私たちの低い地球軌道には、ハッブル宇宙望遠鏡として知られている望遠鏡があります。ハッブルが宇宙を素晴らしい画像でキャプチャするためにどのように機能するのか疑問に思ったことはありますか？
ハッブル望遠鏡は宇宙ベースの望遠鏡であり、地上ベースの望遠鏡に比べて多くの利点があります。
地上の望遠鏡は通常、光の汚染が最小限の非常に高い場所（山の上など）に配置されますが、それでも大気の乱れに対処する必要があり、視力が少し低下します。大気の乱れ自体の影響の1つは、きらめくように見える星を見るときです。
地上望遠鏡のもう1つの欠点は、地球の大気が通過する赤外線と紫外線の多くを吸収できることです。現在、宇宙ベースの望遠鏡はこれらの波をより簡単に検出できます。ハッブルが宇宙空間に配置されたのはそのためです。天文学者がすべての波長、特に地表から検出できなかった宇宙を研究できるようにするためです。
ただし、ハッブルのような宇宙望遠鏡には1つの欠点があります。それは、損傷した場合の保守と修理が非常に難しいことです。しかし、ハッブルは宇宙飛行士によって地球の軌道に直接固定されるように特別に設計された最初の望遠鏡であり、ケプラーやスピッツァーなどの他の宇宙望遠鏡はまったく修理できませんでした。
ハッブルは97分ごとに地球の周りを1回転し、毎秒8キロメートルの速度で移動します。これは非常に速い速度だと思われるかもしれませんが、地球の直径が大きいため、このハッブルの速度はまだ問題ではありません。
ハッブルが地球を周回し続けるためには、その速度を維持する必要があります。少し遅いとハッブルは地球に移動しますが、速いと地球の軌道の外に投げ出されます。さて、それが動くとき、ハッブルミラーは宇宙からの光を捕らえ、そしてその光はその科学機器のいくつかに送られます。
キャスグレインリフレクターとして知られるタイプの望遠鏡に含まれているハッブル法は、実際には非常に簡単です。望遠鏡のメインミラーまたはプライマリミラーに接触するユニバーサルオブジェクトからの光は、セカンダリミラーに反射されます。その後、二次ミラーは一次ミラーの中央にある穴を通して光を集束させ、科学機器に送ります。
おそらくあなたを含む一部の人々は、望遠鏡が物体を拡大するのに役立つと誤って主張することがよくあります。そうではありませんが。望遠鏡の真の機能は、人間の目よりも多くの光を天体から集めることです。望遠鏡のミラーが大きいほど、より多くの光を集めることができ、イメージング結果が向上します。
また読む：カメラの起源：イスラム教徒の発明者から今日の洗練されたカメラまでハッブルの主鏡自体の直径は2.4メートルであり、10メートル以上の直径に達する可能性がある現在の地上の望遠鏡と比較して小さいです。ただし、ハッブルの大気圏外の位置は、並外れた画像の鮮明さを提供します。
ハッブルミラーが光を集めると、ハッブルの科学機器は、観察のニーズに応じて、同時にまたは個別に動作を開始します。各機器は、異なる方法で宇宙を調べるように設計されています。
これらの機器には次のものが含まれます。
ワイドフィールドカメラ3 （WFC3）、3つの異なるタイプの光を見ることができる機器：同時にではありませんが、近紫外線、可視光、近赤外線。その解像度と視野は、ハッブルの他の機器よりもはるかに優れています。 WFC3はハッブルの2つの最新機器の1つであり、暗黒エネルギー、暗黒物質、星の形成、遠くの銀河の発見を研究するために広く使用されています。
ハッブルの新しい機器のもう1つを含む宇宙起源スペクトログラフ（COS）は、紫外線だけで見ることができるスペクトログラフです。分光器はプリズムのようなもので、天体からの光をその構成要素の色に分離します。また、観察対象の波長の「指紋」を提供し、天文学者にその温度、化学組成、密度、および動きを伝えます。 COSは、非常に薄暗い物体を観察するときに、ハッブルの紫外線感度を少なくとも70倍向上させます。
Advanced Camera for Survey（ACS）は、ハッブルが可視光を見ることができるようにし、初期の宇宙の活動の一部を研究するように設計された機器です。 ACSは、暗黒物質の分布のマッピング、宇宙で最も遠いオブジェクトの検出、大きな惑星の検索、銀河クラスターの進化の研究に役立ちます。 ACSは、電力不足のため2007年に一時的に動作を停止しましたが、2009年5月に修理されました。
宇宙望遠鏡イメージングスペクトログラフ（STIS）、ハッブルの別のスペクトグラフ機器で、紫外線、可視光、および近赤外光で見ることができます。COSとは対照的に、STISはブラックホールをハントする能力で知られています。COSは星やクエーサーの研究にのみ最適ですが、STISは銀河のような大きなオブジェクトをマッピングできます。
また読む：これが月の日食の段階です、あなたは何を知っていますか？近赤外線カメラおよびマルチオブジェクト分光計（NICMOS）は、ハッブル熱センサーです。赤外線に対する感度により、天文学者は星間塵の後ろに隠された天体を観察することができます。このNICMOS機器は通常、ハッブルが星雲を研究しているときに使用されます。
最後の機器であるファインガイダンスセンサー（FGS）は、ハッブルの位置を観察したい天体に固定し、ハッブルを正しい方向に向けることができるデバイスです。それとは別に、FGSを使用して星の距離を正確に測定することもできます。
さて、これらのハッブル楽器はすべて、日光に支えられているため、アクティブにすることができます。ハッブルには、太陽光を直接電気に変換できるソーラーパネルがいくつかあります。その電気の一部はバッテリーに蓄えられ、望遠鏡が地球の夜間エリアにあり、日光から遮断されているときに望遠鏡をアクティブに保ちます。
ハッブルには、ハッブルと米国メリーランドのゴダードスペースフライトセンターのミッションオペレーションチームとの間で情報を送受信するための4つのアンテナも装備されています。さらに、ハッブルには2台のメインコンピューターといくつかの小さなシステムがあります。メインコンピュータの1つは望遠鏡を指示するコマンドを処理するために使用され、もう1つは機器にコマンドを送信し、データを受信して衛星に送信し、最終的に地球上のミッションセンターに受信されます。
ミッションセンターがハッブルからデータを受信した後、そこで働くスタッフは他の波長などのデータの翻訳を開始し、ストレージデバイスに情報をアーカイブします。ハッブルだけでも、毎週約18枚のDVDを埋めるのに十分な情報が送信されます。天文学者は、アーカイブされたデータをインターネット経由でダウンロードして、世界中のどこからでも分析できます。
さて、それがハッブル宇宙望遠鏡のしくみです。ちなみに、ハッブルを使って研究することもできます。ハッブルミッションセンターに最高の提案を送るだけです。選択された提案には、ハッブルの観察と研究の能力を活用する機会があります。毎年、約1,000件の提案が審査され、約200件が選択されます。
ハッブルで宇宙を観察することに興味がありますか？
