Hubble Space Telescope:กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

🔥 Pictures used to accompany the description: Hubble Space Telescope

Mission type : Astronomy

Operator : STSCI

COSPARE ID : 1990-037B

SATCAT no. Website : science.nasa.gov/mission /hubble

Mission duration : 36 years, 26 days (ongoing) Spacecraft properties

Manufacturer : Lockheed Martin (spacecraft) Perkin-Elmer (optics)

Launch mass : 11,110 kg (24,490 lb)

Dimensions : 13.2 m x 4.2 m (43 ft x 14 ft)

Power : 2,800 watts

Start of mission

Launch date Rocket : April 24, 1990, 12:33:51 UTC Space Shuttle Discovery (STS-31)

Launch site : Kennedy, LC-39B

Contractor : Rockwell International

Deployment date : April 25, 1990

Entered service : May 20, 1990, 36 years ago

End of mission

Decay date : 2030s (estimated)

Orbital parameter

Reference system : Geocentric orbit

Regime : Low Earth orbit

Periapsis altitude : 537.0 km (333.7 mi)

Apoapsis altitude : 540.9 km (336.1 mi)

Inclination : 28.47°

Period : 95.42 minutes

Main telescope

Type : Ritchey-Chrétien reflector

Diameter : 2.4 m (7 ft 10 in)

Focal length : 57.6 m (189 ft)

Focal ratio : f/24

Collecting area : 4.0 m² (43 sq ft)

Wavelengths : Near-infrared, visible light, ultraviolet Instruments

NASA Great Observatories

Compton Large Strategic Science Missions Astrophysics Division

List of Hubble instruments

Hubble accommodates five science instruments at a given time, plus the Fine Guidance Sensors, which are mainly used for aiming the telescope but are occasionally used for scientific astrometry measurements. Early instruments were replaced with more advanced ones during the Shuttle servicing missions. COSTAR was a corrective optics device rather than a science instrument, but occupied one of the four axial instrument bays.,

Since the final servicing mission In 2009, the four active instruments have been ACS, COS, STIS and WFC3. NICMOS is kept in hibernation, but may be revived if WFC3 were to fail in the future.

- Advanced Camera for Surveys (ACS; 2002-present)

- Cosmic Origins Spectrograph (COS; 2009-present)

- Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR: 1993-2009)

- Faint Object Camera (FOC; 1990-2002)

- Faint Object Spectrograph (FOS; 1990-1997)

- Fine Guidance Sensor (FGS; 1990-present)

- Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS/HRS; 1990-1997)

- High Speed Photometer (HSP; 1990-1993)

- Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS; 1997-present, hibernating since 2008)

- Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS; 1997-present (non-operative 2004-2009))

- Wide Field and Planetary Camera (WFPC; 1990-1993)

- Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2; 1993-2009)

- Wide Field Camera 3 (WFC3; 2009-present)

Of the former instruments, three (COSTAR, FOS and WFPC2) are displayed in the Smithsonian National Air and Space Museum, The FOC is in the Dornier museum, Germany, The HSP is in the Space Place at the University of Wisconsin-Madison. The first WFPC was dismantled, and some components were then re-used in WFC3.

Flawed mirror

Within weeks of the launch of the telescope, the returned images indicated a serious problem with the optical system. Although the first images appeared to be sharper than those of ground-based telescopes, Hubble failed to achieve a final sharp focus and the best Image quality obtained was drastically lower than expected. Images of point sources spread out over a radius of more than one arcsecond, instead of having a point spread function (PSF) concentrated within a circle 0.1 arcseconds (485 nrad) in diameter, as had been specified in the design criteria, Analysis of the flawed Images revealed that the primary mirror had been polished to the wrong shape. Although it was believed to be one of the most precisely figured optical mirrors ever made, smooth to about 10 nanometers, The outer perimeter was too flat by about 2200 nanometers (about 1/450 mm or 1/11000 inch), This difference was catastrophic, introducing severe spherical aberration, a flaw in which light reflecting off the edge of a mirror focuses on a different point from the light reflecting off its center.

The effect of the mirror flaw on scientific observations depended on the particular observation. The core of the aberrated PSF was sharp enough to permit high-resolution observations of bright objects, and spectroscopy of point sources was affected only through a sensitivity loss; however, the loss of light to the large, out-of-focus halo severely reduced the usefulness of the telescope for faint objects or high-contrast imaging. This meant nearly all the cosmological programs were essentially impossible, since they required observation of exceptionally faint objects. This led politicians to question NASA's competence, scientists to rue the cost which could have gone to more productive endeavors, and comedians to make jokes about NASA and the telescope. In the 1991 comedy The Naked Gun 2%: The Smell of Fear, in a scene where historical disasters are displayed, Hubble is pictured with the Titanic and the Hindenburg, Nonetheless, during the first three years of the Hubble mission, before the optical corrections, the telescope carried out a large number of productive observations of less demanding targets. The error was well characterized and stable, enabling astronomers to partially compensate for the defective mirror by using sophisticated image processing techniques such as deconvolution.

Origin of the problem

A commission headed by Lew Allen, director of the Jet Propulsion Laboratory, was established to determine how the error could have arisen. The Allen Commission found that a reflective null corrector, a testing device used to achieve a properly shaped non-spherical mirror, had been incorrectly assembled. (One lens was out of position by 1.3 mm (0.051 in).) During the initial grinding and polishing of the mirror, Perkin-Elmer analyzed its surface with two conventional refractive null correctors. However, for the final manufacturing step (figuring), they switched to the custom-built reflective null corrector, designed explicitly to meet very strict tolerances. The incorrect assembly of this device resulted in the mirror being ground very precisely but to the wrong shape. During fabrication, a few tests using conventional null correctors correctly reported spherical aberration. But these results were dismissed, thus missing the opportunity to catch the error, because the reflective null corrector was considered more accurate. The commission blamed the fallings primarily on Perkin-Elmer. Relations between NASA and the optics company had been severely strained during the telescope construction, due to frequent schedule slippage and cost overruns. NASA found that Perkin-Elmer did not review or supervise the mirror construction adequately, did not assign its best optical scientists to the project (as it had for the prototype), and in particular did not involve the optical designers in the construction and verification of the mirror. While the commission heavily criticized Perkin-Elmer for these managerial failings, NASA was also criticized for not picking up on the quality control shortcomings, such as relying totally on test results from a single instrument.

Design of a solution

Many feared that Hubble would be abandoned. The design of the telescope had always incorporated servicing missions, and astronomers immediately began to seek potential solutions to the problem that could be applied at the first servicing mission, scheduled for 1993. While Kodak had ground a back-up mirror for Hubble, It would have been impossible to replace the mirror in orbit, and too expensive and time-consuming to bring the telescope back to Earth for a refit. Instead, the fact that the mirror had been ground so precisely to the wrong shape led to the design of new optical components with exactly the same error but in the opposite sense, to be added to the telescope at the servicing mission, effectively acting as "spectacles" to correct the spherical aberration.

The first step was a precise characterization of the error in the main mirror. Working backwards from images of point sources, astronomers determined that the conic constant of the mirror as built was -1.01390 ±0.0002, instead of the intended-1.00230.The same number was also derived by analyzing the null corrector used by Perkin-Elmer to figure the mirror, as well as by analyzing interferograms obtained during ground testing of the mirror. Because of the way the HST's instruments were designed, two different sets of correctors were required. The design of the Wide Field and Planetary Camera 2, already planned to replace the existing WF/PC, included relay mirrors to direct light onto the four separate charge-coupled device (CCD) chips making up its two cameras. An inverse error built into their surfaces could completely cancel the aberration of the primary. However, the other instruments lacked any intermediate surfaces that could be configured in this way, and so required an external correction device.

The Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) system was designed to correct the spherical aberration for light focused at the FOC, FOS, and GHRS. It consists of two mirrors in the light path with one ground to correct the aberration, To fit the COSTAR system onto the telescope, one of the other instruments had to be removed, and astronomers selected the High Speed Photometer to be sacrificed By 2002, all the original instruments requiring COSTAR had been replaced by instruments with their own corrective optics. COSTAR was then removed and returned to Earth in 2009 where it is exhibited at the National Air and Space Museum in Washington, D.C.

The area previously used by COSTAR is now occupied by the Cosmic Origins Spectrograph.

Servicing missions and new instruments

Servicing overview

Hubble was designed to accommodate regular servicing and equipment upgrades while in orbit. Instruments and limited life items were designed as orbital replacement units, Five servicing missions (SM 1, 2, 3A, 3B, and 4) were flown by NASA Space Shuttles, the first in December 1993 and the last in May 2009, Servicing missions were delicate operations that began with maneuvering to intercept the telescope in orbit and carefully retrieving it with the shuttle's mechanical arm. The necessary work was then carried out in multiple tethered spacewalks over a period of four to five days. After a visual Inspection of the telescope, astronauts conducted repairs, replaced falled or degraded components, upgraded equipment, and installed new instruments. Once work was completed, the telescope was redeployed, typically after. boosting to a higher orbit to address the orbital decay caused by atmospheric drag.

Servicing Mission 1

STS-61

The first Hubble servicing mission was scheduled for 1993 before the mirror problem was discovered. It assumed greater importance, as the astronauts would need to do extensive work to install corrective optics; failure would have resulted in either abandoning Hubble or accepting its permanent disability. Other components failed before the mission, causing the repair cost to rise to $500 million (not including the cost of the shuttle flight). A successful repair would help demonstrate the viability of building Space Station Alpha., STS-49 In 1992 demonstrated the difficulty of space work. While its rescue of Intelsat 603 received praise, the astronauts had taken possibly reckless risks in doing so. Neither the rescue nor the unrelated assembly of prototype space station components occurred as the astronauts had trained, causing NASA to reassess planning and training, including for the Hubble repair. The agency assigned to the mission Story Musgrave (who had worked on satellite repair procedures since 1976 and Six other experienced astronauts, including two from STS-49. The first mission director since Project Apollo clerification needed! would coordinate a crew with 16 previous shuttle flights. The astronauts were trained to use about a hundred specialized tools, Heat had been the problem on prior spacewalks, which occurred in sunlight. Hubble needed to be repaired out of sunlight. Musgrave discovered during vacuum training, seven months before the mission, that spacesuit gloves did not sufficiently protect against the cold of space. After STS-57 confirmed the issue in orbit, NASA quickly changed equipment, procedures, and flight plan. Seven total mission simulations occurred before launch, the most thorough preparation in shuttle history. No complete Hubble mockup existed, so the astronauts studied many separate models (including one at the Smithsonian) and mentally combined their varying and contradictory details.

Service Mission 1 flew aboard Endeavour in December 1993, and involved installation of several instruments and other equipment over ten days. Most importantly, the High Speed Photometer was replaced with the COSTAR corrective optics package, and WF/PC was replaced with the Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) with an Internal optical correction system. The solar arrays and their drive electronics were also replaced, as well as four gyroscopes in the telescope pointing system, two electrical control units and other electrical components, and two magnetometers. The onboard computers were upgraded with added coprocessors, and Hubble's orbit was boosted, On January 13, 1994, NASA declared the mission a complete success and showed the first sharper images.

The mission was one of the most complex performed to that date, involving five long extra-vehicular activity periods. Its success was a boon for NASA, as well as for the astronomers who now had a more capable space telescope.

Servicing Mission 2

STS-82

Servicing Mission 2, flown by Discovery in February 1997, replaced the GHRS and the FOS with the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) and the Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS), replaced an Engineering and Science Tape Recorder with a new Solid State Recorder, and repaired thermal insulation, NICMOS contained a heat sink of solid nitrogen to reduce the thermal noise from the instrument, but shortly after It was installed, an unexpected thermal expansion resulted in part of the heat sink coming Into contact with an optical baffle. This led to an increased warming rate for the Instrument and reduced its original expected lifetime of 4.5 years to about two years.

Servicing Mission 3A

STS-103

Servicing Mission 3A, flown by Discovery, took place in December 1999, and was a split-off from Servicing Mission 3 after three of the six onboard gyroscopes had failed. The fourth failed a few weeks before the mission, rendering the telescope incapable of performing scientific observations. The mission replaced all six gyroscopes, replaced a Fine Guidance Sensor and the computer, installed a Voltage/temperature Improvement Kit (VIK) to prevent battery overcharging, and replaced thermal insulation blankets.

Servicing Mission 3B

STS-109

Servicing Mission 3B flown by Columbia in March 2002 saw the installation of a new instrument, with the FOC (which, except for the Fine Guidance Sensors when used for astrometry, was the last of the original instruments) being replaced by the Advanced Camera for Surveys (ACS). This meant COSTAR was no longer required, since all new instruments had built-in correction for the main mirror aberration. The mission also revived NICMOS by installing a closed-cycle cooler and replaced the solar arrays for the second time, providing 30 percent more power.

Servicing Mission 4

STS

Plans called for Hubble to be serviced in February 2005, but the Columbia disaster in 2003, in which the orbiter disintegrated on re-entry into the atmosphere, had wide-ranging effects to the Hubble program and other NASA missions. NASA Administrator Sean O'Keefe decided all future. shuttle missions had to be able to reach the safe haven of the International Space Station should in-flight problems develop. As no shuttles were capable of reaching both HST and the space station during the same mission, future crewed service missions were canceled.

This decision was criticized by numerous astronomers who felt Hubble was valuable enough to merit the human risk. HST's planned successor, the James Webb Space Telescope (JWST), by 2004 was not expected to launch until at least 2011. JWST was eventually launched in December 2021, A gap in space-observing capabilities between a decommissioning of Hubble and the commissioning of a successor was of major concern to many astronomers, given the significant scientific impact of HST. The consideration that JWST will not be located in low Earth orbit, and therefore cannot be easily upgraded or repaired in the event of an early failure, only made concerns more acute. On the other hand, NASA officials were concerned that continuing to service Hubble would consume funds from other programs and

delay the JWST.

In January 2004, O'Keefe said he would review his decision to cancel the final servicing mission to HST, due to public outcry and requests from Congress for NASA to look for a way to save it. The National Academy of Sciences convened an official panel, which recommended in July 2004 that the HST should be preserved despite the apparent risks. Their report urged 'NASA should take no actions that would preclude a space shuttle servicing mission to the Hubble Space Telescope", In August 2004, O'Keefe asked Goddard Space Flight Center to prepare a detailed proposal for a robotic service mission. These plans were later canceled, the robotic mission being described as "not feasible", In late 2004, several Congressional members, led by Senator Barbara Mikulski, held public hearings and carried on a fight with much public support (including thousands of letters from school children across the U.S.) to get the Bush Administration and NASA to reconsider the decision to drop plans for a Hubble rescue mission.

