![[HST]](Hubble.jpg)
El Telescopio Espacial Hubble fue lanzado en Abril 24, 1990 por el Transbordador Espacial Discovery (STS-31),
desde el Centro Espacial Kennedy en Florida, en una órbita Terrestre baja de ~610 Km
(~380 millas, casi el máximo para esta clase de vehículo),
con una inclinación de 28,5 grados y un período de ~96 minutos.
Es un proyecto de cooperación de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) y la Agencia Espacial Europea (ESA).
El Telescopio Espacial fue bautizado con el nombre de Edwin P. Hubble, el gran astrónomo Americano, posiblemente el más influyente después de Galileo.
Así como el primer uso de un telescopio para observar el cielo, por Galileo [en 1609], dio a la humanidad su primer aumento de un orden de magnitud en resolución para esta clase de observación, el HST nos proporcionó el segundo. El ojo desnudo puede resolver cerca de 1' de arco, un telescopio Terrestre cerca de 1", el HST resuelve 0,1" de arco.
El HST es un diseño de ruta óptica plegada (Ritchey-Chretien, una variante
del diseño Cassegrain), con un espejo primario de 94,5 pulgadas (2,4 m) y
un secundario de 12 pulgadas (30 cm). Su longitud focal es de 189 pies
(casi 58 m), su relación focal es f/24.
El HST contiene más de 400.000 partes y cerca de 42.000 Kilómetros de
conexiones eléctricas.
El cuerpo del telescopio tiene 13,3m de largo, 4,3 m de diámetro, y pesa
11.110 Kgr.
La actual instrumentación científica del HST incluye dos cámaras, dos espectrógrafos, y sensores para guía precisa (primariamente utilizados para observaciones astrométricas). Gracias a la localización del HST por arriba de la atmósfera Terrestre, estos instrumentos científicos pueden producir imágenes de alta resolución de objetos astronómicos. Los telescopios Terrestres rara vez proveen resolución mejor que 1.0 arco-segundos, excepto momentáneamente, bajo las mejores condiciones de observación. La resolución del HST es cerca de 10 veces mejor, unos 0,1 arco-segundos.
El HST se orienta en el espacio usando un sistema de tres volantes operados eléctricamente, de esta forma, no contamina su ambiente con gases de escape que terminarían empañando su óptica.
Cuando fue originalmente planificado en 1979, el Programa de Grandes Telescopios Espaciales incluía su retorno a la Tierra, re-acondicionamiento, y re-lanzamiento cada 5 años, con servicio en órbita cada 2,5 años. La vida del hardware y sus requisitos de confiabilidad fueron basados en ese intervalo de 2,5 años entre las misiones de servicio. En 1985, consideraciones sobre contaminación y cargas estructurales asociadas con el retorno a la Tierra a bordo del transbordador, eliminaron el concepto de retorno a tierra del programa. La NASA decidió que el servicio en órbita podría ser adecuado para mantener el HST durante sus 15 años de vida por diseño. Se adoptó un ciclo de tres años para el servicio en órbita. La primera misión de servicio para el HST, en Diciembre de 1993, fue un éxito enorme. Se planificaron misiones de servicio para Marzo de 1997, mediados de 1999, y mediados del 2002. Todavía podrían añadirse vuelos de contingencia al manifiesto del transbordador, para realizar tareas específicas que no puedan esperar para la próxima misión de servicio regularmente planificada (y/o para tareas requeridas que no fueran completadas en una misión de servicio dada).
Los cinco años desde el lanzamiento del HST en 1990 han sido trascendentales, con el descubrimiento de la aberración esférica en el espejo principal y la búsqueda de una solución práctica. La misión del STS-61 (Endeavor) en Diciembre de 1993 reparó algunos de los efectos de la aberración esférica y restauró la funcionalidad del HST.
Dos meses después de que el Hubble fue puesto en su órbita inicial, los ingenieros descubrieron que el espejo principal del telescopio estaba defectuoso. El espejo es demasiado plano alrededor del borde por cerca de 2 micras (cerca de 1/50 del grosor de un cabello humano). El resultado: en lugar de que la luz fuera enfocada en un punto preciso, la luz recolectada por el espejo se extendía en un halo difuso.
