Как ремонтируют телескоп Хаббл?

23 Янв
2016

Космос, последний рубеж: космический телескоп Хаббл осматривает самые далекие уголки Вселенной, находясь высоко над Землей. Проблема в том, что после 15 лет пребывания в космическом пространстве телескоп требует регулярного обслуживания. Как ремонтируют и обслуживают Хаббл на высоте 589 км над Землей?

Созданный в НАСА и запущенный в 1990 году космический телескоп Хаббл коренным образом изменил современную астрономию. Телескоп в длину более 13 метров и весит 11 тонн — больше, чем школьный автобус, и по весу как два взрослых слона.

Ученые, благодаря удивительным снимкам, переданным Хабблом, не только открыли миллиарды новых галактик и звезд, но даже сфотографировали эхо от сильных импульсов от самого телескопа. Но в космосе трудно содержать такую технику в хорошем рабочем состоянии. С момента запуска только на его функционирование уже ушло 420 миллионов долларов. Конструирование и испытание основных запчастей, необходимых для работы Хаббла, является важной задачей для НАСА и группы инженеров.

В Центре космических полетов Годдарда в пригороде Вашингтона собираются протестировать последний комплект узлов для установки на телескопе при следующем полете с целью его ремонта. В него входят новые солнечные батареи, усовершенствованные камеры и современный датчик изображения.

Но прежде, чем установить их, перед создателями новейших компонентов стоит главнейшая задача: как сделать их достаточно прочными, чтобы они выдержали суровые условия при запуске в космос. Проблема в том, что ускорение при пуске создает перегрузки, при которых обычный человек весит около 750 кг. Поэтому ускорение величиной 9g, образуемое при запуске, превратит пятисот килограммовый узел в «монстра» весом 4,5 тонны.

Для решения этой проблемы в НАСА создали одну из крупнейших в мире центрифуг. Ее длина 36 метров, в ней размещаются космические грузы и тестируются предполагаемые перегрузки при полете в космос.

При ускорении 9g человек потеряет сознание через несколько секунд. Невероятно, но этот «монстр»-имитатор полетов может создать ускорение до 30g, от таких перегрузок человеческое тело превратится в некую жидкую массу.

Приборы, которые отправляются на Хаббл, обычно весят около полутонны. Их помещают в центрифугу, вращают, испытывают на перегрузки, которым они подвергнутся при вращении на орбите, и проверяют, смогут ли они «выжить» в такой среде.

Но перегрузки – не единственные трудности, возникающие при запуске космического корабля: образующиеся сильный шум и вибрация могут буквально разорвать оборудование на части. Решение проблемы – испытать компоненты в помещении с самым громким из существующих громкоговорителей и посмотреть, что получится. Шум внутри камеры достигнет 150 дБ.

Но настоящие проблемы начинаются в космосе. Хаббл, находящийся на высоте 589 км над Землей, оборачивается вокруг планеты за 97 минут. Это создает огромные проблемы для конструкторов, потому что Хаббл при движении, входя и выходя из тени Земли, должен выдерживать невероятные перепады температур почти до 300 °С.

Для испытания узлов ученые НАСА используют криогенную помпу, чтобы охладить вакуумную камеру до минус 100 °С. Затем они нагревают ее, минуя точку кипения, до 180 °С, а потом опять замораживают. Такое чередование жары и холода каждые полчаса продолжается неимоверно долго – 35 дней.

Но даже после создания компонентов, отвечающего требованиям функционирования в космосе, проблемы не кончаются, потому что наибольшую трудность представляют не испытания, а процесс их установки.

Просто открыть рабочую панель означает отвинтить 111 крепежных деталей. Такая работа довольно трудоемкая и кропотливая на Земле, а при невесомости в космосе – это главная трудность.

Чтобы не доводить астронавтов до безумия в НАСА нашли оригинальное решение. «Мы хотим зафиксировать крепежные детали, чтобы они не плавали в космосе и не образовывали мусор внутри телескопа. Поэтому для установки фиксирующих пластин мы уже поставили эти сверху на инструменте, они очень легко вставляются, и астронавты могут закрутить их». Фиксирующие пластины крепятся к панели и нацеливают астронавта на каждый болт. Винты при откручивании просто падают вниз и собираются внутри крепежной пластины. После того, как весь крепеж снят, можно просто убрать эту пластину и крышку как одну секцию. Запасные части можно, наконец, надежно сложить в одном месте, не боясь повредить Хаббл или создать ненужный космический мусор.

Телескоп стоимостью в 2 миллиарда долларов более чем оправдал себя, необычайно изменив наши представления о Вселенной. Благодаря усилия ученых НАСА в Центре космических полетов Годдарда он будет по-прежнему передавать великолепные снимки на протяжении долгих лет.


 

Комментарии:

наверх