The nomination in April 2005 of a new NASA Administrator, Michael D. Griffin, changed the situation, as Griffin stated he would consider a crewed servicing mission. Soon after his appointment Griffin authorized Goddard to proceed with preparations for a crewed Hubble maintenance flight, saying he would make the final decision after the next two shuttle missions. In October 2006 Griffin gave the final go-ahead, and the 11-day mission by Atlantis was scheduled for October 2008. Hubble's main data-handling unit failed in September 2008, halting all reporting of scientific data until its back-up was brought online on October 25, 2008. Since a failure of the backup unit would leave the HST helpless, the service mission was postponed to incorporate a replacement for the primary unit, Servicing Mission 4 (SM4), flown by Atlantis in May 2009, was the last scheduled shuttle mission for HST. SM4 installed the replacement data-handling unit, repaired the ACS and STIS systems, installed improved nickel-hydrogen batteries, and replaced other components including all six gyroscopes. SM4 also installed two new observation instruments: Wide Field Camera 3 (WFC3) and the Cosmic Origins Spectrograph (COS) and the Soft Capture and Rendezvous System, which will enable the future rendezvous, capture, and safe disposal of Hubble by either a crewed or robotic mission, Except for the ACS's High Resolution Channel, which could not be repaired and was disabled, The work accomplished during SM4 rendered the telescope fully functional.

Major projects

Since the start of the program, a number of research projects have been carried out, some of them almost solely with Hubble, others coordinated facilities such as Chandra X-ray Observatory and ESO's Very Large Telescope. Although the Hubble observatory is nearing the end of its life, there are still major projects scheduled for it. One example is the current 2022 ULLYSES project (Ultraviolet Legacy Library of Young Stars as Essential Standards) which will last for three years to observe a set of high- and low-mass young stars and will shed light on star formation and composition. Another is the OPAL project (Outer Planet Atmospheres Legacy), which is focussed on understanding the evolution and dynamics of the atmosphere of the outer planets (such as Jupiter and Uranus) by making baseline observations over an extended period.

Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey

In an August 2013 press release, CANDELS was referred to as "the largest project in the history of Hubble". The survey 'aims to explore galactic evolution in the early Universe, and the first seeds of cosmic structure at less than one billion years after the Big Bang. The CANDELS project site describes the survey's goals as the following: The Cosmic Assembly Near-IR Deep Extragalactic Legacy Survey is designed to document the first third of galactic evolution from z = 8 to 1.5 via deep imaging of more than 250,000 galaxies with WFC3/IR and ACS. It will also find the first Type la SNe beyond z > 1.5 and establish their accuracy as standard candles for cosmology. Five premier multi-wavelength sky regions are selected; each has multi-wavelength data from Spitzer and other facilities, and has extensive spectroscopy of the brighter galaxies. The use of five widely separated fields mitigates cosmic variance and yields statistically robust and complete samples of galaxies down to 109 solar masses out to z~8.

Frontier Fields program

The program, officially named "Hubble Deep Fields Initiative 2012", is aimed to advance the knowledge of early galaxy formation by studying high-redshift galaxies in blank fields with the help of gravitational lensing to see the "faintest galaxies in the distant universe" The Frontier Fields web page describes the goals of the program being:

- To reveal hitherto Inaccessible populations of z 5-10 galaxies that are ten to fifty times fainter intrinsically than any presently known

- To solidify our understanding of the stellar masses and star formation histories of sub-L* galaxies at the earliest times

- To provide the first statistically meaningful morphological characterization of star forming galaxies at z > 5

- To find z > 8 galaxies stretched out enough by cluster lensing to discern internal structure and/or magnified enough by cluster lensing for spectroscopic follow-up.

Cosmic Evolution Survey (COSMOS)

The Cosmic Evolution Survey (COSMOS) is an astronomical survey designed to probe the formation and evolution of galaxies as a function of both cosmic time (redshift) and the local galaxy environment. The survey covers a two square degree equatorial field with spectroscopy and X-ray to radio imaging by most of the major space-based telescopes and a number of large ground based telescopes, making it a key focus region of extragalactic astrophysics. COSMOS was launched in 2006 as the largest project pursued by the Hubble Space Telescope at the time, and still is the largest continuous area of sky covered for the purposes of mapping deep space in blank fields, 2.5 times the area of the moon on the sky and 17 times larger than the largest of the CANDELS regions. The COSMOS scientific collaboration that was forged from the initial COSMOS survey is the largest and longes running extragalactic collaboration, known for its collegiality and openness. The study of galaxies in their environment can be dor only with large areas of the sky, larger than a half square degree, More than two million galaxies are detected, spanning 90% c the age of the Universe. The COSMOS collaboration is led by Caitlin Casey, Jeyhan Kartaltepe, and Vernesa Smolcic and involves more than 200 scientists in a dozen countries.

Doctorate Degree (Ph.D) 🇹🇭

Surveyor / Recorder

By: Ratcharinda Teachaprasarn 🇹🇭

Location: Koh Lanta Island/เกาะลันตา

Saladan Subdistrict, Koh Lanta District, Krabi

Province, Thailand 🇹🇭

Compiled articles in English, Thai 🇹🇭

By: Ratcharinda Teachaprasarn 🇹🇭

Klearmilly 8888 🇹🇭

Thailand 2026 🇹🇭

May 28, 2026, 21 : 00 p.m 🇹🇭

---------------+++

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

(Hubble Space Telescope)

🔥รูปภาพที่ใช้ประกอบคำอธิบาย :

กล้องโทรทัศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope)

ประเภทภารกิจ: ดาราศาสตร์ (Astronomy)

ผู้ดำเนินการ: STSCI

รหัส COSPARE: 1990-037B

หมายเลข SATCAT เว็บไซต์: science.nasa.gov/

ภารกิจ/ฮับเบิล/ (mission /hubble)

ระยะเวลาปฏิบัติภารกิจ: 36 ปี 26 วัน

(กำลังดำเนินการ) คุณสมบัติของยานอวกาศ

ผู้ผลิต: ล็อกฮีด มาร์ติน (Lockheed Martin)

(ยานอวกาศ) เพอร์กิน-เอลเมอร์ (เลนส์)

มวลขณะปล่อย: 11,110 กิโลกรัม (24,490 ปอนด์)

ขนาด: 13.2 เมตร x 4.2 เมตร (43 ฟุต x 14 ฟุต)

กำลังไฟ: 2,800 วัตต์

เริ่มภารกิจ

วันที่ปล่อยจรวด: 24 เมษายน 1990

12:33:51 UTC ยานอวกาศดิสคัฟเวอรี

(STS-31)

สถานที่ปล่อยจรวด: เคนเนดี, LC-39B (Kennedy, LC-39B)

ผู้รับเหมา: Rockwell International

วันที่เริ่มปฏิบัติการ: 25 เมษายน 2533

เข้ารับราชการ: 20 พฤษภาคม 2533 อายุ 36 ปี

ที่ผ่านมา

สิ้นสุดภารกิจ

ช่วงเวลาที่คาดว่าจะสลายตัว: ประมาณปี 2030

พารามิเตอร์วงโคจร

ระบบอ้างอิง: วงโคจรโลกเป็นศูนย์กลาง (Geocentric orbit)

ระบบการโคจร: วงโคจรต่ำของโลก (Low Earth orbit)

ระดับความสูงจุดใกล้ที่สุดของวงโคจร: 537.0 กม. (333.7 ไมล์)

ระดับความสูงสูงสุดของดวงอาทิตย์: 540.9 กิโลเมตร (336.1 ไมล์)

มุมเอียง: 28.47°

ระยะเวลา: 95.42 นาที

กล้องโทรทรรศน์หลัก

ประเภท: แผ่นสะท้อนแสงแบบริทเชย์-เครเตียน

เส้นผ่านศูนย์กลาง: 2.4 เมตร (7 ฟุต 10 นิ้ว)

ระยะโฟกัส: 57.6 เมตร (189 ฟุต)

อัตราส่วนโฟกัส: f/24

พื้นที่เก็บรวบรวม: 4.0 ตารางเมตร (43 ตารางฟุต)

ช่วงความยาวคลื่น: อินฟราเรดใกล้, แสงที่มองเห็นได้, เครื่องมืออัลตราไวโอเลต.

