede llevar a cabo. Sin embargo, el Sistema de Control de Señalamiento se mejoró para operar con dos giroscopios, o incluso uno solo, en conjunto con otros sensores. Estos modos operativos no son tan eficientes como el uso de tres giroscopios, pero aún permiten que Hubble continúe produciendo ciencia innovadora.
Los rastreadores de estrellas de cabeza fija determinan la actitud del Hubble midiendo las ubicaciones y el brillo de las estrellas en su campo de visión. Las estrellas forman patrones aleatorios y únicos en todo el cielo, que la computadora de a bordo puede hacer coincidir con un mapa de estrellas utilizando la información de posición y brillo proporcionada por los rastreadores de estrellas de cabeza fija. Esto aumenta la precisión de la actitud del observatorio dentro de 60 segundos de arco, y permite que la computadora corrija los errores de actitud después de las maniobras del vehículo para que el Sistema de Guía Fina pueda bloquearse en las estrellas guía.
El sistema de guía fina es el sensor de puntería más preciso del Hubble y está compuesto por tres sensores de guía fina (FGS). Los FGS usan luz estelar capturada por los espejos del telescopio para encontrar y mantener un bloqueo en las estrellas guía para garantizar que la actitud de la nave espacial no cambie. Un FGS también se puede utilizar como instrumento científico para determinar la posición de una estrella con alta precisión. El nivel de estabilidad y precisión que proporcionan los FGS le da al Hubble la capacidad de permanecer apuntando a un objetivo con no más de 0.007 segundos de arco de desviación durante largos períodos de tiempo. Esto es lo mismo que sostener un rayo láser enfocado en la cabeza de Franklin D. Roosevelt en una moneda de diez centavos a unas 200 millas de distancia, que es aproximadamente la distancia desde Washington, DC, hasta el Empire State Building en la ciudad de Nueva York, durante 24 horas.
Actuadores
Dos sistemas de actuadores rotan físicamente el Hubble: los conjuntos de rueda de reacción y los torquers magnéticos. Ninguno de estos sistemas usa propulsores, ya que los subproductos podrían contaminar el campo de visión del telescopio.
La tercera ley del movimiento de Newton establece que para cada acción, hay una reacción igual y opuesta. Hubble utiliza este principio con sus cuatro ruedas de reacción, que son ruedas grandes y masivas que giran bajo el control de la computadora del Hubble. Si una de las ruedas de reacción gira en sentido horario, el Hubble girará en sentido antihorario. Cambiar la velocidad de giro de cualquiera de las ruedas produce una fuerza de rotación llamada torque. Los cambios combinados en las velocidades de giro de las ruedas permiten al Hubble maniobrar para apuntar a cualquier lugar del cielo. Las cuatro ruedas de reacción son cada una de aproximadamente dos pies de ancho (más pequeñas que una llanta de automóvil), pero en microgravedad pueden mover el Hubble del tamaño del autobús escolar debido a su alta velocidad de giro y su masa. Sin embargo, en su momento más rápido, el Hubble solo se mueve tan rápido como la manecilla de los minutos de un reloj (aproximadamente 90 grados en 15 minutos).
Los torsores magnéticos son barras de hierro de ocho pies envueltas en alambre que producen un campo magnético cuando lo ordena la computadora del Hubble. El campo magnético producido por los torsores magnéticos empuja o tira del Hubble hacia el campo magnético de la Tierra, haciendo girar el telescopio. Hay cuatro torsores magnéticos instalados en el Hubble, ubicados a intervalos de 90 grados en el exterior de la nave espacial. Los torsores magnéticos se utilizan para ayudar a reducir las velocidades de las ruedas de reacción, que pueden acumularse debido a la resistencia causada por la atmósfera de la Tierra (que, en la órbita de Hubble, es muy delgada pero aún está presente).