Los astrónomos enfrentaron el problema usando procesamiento por computadora para afinar las imágenes, e hicieron una serie de observaciones excitantes: candidatos para agujeros negros guarecidos en los centros de galaxias, anillos en expansión alrededor de una supernova, una rara tormenta en Saturno.
Para realizar todo su potencial, sin embargo, el telescopio tendría que ser reparado. El espejo mismo no podría ser arreglado o cambiado; el reto ante NASA era desarrollar óptica correctiva para los instrumentos del Hubble, algo como los anteojos o lentes de contacto para corregir la vista humana.
Aun cuando la tarea demostró ser un reto técnico, fue menos difícil de lo que pudiese haber sido, porque NASA había siempre planificado hacer servicio al telescopio. Los ingenieros diseñaron el Hubble de forma que los astronautas pudieran fácilmente reemplazar partes dañadas o actualizar el telescopio con instrumentos más avanzados. Los instrumentos fueron diseñados como gavetas: podían ser sacados y reemplazados por otros del mismo tamaño.
Una nueva cámara, llamada la Cámara-2 de Campo Ancho y Planetaria (WFPC2),
tenía su óptica correctiva incorporada.
Para corregir los otros instrumentos del telescopio, los ingenieros
diseñaron un instrumento especial llamado COSTAR (Corrective Optics Space
Telescope Axial Replacement), Reemplazo Axial de Óptica Correctiva del
Telescopio, que usaría brazos mecánicos para colocar pares de pequeños
espejos delante de las aperturas de los restantes tres instrumentos del
telescopio. Cada par de espejos fue conformado para re-enfocar
apropiadamente la luz del espejo principal defectuoso.
El COSTAR no es un instrumento de ciencia; es un paquete de óptica correctiva que desplazó al Fotómetro de Alta Velocidad durante la primera misión de servicio al HST. El COSTAR fue diseñado para corregir ópticamente los efectos de la aberración del espejo principal sobre los tres instrumentos científicos restantes: la Cámara de Objetos Tenues (FOC), el Espectrógrafo de Objetos Tenues (FOS), y el Espectrógrafo Goddard de Alta Resolución (GHRS).
En la oscuridad antes del amanecer de Diciembre 2, 1993, siete astronautas
se aseguraron a bordo del Transbordador Espacial Endeavor y salieron al
espacio a realizar la más difícil y retadora misión de reparación de
satélites jamas intentada. Cuando regresaron a la Tierra 11 días después,
los astronautas habían logrado todo lo que habían planeado hacer, y en el
proceso, aumentaron el récord a 5 excursiones espaciales en una sola
misión.
Durante esta misión, el Endeavor también elevó al HST desde unos 560 Km
hasta una órbita de cerca de 580 Km.
La primera misión de servicio restauró la visión del Hubble y condujo a una serie de notables descubrimientos en muy corto plazo. Durante la segunda misión de servicio, en Febrero de 1997, los astronautas instalaron dos nuevos instrumentos. Esta misión de servicio, como la primera, tomó más de tres años de planificación y preparación, e incorporó las lecciones aprendidas durante la primera misión de servicio.
Algunas imágenes de comparación Pre y Post-Servicio:
![[HST comp star]](FOCpsfBWT.gif "[HST comp estrella]"){kind=small}
![[HST comp NGC 1068]](FOC1068Comp2T.gif "[HST comp NGC 1068]")
![[HST comp M100]](WFPCM100CompT.gif "[HST comp M100]")
Estos son (de izquierda a derecha): Una estrella, NGC 1068 y M100)
Después de la misiones de 1997 y 1999, una misión más en el 2002, fue
planificada para mantener al Telescopio Espacial Hubble funcionando
eficientemente y mejorar su visión aún más.
La responsabilidad de conducir y coordinar las operaciones científicas del Telescopio Espacial Hubble es del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI) en los terrenos de Homewood de la Universidad John Hopkins en Baltimore, Maryland. El STScI es operado para la NASA por la Asociación de Universidades para Investigación Astronómica (AURA).
Notas:
La órbita inicial del HST, es suficientemente baja como para ser afectada
por el roce en la atmósfera, haciéndolo descender cerca de 1 Km por mes,
dependiendo de la actividad Solar (que afecta la extensión de nuestra
atmósfera) y de la actitud en su órbita de la nave espacial.