หอสังเกตการณ์ใหญ่ของนาซ่า

ภารกิจวิทยาศาสตร์เชิงกลยุทธ์ขนาดใหญ่ของคอมป์ตัน, กองดาราศาสตร์ฟิสิกส์.

รายชื่อ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสามารถติดตั้งอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ได้ 5 ชิ้นในเวลาเดียวกัน รวมถึงเซ็นเซอร์นำทางละเอียด (Fine Guidance Sensors) ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเล็งกล้องโทรทรรศน์ แต่บางครั้งก็ใช้สำหรับการวัดทางดาราศาสตร์ทางวิทยาศาสตร์ด้วย อุปกรณ์รุ่นแรกๆ ถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่ทันสมัยกว่าในระหว่างภารกิจซ่อมบำรุงของกระสวยอวกาศ COSTAR เป็นอุปกรณ์ปรับแก้ภาพมากกว่าจะเป็นอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์ แต่ใช้พื้นที่หนึ่งในสี่ช่องสำหรับอุปกรณ์ตามแนวแกน.

นับตั้งแต่ภารกิจซ่อมบำรุงครั้งสุดท้ายในปี 2552 อุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่มีทั้งหมดสี่ชิ้น ได้แก่ ACS, COS, STIS และ WFC3 ส่วน NICMOS นั้นอยู่ในโหมดจำศีล แต่ก็อาจถูกนำกลับมาใช้งานอีกครั้งหาก WFC3 เกิดความเสียหายในอนาคต

- กล้องขั้นสูงสำหรับงานสำรวจ (ACS; ปี 2002-ปัจจุบัน)

- เครื่องมือวัดสเปกตรัมต้นกำเนิดจักรวาล (COS; ปี 2009-ปัจจุบัน)

- โครงการเปลี่ยนแกนกล้องโทรทรรศน์อวกาศเพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนของเลนส์ (COSTAR: 1993-2009)

- กล้องตรวจจับวัตถุจาง (FOC; 1990-2002)

- เครื่องมือวัดสเปกตรัมวัตถุจาง (FOS; 1990-1997)

- เซ็นเซอร์นำทางละเอียด (FGS; ปี 1990-ปัจจุบัน)

- เครื่องสเปกโทรสโคปความละเอียดสูงก็อดดาร์ด (GHRS/HRS; 1990-1997)

- เครื่องวัดแสงความเร็วสูง (HSP; 1990-1993)

- กล้องอินฟราเรดใกล้และสเปกโทรเมตรหลายวัตถุ (NICMOS; ปี 1997-ปัจจุบัน)

(หยุดดำเนินการมาตั้งแต่ปี 2008)

- กล้องโทรทัศน์อวกาศพร้อมเครื่องมือวัดสเปกตรัม (STIS; ปี 1997-ปัจจุบัน (หยุดใช้งานระหว่างปี 2004-2009))

- กล้องถ่ายภาพมุมกว้างและดาวเคราะห์ (WFPC; 1990-1993)

- กล้องถ่ายภาพมุมกว้างและดาวเคราะห์ 2 (WFPC2; 1993-2009)

- กล้องมุมกว้าง 3 (WFC3; ปี 2009-ปัจจุบัน)

ในบรรดาเครื่องมือรุ่นก่อนๆ นั้น สามเครื่อง (COSTAR, FOS และ WFPC2) จัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์การบินและอวกาศแห่งชาติสมิธโซเนียน ส่วน FOC อยู่ที่พิพิธภัณฑ์ดอร์เนียร์ ประเทศเยอรมนี และ HSP อยู่ที่ Space Place มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน ส่วน WFPC เครื่องแรกนั้นถูกถอดชิ้นส่วน และบางส่วนถูกนำไปใช้ซ้ำใน WFC3.

กระจกมีตำหนิ

(Flawed mirror)

ภายในไม่กี่สัปดาห์หลังจากการปล่อยกล้องโทรทรรศน์ ภาพที่ได้รับกลับมาบ่งชี้ถึงปัญหาที่ร้ายแรงในระบบเลนส์ แม้ว่าภาพแรกๆ จะดูคมชัดกว่าภาพจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน แต่ฮับเบิลก็ไม่สามารถปรับโฟกัสให้คมชัดได้ และคุณภาพของภาพที่ดีที่สุดที่ได้นั้นต่ำกว่าที่คาดไว้มาก ภาพของแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดกระจายออกไปในรัศมีมากกว่าหนึ่งอาร์คเซคอนด์ แทนที่จะมีฟังก์ชันการกระจายจุด (PSF) กระจุกตัวอยู่ภายในวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 อาร์คเซคอนด์ (485 นาโนเรเดียน) ตามที่ระบุไว้ในเกณฑ์การออกแบบ การวิเคราะห์ภาพที่บกพร่องเผยให้เห็นว่ากระจกหลักได้รับการขัดเงาในรูปทรงที่ไม่ถูกต้อง แม้ว่าจะเชื่อกันว่าเป็นกระจกเลนส์ที่มีความแม่นยำที่สุดเท่าที่เคยสร้างมา เรียบเนียนถึงประมาณ 10 นาโนเมตร แต่ส่วนนอกของกระจกนั้นมีข้อบกพร่อง

เส้นรอบวงแบนเกินไปประมาณ 2200 นาโนเมตร (ประมาณ 1/450 มิลลิเมตร หรือ 1/11000 นิ้ว) ความแตกต่างนี้ร้ายแรงมาก ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนทรงกลมอย่างรุนแรง ซึ่งเป็นข้อบกพร่องที่แสงสะท้อนจากขอบกระจกจะไปโฟกัสที่จุดที่ต่างจากแสงสะท้อนจากจุดศูนย์กลางของกระจก