Usando su exclusivo sistema de control de puntería, el telescopio espacial Hubble puede buscar y enfocarse en objetos específicos en el cielo con una precisión sin igual, lo que le permite observar objetos a más de 13 mil millones de años luz de distancia.
Durante la misión de servicio 3B en marzo de 2002, los astronautas Michael Massimino (izquierda) y James Newman (derecha) reemplazaron uno de los cuatro conjuntos de rueda de reacción del Hubble, que ayudan a girar la nave espacial.
Créditos: NASA
NASA
Observatorio - Comunicaciones
Diagrama de corte del telescopio espacial Hubble
Créditos: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA
Tomada en 2002 durante la Misión de Servicio 3B, esta imagen muestra una de las antenas de baja ganancia en forma de cono del Hubble (abajo a la izquierda). Las antenas de baja ganancia reciben todos los comandos enviados al Hubble y pueden usarse para transmitir señales durante operaciones de contingencia.
Créditos: NASA
Esta foto, tomada durante la Misión de Servicio 3B, muestra una de las dos antenas de alta ganancia del Hubble (plato negro cerca del centro) en la posición replegada mientras el telescopio estaba atracado en la bahía de carga del transbordador. Una de las antenas de baja ganancia en forma de cono también se puede ver en la esquina superior derecha.
Créditos: NASA
En esta foto de Hubble, tomada después de su lanzamiento al final de la Misión de Servicio 3B, los dos platos de antena de alta ganancia de la nave espacial se extienden por encima y por debajo del telescopio. Las antenas de alta ganancia se utilizan para transmitir grandes cantidades de datos, incluidas las imágenes del telescopio.
Créditos: NASA
El telescopio espacial Hubble tiene un sofisticado sistema de comunicaciones que permite al telescopio recibir comandos de los controladores con destino a la Tierra y transmitir grandes cantidades de datos científicos y de ingeniería de vuelta al suelo.
Antes de que se puedan enviar comandos al Hubble para decirle qué objetivos astronómicos observar, esos objetivos primero deben ser identificados y programados por el Space Telescope Science Institute en Baltimore, Maryland. El cronograma de comandos se envía al Centro de Control de Operaciones del Telescopio Espacial (STOCC) en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que opera y comanda el Hubble.
Para comunicarse con el Hubble, el STOCC utiliza la Red Espacial de la NASA. Esta red consiste en una constelación de satélites en órbita geosíncrona llamada Satélites de Relé de Rastreo y Datos (TDRS), así como las instalaciones en tierra que soportan y se comunican con esos satélites. Los comandos del Hubble se transmiten desde el STOCC y se enrutan a través de platos de radio dedicados en el Complejo White Sands (una instalación de la Red Espacial cerca de White Sands, Nuevo México) a la nave espacial TDRS y luego al Hubble.
Datos en movimiento
TDRS sirve como un relé para comandos y datos que van y vienen de Hubble. Todas estas transmisiones se realizan en la banda S, un rango de frecuencia de radio específico. Los satélites envían y reciben señales a través de dos tipos diferentes de antenas, llamadas antenas de acceso múltiple y acceso único.
Los términos "acceso múltiple" y "acceso único" se refieren al número de usuarios que pueden acceder a una antena en cualquier momento. (Como su nombre lo indica, la antena de acceso múltiple puede ser utilizada por múltiples usuarios simultáneamente, mientras que la antena de acceso único está limitada a un solo usuario). Los dos tipos de antenas ofrecen diferentes velocidades de transmisión de señal o velocidades de datos. La velocidad de datos para una antena de acceso único es más alta que la de una antena de acceso múltiple.
Una velocidad de datos alta es importante para transferir grandes cantidades de información de manera oportuna. Hubble opera las 24 horas del día, todos los días del año, recolectando un promedio de 18 gigabytes de datos científicos cada semana. Eso es más de 3 DVD de datos por día. Por lo tanto, las antenas de acceso único en TDRS, que tienen una velocidad de datos más alta, se utilizan para retransmitir los grandes volúmenes de datos de observación del Hubble de regreso a la Tierra. Los comandos no requieren velocidades de datos tan altas y se pueden enviar a Hubble utilizando cualquier tipo de antena.