Cuando el HST haya descendido cerca de 500 Km, tendrá que ser repuesto
en una órbita más alta.
La anterior misión de servicio para el Telescopio Espacial Hubble (3A), ocurrió en
Diciembre '99, en el Space Shuttle Discovery (STS-103).
Fue un vuelo de ocho días que incluyó a dos astronautas de la Agencia Espacial Europea (ESA).
Los oficiales de NASA decidieron adelantar parte de la misión de servicio que estaba programada
para Junio del 2000 luego de que cuatro de los seis giróscopos del telescopio fallaran. Tres giróscopos
deben estar funcionando para cumplir con los muy precisos requisitos de dirección del telescopio.
La falla forzó al Telescopio en Noviembre '99 a un modo seguro de protección que impedía su uso científico.
Además de reemplazar todos los seis giróscopos, la tripulación reemplazó un sensor de guía,
la computadora de la nave, el grabador de datos, y un transmisor de radio.
La más reciente misión de servicio (3B) comenzó en Febrero 28 '02,
con el Space Shuttle Columbia (STS-109).
Se instaló un nuevo instrumento científico, la Advanced Camera for Surveys (ACS),
con mayor campo visual y mayor sensibilidad. Esta reemplaza a la WFPC2.
Los 8 paneles solares actuales fueron reemplazados por otros más pequeños y rígidos,
que producen 30% más energía. El controlador de energía original fue reemplazado también.
La misión instaló también un nuevo sistema de enfriamiento para la Near Infrared Camera and
Multi-Object Spectrometer (NICMOS), que quedó inactiva hace tres años al agotarse el bloque de
unos 100 Kg. de nitrógeno sólido que la enfriaba desde 1997.
El nuevo sistema es de circuito cerrado, como un refrigerador casero.
Los astronautas también reemplazaron una de las cuatro ruedas de reacción
que componen el sistema de control de posición del Hubble.
Ver Hubble's Advanced Camera Unveils a Panoramic New View of the Universe (STScI - PR02-11) Abril 30, 2002
La próxima misión de servicio (SM4) habría sido en Febrero 2004;
La última misión de servicio para el Telescopio Espacial Hubble.
Incluirá nuevas baterías, nuevos giróscopos,
y un nuevo sistema de enfriamiento para el cobertor posterior.
El nuevo sistema de enfriamiento desechará el calor de los instrumentos científicos
y permitirá a los instrumentos operar mejor a más bajas temperaturas.
También permitirá a múltiples instrumentos operar simultáneamente.
El restante Sensor Fino de Guía original del Hubble
será también cambiado durante esta misión de servicio.
Dos nuevos instrumentos de ciencia serán instalados en el vuelo SM4:
El Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos y la nueva Wide Field Camera-3
(Cámara-3 de Campo Amplio).
La Misión de Servicio 4, el último vuelo programado del shuttle hacia el Telescopio Espacial Hubble,
fue cancelada.
En Enero 16 '04, Sean O'Keefe, el Administrador de NASA, anunció su decisión de cancelar la misión,
que habría hecho trabajos de mantenimiento e instalado nuevos instrumentos.
O'Keefe citó los nuevos parámetros de seguridad dispuestos luego de la tragedia del Columbia como la base
principal de su decisión, todavía bajo revisión.
Desde Junio 1 '04 también estaba en estudio una Misión de Servicio robótica.
En Abril '05 el nuevo Administrador de NASA, Michael D. Griffin,
comunicó al equipo de servicio del Hubble en el Goddard Space Flight Center en Maryland
que retomaran las preparaciones para un posible vuelo del transbordador para actualizar el observatorio orbital.
Aunque una decisión sobre el regreso de astronautas al Hubble no se tomaría hasta luego de al menos dos misiones exitosas
a la Estación Espacial Internacional, los prospectos lucían mucho mejores entonces que en cualquier momento desde que
Sean O'Keefe, el predecesor de Griffin abruptamente canceló la misión de servicio en Enero 2004 - una decisión que
indignó a los astrónomos, miembros claves del Congreso, y al público.
Los preparativos para una misión de servicio para el Hubble tendrían que haber comenzado entonces para mantener viva su posibilidad. Una misión, si fuese aprobada, podría ocurrir a mediados de 2007 o inicios de 2008.