ผลกระทบของความบกพร่องของกระจกต่อการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์นั้นขึ้นอยู่กับการสังเกตการณ์เฉพาะนั้นๆ แกนกลางของ PSF ที่ผิดเพี้ยนนั้นคมชัดพอที่จะช่วยให้สามารถสังเกตการณ์วัตถุสว่างด้วยความละเอียดสูงได้ และการวิเคราะห์สเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดได้รับผลกระทบเพียงแค่การสูญเสียความไวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การสูญเสียแสงไปยังรัศมีขนาดใหญ่ที่อยู่นอกโฟกัสทำให้ประโยชน์ของกล้องโทรทรรศน์ลดลงอย่างมากสำหรับการสังเกตวัตถุที่จางมากหรือการถ่ายภาพที่มีความคมชัดสูง ซึ่งหมายความว่าโครงการทางจักรวาลวิทยาส่วนใหญ่แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย เนื่องจากต้องสังเกตวัตถุที่จางมากเป็นพิเศษ เรื่องนี้ทำให้บรรดานักการเมืองตั้งคำถามถึงความสามารถของนาซา นักวิทยาศาสตร์เสียดายค่าใช้จ่ายที่อาจนำไปใช้ในโครงการที่มีประโยชน์มากกว่า และนักแสดงตลกก็ล้อเลียนนาซาและกล้องโทรทรรศน์ ในภาพยนตร์ตลกเรื่อง The Naked Gun 2%: The Smell of Fear ปี 1991 ในฉากที่แสดงภัยพิบัติทางประวัติศาสตร์ ฮับเบิลถูกแสดงร่วมกับไททานิกและฮินเดนเบิร์ก อย่างไรก็ตาม ในช่วงสามปีแรกของภารกิจฮับเบิล ก่อนการแก้ไขทางแสง กล้องโทรทรรศน์ได้ทำการสังเกตการณ์เป้าหมายที่ต้องการความแม่นยำสูงจำนวนมากอย่างมีประสิทธิภาพ ข้อผิดพลาดนั้นได้รับการระบุอย่างชัดเจนและคงที่ ทำให้เหล่านักดาราศาสตร์สามารถชดเชยความบกพร่องได้บางส่วน กระจกเงาโดยใช้ภาพที่มีความซับซ้อน

เช่น การลดความเบลอ.

ต้นกำเนิดของปัญหา

(Origin of the problem)

คณะกรรมการที่นำโดย ลิว อัลเลน ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการเจ็ทโพรพัลชัน ถูกตั้งขึ้นเพื่อตรวจสอบว่าข้อผิดพลาดดังกล่าวเกิดขึ้นได้อย่างไร คณะกรรมการอัลเลนพบว่า อุปกรณ์แก้ไขการหักเหของแสงแบบสะท้อนแสง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ทดสอบที่ใช้เพื่อให้ได้รูปทรงกระจกที่ไม่เป็นทรงกลมที่ถูกต้องนั้น ประกอบไม่ถูกต้อง (เลนส์ตัวหนึ่งวางผิดตำแหน่งไป 1.3 มม. (0.051 นิ้ว)) ในระหว่างการเจียรและขัดเงากระจกในขั้นต้น บริษัทเพอร์กิน-เอลเมอร์ได้วิเคราะห์พื้นผิวของกระจกด้วยอุปกรณ์แก้ไขการหักเหของแสงแบบธรรมดา 2 ตัว.

อย่างไรก็ตาม ในขั้นตอนการผลิตขั้นสุดท้าย (การปรับแต่ง) พวกเขาเปลี่ยนไปใช้ตัวแก้ไขความคลาดเคลื่อนแบบสะท้อนแสงที่สร้างขึ้นเอง ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้ตรงตามค่าความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมาก การประกอบอุปกรณ์นี้อย่างไม่ถูกต้องส่งผลให้กระจกถูกเจียรอย่างแม่นยำมาก แต่ได้รูปทรงที่ผิด ในระหว่างการผลิต การทดสอบบางส่วนโดยใช้ตัวแก้ไขความคลาดเคลื่อนแบบธรรมดาได้รายงานความคลาดเคลื่อนทรงกลมอย่างถูกต้อง แต่ผลลัพธ์เหล่านี้ถูกละเลย ทำให้พลาดโอกาสในการตรวจจับข้อผิดพลาด เนื่องจากตัวแก้ไขความคลาดเคลื่อนแบบสะท้อนแสงถือว่ามีความแม่นยำกว่า คณะกรรมการตำหนิความผิดพลาดส่วนใหญ่ไปที่บริษัท Perkin-Elmer ความสัมพันธ์ระหว่าง NASA และบริษัทด้านเลนส์ตึงเครียดอย่างมากในช่วงการสร้างกล้องโทรทรรศน์ เนื่องจากความล่าช้าของกำหนดการและค่าใช้จ่ายที่เกินงบประมาณบ่อยครั้ง NASA พบว่า Perkin-Elmer ไม่ได้ตรวจสอบหรือกำกับดูแลการสร้างกระจกอย่างเพียงพอ และไม่ได้มอบหมายผู้เชี่ยวชาญด้านเลนส์ที่ดีที่สุดให้

นักวิทยาศาสตร์เข้าร่วมโครงการ (เช่นเดียวกับที่เคยทำกับต้นแบบ) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่ได้ให้นักออกแบบเลนส์มีส่วนร่วมในการสร้างและการตรวจสอบกระจก ในขณะที่คณะกรรมการวิพากษ์วิจารณ์ Perkin-Elmer อย่างหนักเกี่ยวกับความล้มเหลวในการบริหารจัดการเหล่านี้ NASA ก็ถูกวิพากษ์วิจารณ์เช่นกันที่ไม่ตรวจพบข้อบกพร่องในการควบคุมคุณภาพ เช่น การพึ่งพาผลการทดสอบจากเครื่องมือเพียงชิ้นเดียวโดยสิ้นเชิง.

การออกแบบโซลูชัน

(Design of a solution)

หลายคนเกรงว่ากล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลจะถูกทิ้งร้าง การออกแบบกล้องโทรทรรศน์นั้นได้รวมภารกิจการซ่อมบำรุงไว้ด้วยเสมอ และนักดาราศาสตร์จึงเริ่มมองหาแนวทางแก้ไขปัญหาที่เป็นไปได้ที่จะนำไปใช้ในภารกิจซ่อมบำรุงครั้งแรก ซึ่งกำหนดไว้ในปี ค.ศ 1993, แม้ว่า Kodak จะได้เตรียมกระจกสำรองสำหรับกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลไว้แล้ว แต่การเปลี่ยนกระจกในวงโคจรนั้นเป็นไปไม่ได้ และการนำกล้องโทรทรรศน์กลับมายังโลกเพื่อซ่อมแซมก็มีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานานเกินไป ดังนั้น ข้อเท็จจริงที่ว่ากระจกถูกเจียรให้มีรูปทรงผิดพลาดอย่างแม่นยำ จึงนำไปสู่การออกแบบชิ้นส่วนทางแสงใหม่ที่มีข้อผิดพลาดแบบเดียวกันแต่ในทิศทางตรงกันข้าม เพื่อเพิ่มเข้าไปในกล้องโทรทรรศน์ในภารกิจซ่อมบำรุง โดยทำหน้าที่เสมือน "แว่นตา"(Spectacles) เพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลม.

ขั้นตอนแรกคือความแม่นยำ

(The first step was a precise)

การระบุลักษณะของข้อผิดพลาดในส่วนหลัก

แหล่งกำเนิดจุด นักดาราศาสตร์ได้กำหนดว่า

ค่าคงที่ภาคตัดกรวยของกระจกตามที่สร้างขึ้น

คือ -1.01390 ±0.0002 แทนที่จะเป็น

intended-1.00230. หมายเลขเดียวกันคือ

กระจกเงา การทำงานย้อนกลับจากภาพที่ได้มาจากการวิเคราะห์ตัวแก้ไขค่าศูนย์ที่ Perkin-Elmer ใช้ในการขึ้นรูปกระจกเงา รวมถึงการวิเคราะห์อินเตอร์เฟอโรแกรมที่ได้ระหว่างการทดสอบภาคพื้นดินของกระจกเงา เนื่องจากวิธีการออกแบบเครื่องมือของ HST จึงจำเป็นต้องใช้ชุดตัวแก้ไขสองชุดที่แตกต่างกัน การออกแบบกล้อง Wide Field and Planetary Camera 2 มีแผนจะเปลี่ยน WF/ ที่มีอยู่แล้วคอมพิวเตอร์พีซี พร้อมกระจกสะท้อนแสงเพื่อช่วยในการกระจายแสง บนประจุคู่แยกทั้งสี่ตัว

ชิปอุปกรณ์ (CCD)(charge-coupled device) สี่ตัวที่แยกจากกันซึ่งประกอบเป็นกล้องทั้งสองตัว ข้อผิดพลาดแบบผกผันที่สร้างขึ้นในพื้นผิวของกระจกเงาเหล่านี้สามารถหักล้างความคลาดเคลื่อนของกระจกหลักได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์อื่นๆ ขาดพื้นผิวระดับกลางใดๆ ที่สามารถกำหนดค่าในลักษณะนี้ได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์แก้ไขภายนอก.

ระบบแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ (COSTAR) ถูกออกแบบมาเพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมของแสงที่โฟกัสที่จุดโฟกัสหลัก (FOC), จุดโฟกัสรอง (FOS) และจุดโฟกัสกลาง (GHRS) ระบบนี้ประกอบด้วยกระจกสองบานในเส้นทางแสง โดยบานหนึ่งถูกเจียระไนเพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อน ในการติดตั้งระบบ COSTAR เข้ากับกล้องโทรทรรศน์ จำเป็นต้องถอดเครื่องมืออื่นออกหนึ่งชิ้น และนักดาราศาสตร์ได้เลือกเครื่องวัดแสงความเร็วสูง (High Speed ​​Photometer) เป็นอุปกรณ์ที่จะถูกถอดออก ภายในปี 2002 เครื่องมือเดิมทั้งหมดที่ต้องใช้ COSTAR ได้ถูกแทนที่ด้วยเครื่องมือที่มีระบบแก้ไขความคลาดเคลื่อนของตัวเองแล้ว จากนั้น COSTAR จึงถูกถอดออกและส่งกลับสู่โลกในปี 2009 และจัดแสดงอยู่ที่พิพิธภัณฑ์การบินและอวกาศแห่งชาติในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. พื้นที่ที่เคยใช้โดย COSTAR ปัจจุบันถูกใช้โดยเครื่องสเปกโทรแกรมต้นกำเนิดจักรวาลแล้ว.

ภารกิจการบำรุงรักษาและอุปกรณ์ใหม่ ภาพรวมการบำรุงรักษา (Servicing missions and New instruments Servicing overview)

กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับการซ่อมบำรุงและการอัพเกรดอุปกรณ์อย่างสม่ำเสมอขณะโคจรอยู่ในอวกาศ อุปกรณ์และชิ้นส่วนที่มีอายุการใช้งานจำกัดได้รับการออกแบบให้เป็นหน่วยทดแทนในวงโคจร ภารกิจซ่อมบำรุง 5 ครั้ง (SM 1, 2, 3A, 3B และ 4) ดำเนินการโดยกระสวยอวกาศของนาซา ครั้งแรกในเดือนธันวาคม 1993 และครั้งสุดท้ายในเดือนพฤษภาคม 2009 ภารกิจซ่อมบำรุงเป็นปฏิบัติการที่ละเอียดอ่อนซึ่งเริ่มต้นด้วยการบังคับยานเพื่อสกัดกั้นกล้องโทรทรรศน์ในวงโคจรและนำกลับมาอย่างระมัดระวังด้วยแขนกลของกระสวยอวกาศ จากนั้นจึงดำเนินการซ่อมแซมที่จำเป็นในระหว่างการเดินอวกาศที่ผูกติดอยู่หลายครั้งในช่วงเวลาสี่ถึงห้าวัน หลังจากตรวจสอบกล้องโทรทรรศน์ด้วยสายตาแล้ว นักบินอวกาศจะทำการซ่อมแซม เปลี่ยนชิ้นส่วนที่ตกหล่นหรือเสื่อมสภาพ อัพเกรดอุปกรณ์ และติดตั้งอุปกรณ์ใหม่ เมื่อการทำงานเสร็จสิ้น กล้องโทรทรรศน์จะถูกส่งกลับไปใช้งานอีกครั้ง โดยปกติแล้วหลังจากที่กระสวยอวกาศถูกส่งไปยังวงโคจรที่สูงขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาการลดลงของวงโคจรที่เกิดจากแรงต้านของชั้นบรรยากาศ.

ภารกิจการบริการ 1 : (Servicing Mission 1)

เอสทีเอส-61 (STS-61)

ภารกิจซ่อมบำรุงกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลครั้งแรกมีกำหนดไว้ในปี 1993 ก่อนที่จะมีการค้นพบปัญหาเกี่ยวกับกระจกเงา ภารกิจนี้มีความสำคัญมากขึ้น เนื่องจากนักบินอวกาศจะต้องทำการซ่อมแซมครั้งใหญ่เพื่อติดตั้งเลนส์แก้ไข หากล้มเหลวก็อาจส่งผลให้ต้องละทิ้งกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลหรือยอมรับความพิการถาวร ส่วนประกอบอื่นๆ ก็เกิดความเสียหายก่อนภารกิจ ทำให้ค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมเพิ่มสูงขึ้นถึง 500 ล้านดอลลาร์ (ไม่รวมค่าใช้จ่ายในการบินของกระสวยอวกาศ) การซ่อมแซมที่ประสบความสำเร็จจะช่วยแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการสร้างสถานีอวกาศอัลฟา ภารกิจ STS-49 ในปี 1992 แสดงให้เห็นถึงความยากลำบากของการทำงานในอวกาศ แม้ว่าการช่วยเหลือดาวเทียม Intelsat 603

จะได้รับการยกย่อง แต่เหล่านักบินอวกาศก็อาจเสี่ยงอันตรายเกินไปในการกระทำดังกล่าว ทั้งการช่วยเหลือและการประกอบชิ้นส่วนต้นแบบสถานีอวกาศที่ไม่เกี่ยวข้องกันนั้น ไม่ได้เกิดขึ้นตามที่นักบินอวกาศได้รับการฝึกฝนมา ทำให้ NASA ต้องประเมินการวางแผนและการฝึกอบรมใหม่ รวมถึงการซ่อมแซมกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลด้วย หน่วยงานได้มอบหมายให้ สตอรี่ มัสเกรฟ (ผู้ซึ่งทำงานเกี่ยวกับขั้นตอนการซ่อมแซมดาวเทียมมาตั้งแต่ปี 1976) และนักบินอวกาศที่มีประสบการณ์อีก 6 คน รวมถึงสองคนจากภารกิจ STS-49 เป็นผู้ประสานงานภารกิจ ผู้อำนวยการภารกิจคนแรกนับตั้งแต่โครงการอพอลโล (ต้องการคำชี้แจงเพิ่มเติม!) จะประสานงานลูกเรือที่มีประสบการณ์การบินด้วยกระสวยอวกาศ 16 ครั้งก่อนหน้านี้ นักบินอวกาศได้รับการฝึกฝนให้ใช้เครื่องมือพิเศษประมาณหนึ่งร้อยชิ้น ความร้อนเป็นปัญหาในการเดินอวกาศครั้งก่อนๆ ซึ่งเกิดขึ้นท่ามกลางแสงแดด

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลจำเป็นต้องได้รับการซ่อมแซมในที่ร่ม มัสเกรฟค้นพบระหว่างการฝึกในสภาวะสุญญากาศ เจ็ดเดือนก่อนภารกิจ ว่าถุงมือของชุดอวกาศไม่สามารถป้องกันความหนาวเย็นในอวกาศได้อย่างเพียงพอ หลังจากภารกิจ STS-57 ยืนยันปัญหาดังกล่าวในวงโคจร นาซ่าจึงเปลี่ยนอุปกรณ์ ขั้นตอน และแผนการบินอย่างรวดเร็ว มีการจำลองภารกิจทั้งหมดเจ็ดครั้งก่อนการปล่อยยาน ซึ่งเป็นการเตรียมการที่ละเอียดถี่ถ้วนที่สุดในประวัติศาสตร์ของกระสวยอวกาศ เนื่องจากไม่มีแบบจำลองกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลที่สมบูรณ์ นักบินอวกาศจึงศึกษาแบบจำลองหลายแบบ (รวมถึงแบบหนึ่งที่พิพิธภัณฑ์สมิธโซเนียน) และนำรายละเอียดที่แตกต่างและขัดแย้งกันจากแบบจำลองเหล่านั้นมาผสมผสานกันในใจ.