Del mismo modo, Hubble tiene dos tipos de antenas para enviar y recibir señales: antenas de alta ganancia (HGA) y antenas de baja ganancia (LGA).
Las LGA son pequeñas antenas estacionarias de cono en espiral que pueden enviar y recibir señales en todas las direcciones. Todos los comandos para Hubble se reciben a través de los LGA, que pueden recibir señales de ambos tipos de antenas TDRS. Cuando TDRS transmite una señal de la Tierra al Hubble, el Hubble recibe la señal a través de un LGA, que pasa la señal a la computadora a bordo. Luego, la computadora interpreta y ejecuta los comandos que recibe.
Los HGA son reflectores parabólicos en forma de plato que pueden enviar más información a la vez que los LGA. Como resultado, los HGA se utilizan para transmitir grandes cantidades de datos, incluidas las imágenes que recopila el telescopio. Los HGA pueden transmitir a las antenas de acceso múltiple y de acceso único en TDRS, y están reservados para la transmisión de señal.
A veces, Hubble encuentra un problema para comunicarse con la Red Espacial. Por lo general, esto es causado por un problema temporal con la nave espacial Hubble, dificultad para conectarse con TDRS o un problema en el White Sands Complex. Cuando se producen estos problemas, el Hubble puede comunicarse con la Red Near Earth (anteriormente conocida como la Red Terrestre). El campo de visión de las antenas terrestres de la Red de la Tierra Cercana es muy pequeño en comparación con el de una nave espacial geosíncrona. Por lo tanto, Near Earth Network ofrece menos ventanas de comunicación y más cortas que Space Network, lo que limita la cantidad de datos que se pueden transmitir, por lo que Hubble solo lo utiliza cuando es necesario.
Tipos de datos
Hubble transmite cuatro tipos principales de datos: ciencia en tiempo real, ingeniería en tiempo real, ciencia grabada e ingeniería grabada. Para estas transmisiones, Hubble utiliza dos tipos diferentes de transmisores para enviar los datos de regreso a la Tierra: los Transpondedores de Acceso Múltiple (MAT) y los Transmisores de Acceso Único de Banda S (SSAT).
Los SSAT transmiten información en tiempo real de ciencia, ciencia grabada e ingeniería grabada a 1 Mbps. Los MAT tienen dos canales, I y Q, que pueden transmitirse simultáneamente. El canal I puede enviar descargas de memoria y ciencia en tiempo real a 4 Kbps, mientras que el canal Q puede transmitir ingeniería en tiempo real a 4 o 32 Kbps.
Los HGA combinan las señales de ambos transmisores en una salida, que la antena concentra en un haz estrecho. Por lo tanto, los HGA deben poder apuntar directamente a una nave espacial TDRS. Hubble tiene un sistema de señalización de antena (APS) para realizar esta tarea. Conectado a la computadora de a bordo, el APS puede manipular los HGA a lo largo de dos ejes para que la antena pueda apuntar directamente al satélite objetivo.
Una vez que la red espacial recibe datos del Hubble, los reenvía al complejo White Sands. A partir de ahí, la información del Hubble se envía al STOCC, que realiza controles de calidad de la información. Todos los datos científicos se envían a STScI, donde se procesan, archivan y distribuyen a los científicos y al público.
Esta imagen ilustra el camino que la información científica y de ingeniería del Telescopio Espacial Hubble toma del espacio a la Tierra. Después de que Hubble observa un objetivo, transmite la información a través de las antenas de alta ganancia. Los satélites de seguimiento y transmisión de datos y el complejo White Sands transmiten las señales al Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. Una vez que se verifica la calidad, los datos se envían al Space Telescope Science Institute para su procesamiento, almacenamiento y distribución.
Créditos: NASA
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Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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