Космические телескопы изменили всё. До их появления астрономы были слепы к большей части Вселенной.
Наблюдения с поверхности Земли всегда были утомительным занятием, ограниченным множеством препятствий. Атмосфера действует как густой, мутный фильтр. Она блокирует значительные участки электромагнитного спектра. Мы видим видимый свет. Мы улавливаем некоторые радиоволны. Небольшая часть инфракрасного излучения проникает сквозь неё. Но что насчёт остального? Оно исчезает. Поглощается ещё до того, как достигнет наших линз.
Размещение инструментов за пределами атмосферы решило эту проблему. Это открыло шлюзы. Теперь в распоряжении учёных доступны все диапазоны спектра. Даже для тех длин волн, которые достигают поверхности Земли, космос обеспечивает более чёткое изображение. Отсутствие атмосферной турбулентности. Отсутствие свечения атмосферы. Только сырые, стабильные данные.
Это не былоovernight-переходом. Активная работа началась в 1960-х годах. Космические агентства США и других стран начали создавать специализированные космические аппараты. Они работали как самостоятельно, так и в сотрудничестве. Цель была простой: исследовать космические явления в гамма-, рентгеновском, ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах.
Ранние результаты были ошеломляющими.
Первые прорывы
Международный ультрафиолетовый исследовательский спутник (IUE) был запущен в 1978 году. Он был ориентирован на изучение слабых объектов в ультрафиолетовом спектре. Затем в 1983 году был запущен Инфракрасный астрономический спутник (IRAS). Его задачей было картирование неба в инфракрасном диапазоне. Результат? Были открыты сотни тысяч новых звёзд и галактик. Мы упускали большинство тепловых сигнатур неба.
К 1990-м годам аппаратное обеспечение стало более совершенным. В 1990 году был выведен на орбиту Космический телескоп «Хаббл» (HST). Он предоставил изображения беспрецедентного разрешения в видимом и ультрафиолетовом свете. Он стал публичным лицом современной астрономии.
Но «Хаббл» не был одинок. В 1991 году был запущен Гамма-обсерватория «Комптон» (CGRO). Она позволила учёным исследовать источники в высокоэнергетическом гамма-диапазоне. Затем в 1999 году прибыла Рентгеновская обсерватория «Чандра». Она открыла рентгеновскую Вселенную.
Это были не только общие обсерватории. Некоторые из них были узкоспециализированными. Yohkoh (1991) и Hinode (2006) были разработаны специально для изучения Солнца. Они исследовали его нестабильную поверхность и магнитные поля способами, недоступными наземным инструментам.
За пределами низкой околоземной орбиты
Большинство этих обсерваторий остаются близко к дому. Они вращаются вокруг Земли. Но некоторые отправились дальше. Некоторые использовали орбиты вокруг самого Солнца.
Рассмотрим Солнечную и гелиосферную обсерваторию (SOHO). Запущенная в 1995 году, она не вращалась вокруг Земли. Она переместилась в точку гравитационного равновесия, называемую L1. Это одна из точек Лагранжа системы Солнце-Земля. Она находится примерно в 1,5 миллиона километров (0,9 миллиона миль) от Земли в сторону Солнца.
Зачем туда отправляться? Потому что SOHO могла наблюдать за Солнцем непрерывно. Она никогда не проходила через тень Земли. Непрерывное наблюдение означало отсутствие пробелов в данных. Она отслеживала солнечные бури и изменения в гелиосфере в реальном времени.
Другие миссии намеренно удалялись. Космический телескоп «Спитцер» был запущен в 2003 году. Это была инфракрасная обсерватория. Ей нужно было быть холодной. Тепловое излучение Земли мешает инфракрасным наблюдениям. Поэтому инженеры вывели её на солнечную орбиту. Период обращения заставляет её удаляться от Земли со скоростью 15 миллионов километров (10 миллионов миль) в год. Она оставляет позади тепловое излучение нашей планеты. Это сохраняет датчики охлаждёнными.
Эта стратегическая дрейфующая тактика окупилась. «Спитцер» картировал облака пыли и видел сквозь космическую пыль, которую не мог пробить видимый свет.
Эволюция этих платформ демонстрирует чёткую тенденцию. Мы перешли от блокировки длин волн к использованию каждой из них. Мы перешли от низкой околоземной орбиты к точкам Лагранжа и глубокому дрейфу в солнечной системе. Инструменты стали более специализированными. Вопросы стали более сложными.
Мы по-прежнему запускаем новые обсерватории. Космический телескоп Джеймса Уэбба — это лишь последнее поколение таких инструментов.