ภารกิจซ่อมบำรุงครั้งที่ 1 เริ่มขึ้นบนยานอวกาศเอนเดเวอร์ในเดือนธันวาคม ปี 1993 โดยเกี่ยวข้องกับการติดตั้งเครื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆ เป็นเวลากว่าสิบวัน ที่สำคัญที่สุดคือ การเปลี่ยนเครื่องวัดแสงความเร็วสูง (High Speed ​​Photometer) เป็นชุดเลนส์แก้ไขความคลาดเคลื่อน COSTAR และการเปลี่ยนกล้อง WF/PC เป็นกล้อง Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2) พร้อมระบบแก้ไขความคลาดเคลื่อนทางแสงภายใน แผงโซลาร์เซลล์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมก็ถูกเปลี่ยนใหม่เช่นกัน รวมถึงไจโรสโคปสี่ตัวในระบบชี้เป้าของกล้องโทรทรรศน์ หน่วยควบคุมไฟฟ้าสองชุดและส่วนประกอบทางไฟฟ้าอื่นๆ และเครื่องวัดสนามแม่เหล็กสองตัว คอมพิวเตอร์บนยานได้รับการอัพเกรดด้วยหน่วยประมวลผลร่วมเพิ่มเติม และวงโคจรของกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลก็ได้รับการปรับเพิ่ม ในวันที่ 13 มกราคม ปี 1994 นาซาประกาศว่าภารกิจประสบความสำเร็จอย่างสมบูรณ์และแสดงภาพที่คมชัดขึ้นเป็นครั้งแรก ภารกิจนี้เป็นหนึ่งในภารกิจที่ซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยดำเนินการมา โดยเกี่ยวข้องกับช่วงเวลาการปฏิบัติการนอกยานอวกาศที่ยาวนานถึงห้าช่วง ความสำเร็จของภารกิจนี้เป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับนาซา เช่นเดียวกับนักดาราศาสตร์ที่ได้รับกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น.

ภารกิจการบริการ 2 (Servicing Mission 2)

เอสทีเอส-82 (STS-82)

ภารกิจซ่อมบำรุงครั้งที่ 2 ซึ่งดำเนินการโดยยานดิสคัฟเวอรีในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2540 ได้ทำการเปลี่ยน GHRS และ FOS ด้วย Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) และ Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) เปลี่ยนเครื่องบันทึกเทปทางวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ด้วยเครื่องบันทึกแบบโซลิดสเตทใหม่ และซ่อมแซมฉนวนกันความร้อน NICMOS มีแผ่นระบายความร้อนที่ทำจากไนโตรเจนแข็งเพื่อลดสัญญาณรบกวนทางความร้อนจากอุปกรณ์ แต่หลังจากติดตั้งได้ไม่นาน การขยายตัวทางความร้อนที่ไม่คาดคิดทำให้ส่วนหนึ่งของแผ่นระบายความร้อนสัมผัสกับแผ่นกั้นแสง ส่งผลให้อุปกรณ์ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วและลดอายุการใช้งานที่คาดไว้เดิม 4.5 ปี เหลือเพียงประมาณ 2 ปี.

การให้บริการภารกิจ 3A (Servicing Mission 3A)

เอสทีเอส - 103 (STS-103)

ภารกิจซ่อมบำรุง 3A ซึ่งดำเนินการโดยยานอวกาศดิสคัฟเวอรี เกิดขึ้นในเดือนธันวาคม 1999 และแยกออกมาจากภารกิจซ่อมบำรุง 3 หลังจากที่ไจโรสโคปบนยาน 3 ใน 6 ตัวเกิดความเสียหาย ตัวที่สี่เกิดความเสียหายก่อนเริ่มภารกิจไม่กี่สัปดาห์ ทำให้กล้องโทรทรรศน์ไม่สามารถทำการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ได้ ภารกิจนี้ได้ทำการเปลี่ยนไจโรสโคปทั้ง 6 ตัว เปลี่ยนเซ็นเซอร์นำทางละเอียดและคอมพิวเตอร์ ติดตั้งชุดปรับปรุงแรงดัน/อุณหภูมิ (VIK) เพื่อป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่เกิน และเปลี่ยนผ้าห่มฉนวนกันความร้อน.

การให้บริการภารกิจ 3B (Servicing Mission 3B )

เอสทีเอส-109 (เอสทีเอส - 109)

ภารกิจซ่อมบำรุง Mission 3B ที่ดำเนินการโดยยานโคลัมเบียในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2545 ได้มีการติดตั้งอุปกรณ์ใหม่ โดย FOC (ซึ่งยกเว้นเซ็นเซอร์นำทางละเอียดที่ใช้สำหรับการวัดตำแหน่งทางดาราศาสตร์แล้ว เป็นอุปกรณ์ดั้งเดิมชิ้นสุดท้าย) ถูกแทนที่ด้วยกล้อง Advanced Camera for Surveys (ACS) นั่นหมายความว่า COSTAR ไม่จำเป็นอีกต่อไป เนื่องจากอุปกรณ์ใหม่ทั้งหมดมีระบบแก้ไขความคลาดเคลื่อนของกระจกหลักในตัว ภารกิจนี้ยังได้นำ NICMOS กลับมาใช้งานอีกครั้งโดยการติดตั้งระบบระบายความร้อนแบบวงปิด และเปลี่ยนแผงโซลาร์เซลล์เป็นครั้งที่สอง ซึ่งให้พลังงานเพิ่มขึ้น 30 เปอร์เซ็นต์.