En Octubre 31 '06 NASA anunció que procederá con una última misión del space shuttle para reparar y actualizar el Hubble
luego de meses de debate sobre los riesgos de ese esfuerzo.
La decisión fue tomada por el jefe de NASA Michael Griffin,
que había dicho por 18 meses que apoyaría una misión propuesta para servicio del Hubble
siempre que su riesgo no exediera él actualmente aceptado para otros vuelos del shuttle.
La Misión de Servicio 4 añadirá 5 años a la vida útil del Hubble
y podría ayudar a NASA a preparar al telescopio espacial para su final,
pero controlado, hundimiento en la atmósfera de la Tierra.
Griffin dijo que la misión de servicio ocurrirá en Mayo del 2008
entre vuelos de construcción para completar la Estación Espacial Internacional (ISS),
y se espera que incluya al menos cinco caminatas en el espacio para actualizar la óptica del Hubble
y hacer otras reparaciones.
Por seguridad, NASA tendría un segundo shuttle casi listo para volar antes de emprender el vuelo de servicio.
En Mayo 22 '08 NASA anunció que la 4a Misión de servicio del HST sería la STS-125 del Shuttle Atlantis,
entonces programada para Octubre 10, 2008.
Ver
NASA Updates Space Shuttle Target Launch Dates
(NASA News Release, May 22 '08)
Los astrónomos esperan que esta desición signifique que el Hubble podría estar en operación en el 2014,
cuando el próximo gran observatorio de NASA - el James Webb Space Telescope - está planeado para lanzamiento.
Las observaciones del Hubble en el espectro visible y ultravioleta no serán posibles desde el JWST,
que trabajará principalmente en las longitudes de onda infrarrojas.
Los astronautas del shuttle asignados al Hubble tenían una formidable tarea por delante. Sus trabajos incluirían:
Ver Shuttle Astronauts to Upgrade Hubble Again (NASA Servicing Missions, October 31, '06)
Ver Servicing Mission 4 (HubbleSite)
Ver NASA Resumes Work on Shuttle Flight to Hubble (Sky and Telescope, May 9 '05)
Una anomalía en el Hubble Retrasa la Misión de Servicio:
NASA hizo una teleconferencia para los medios de comunicación en Sep. 20, 2008,
para discutir una significativa anomalía que ocurrió el fin de semana anterior.
La anomalía afectaba el almacenamiento y transmisión de datos hacia la Tierra.
Prepararse para arreglar el problema retrazó la misión de servicio del space shuttle Atlantis para Mayo 2009.
La misión SM4 salió en Mayo 11 y regresó exitosa en Mayo 24 '09, luego de completar todas las instalaciones y casi todas las reparaciones - STIS no está totalmente operacional.
El Telescopio Espacial Hubble comienzó a entregar imágenes para el público en Septiembre 2009.
Ver Hubble Opens New Eyes on the Universe
(HubbleSite - NewsCenter, Sep. 9, 2009)
Ver Images from Refurbished Hubble
(NASA, Sep. 9, 2009)
Ver NASA to Discuss Hubble Anomaly and Servicing Mission Launch Delay
(NASA)
Ver NASA Managers Delay Hubble Servicing Mission (NASA, Oct. 30, 2008)
Ver Hubble Scores a Perfect Ten (Galaxies Arp 147, HubbleSite - NewsCenter, Oct. 30, 2008)
Ver Servicing Mission 4 (NASA)
Ver What's Next for Hubble? (HubbleSite)
La imagen arriba es parte de un cuadro la película IMAX Destiny in Space.
Con el cielo y el mar de la Tierra reflejados en su compuerta, el Telescopio
Espacial Hubble está siendo colocado desde el compartimiento de carga del
Transbordador Espacial Discovery (STS-31).
El HST permanecerá en el espacio por muchos años, observando una gran
variedad de objetos astronómicos, desde planetas vecinos hasta las más
distantes galaxias y quasáres.
© MCMXCIV Smithsonian Institution/Lockheed Corporation
Más información desde el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI): (en Inglés)
Otra fuente de información:
"The Hubble Wars", por Eric J. Chaisson, HarperCollinsPublishers, 1994.
Actualizada: Septiembre 9 '09
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