ภารกิจการบริการ 4 (Servicing Mission 4)

เอสทีเอส (STS)

เดิมทีมีแผนจะทำการซ่อมบำรุงกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในเดือนกุมภาพันธ์ ปี 2005 แต่เหตุการณ์ภัยพิบัติโคลัมเบียในปี 2003 ซึ่งยานอวกาศแตกสลายระหว่างการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก ส่งผลกระทบอย่างกว้างขวางต่อโครงการฮับเบิลและภารกิจอื่นๆ ของนาซา ฌอน โอ'คีฟ ผู้บริหารนาซา จึงตัดสินใจว่าภารกิจกระสวยอวกาศในอนาคตทั้งหมดจะต้องสามารถเข้าถึงสถานีอวกาศนานาชาติได้หากเกิดปัญหาขึ้นระหว่างการบิน เนื่องจากไม่มีกระสวยอวกาศลำใดที่สามารถเดินทางไปถึงทั้งกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและสถานีอวกาศนานาชาติได้ในภารกิจเดียวกัน ภารกิจซ่อมบำรุงที่มีลูกเรือในอนาคตจึงถูกยกเลิก

การตัดสินใจครั้งนี้ถูกวิพากษ์วิจารณ์โดยนักดาราศาสตร์จำนวนมากที่รู้สึกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมีคุณค่ามากพอที่จะคุ้มค่ากับความเสี่ยงต่อชีวิตมนุษย์ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อจากฮับเบิลที่วางแผนไว้นั้น ในปี 2004

คาดว่าจะไม่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศจนกว่าจะถึงอย่างน้อยปี 2011 ในที่สุด JWST ก็ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศในเดือนธันวาคม 2021 ช่องว่างในความสามารถในการสังเกตการณ์อวกาศระหว่างการปลดประจำการของฮับเบิลและการใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อจากนี้เป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างยิ่งสำหรับนักดาราศาสตร์หลายคน เนื่องจากฮับเบิลมีผลกระทบทางวิทยาศาสตร์อย่างมาก การพิจารณาว่า JWST จะไม่ได้อยู่ในวงโคจรต่ำของโลก และดังนั้นจึงไม่สามารถอัปเกรดหรือซ่อมแซมได้ง่ายในกรณีที่เกิดความล้มเหลวในระยะแรก ยิ่งทำให้ความกังวลรุนแรงขึ้น ในทางกลับกัน เจ้าหน้าที่ของนาซาก็กังวลว่าการซ่อมบำรุงฮับเบิลต่อไปจะทำให้เงินทุนจากโครงการอื่น ๆ หมดไปและทำให้ JWST ล่าช้า.

ในเดือนมกราคมปี 2004 โอ'คีฟ (O'Keefe)

กล่าวว่าเขาจะทบทวนการตัดสินใจยกเลิกภารกิจซ่อมบำรุงครั้งสุดท้ายของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เนื่องจากเสียงคัดค้านจากสาธารณชนและคำขอจากรัฐสภาให้ NASA หาทางช่วยรักษากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไว้ สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติได้จัดตั้งคณะกรรมการอย่างเป็นทางการ ซึ่งในเดือนกรกฎาคมปี 2004 ได้แนะนำว่าควรอนุรักษ์กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไว้แม้จะมีความเสี่ยงที่เห็นได้ชัด รายงานของพวกเขาระบุว่า "NASA ไม่ควรดำเนินการใดๆ ที่จะขัดขวางภารกิจซ่อมบำรุงกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลโดยกระสวยอวกาศ" ในเดือนสิงหาคมปี 2004 โอ'คีฟได้ขอให้ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดจัดทำข้อเสนอโดยละเอียดสำหรับภารกิจซ่อมบำรุงด้วยหุ่นยนต์

แผนดังกล่าวถูกยกเลิกในภายหลัง โดยภารกิจหุ่นยนต์ถูกอธิบายว่า "ไม่สามารถทำได้" ในช่วงปลายปี พ.ศ 2547 สมาชิกสภาคองเกรสหลายคน นำโดยวุฒิสมาชิกบาร์บารา มิคุลสกี ได้จัดการประชุมสาธารณะและต่อสู้ด้วยความสนับสนุนจากสาธารณชนอย่างมาก (รวมถึงจดหมายหลายพันฉบับจากเด็กนักเรียนทั่วสหรัฐฯ) เพื่อให้รัฐบาลบุชและนาซาพิจารณาใหม่เกี่ยวกับการตัดสินใจยกเลิกแผนภารกิจกู้ภัยกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล.

โครงการสำคัญ

(Major projects)

นับตั้งแต่เริ่มโครงการมา มีโครงการวิจัยจำนวนมากได้ดำเนินการไปแล้ว บางโครงการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเกือบทั้งหมด ในขณะที่บางโครงการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศอื่นๆ ร่วมด้วย เช่น กล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์จันทรา และกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่มากของ ESO แม้ว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลกำลังจะหมดอายุการใช้งาน แต่ก็ยังมีโครงการสำคัญๆ ที่วางแผนไว้สำหรับกล้องโทรทรรศน์นี้ ตัวอย่างเช่น โครงการ ULLYSES (Ultraviolet Legacy Library of Young Stars as Essential Standards) ปี 2022 ซึ่งจะใช้เวลาสามปีในการสังเกตกลุ่มดาวฤกษ์อายุน้อยที่มีมวลมากและน้อย และจะช่วยให้เข้าใจถึงการก่อตัวและองค์ประกอบของดาวฤกษ์ได้ดียิ่งขึ้น อีกตัวอย่างหนึ่งคือโครงการ OPAL (Outer Planet Atmospheres Legacy) ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจวิวัฒนาการและพลวัตของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ชั้นนอก เช่น ดาวพฤหัสบดี (Jupiter) และดาวยูเรนัส (Uranus) โดยการสังเกตการณ์พื้นฐานเป็นระยะเวลานาน.

โครงการสำรวจมรดกนอกกาแล็กซีเชิงลึก

ในย่านอินฟราเรดใกล้ของการประกอบจักรวาล

(Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey )

ในข่าวประชาสัมพันธ์เดือนสิงหาคม 2013 โครงการ CANDELS ถูกกล่าวถึงว่าเป็น "โครงการที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล" การสำรวจนี้ "มีเป้าหมายเพื่อสำรวจวิวัฒนาการของกาแล็กซีในเอกภพยุคแรก และเมล็ดพันธุ์แรกของโครงสร้างจักรวาลในช่วงเวลาน้อยกว่าหนึ่งพันล้านปีหลังจากการระเบิดครั้งใหญ่" เว็บไซต์โครงการ CANDELS อธิบายเป้าหมายของการสำรวจดังนี้: การสำรวจ Cosmic Assembly Near-IR Deep Extragalactic Legacy Survey ออกแบบมาเพื่อบันทึกวิวัฒนาการของกาแล็กซีในช่วงหนึ่งในสามแรก ตั้งแต่ z = 8 ถึง 1.5 ผ่านการถ่ายภาพเชิงลึกของกาแล็กซีมากกว่า 250,000 แห่งด้วย WFC3/IR และ ACS นอกจากนี้ยังจะค้นหาซูเปอร์โนวาประเภท 1a ครั้งแรกที่เกิน z > 1.5 และสร้างความถูกต้องแม่นยำของซูเปอร์โนวาเหล่านั้นในฐานะมาตรฐานอ้างอิงสำหรับจักรวาลวิทยา มีการเลือกพื้นที่ท้องฟ้าหลายความยาวคลื่นชั้นนำห้าแห่ง แต่ละแห่งมีข้อมูลหลายความยาวคลื่นจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆ และมีข้อมูลสเปกโทรสโกปีอย่างละเอียดของกาแล็กซีที่สว่างกว่า การใช้พื้นที่ห้าแห่งที่แยกจากกันอย่างกว้างขวางช่วยลดความแปรปรวนของจักรวาลและให้ตัวอย่างกาแล็กซีที่สมบูรณ์และมีความน่าเชื่อถือทางสถิติ ตั้งแต่กาแล็กซีที่มีมวลถึง 109 เท่าของมวลสุริยะ ไปจนถึง z~8

โปรแกรมชายแดนสนาม

(Frontier Fields program)

โครงการนี้มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า "Hubble Deep Fields Initiative 2012" โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาความรู้เกี่ยวกับการก่อตัวของกาแล็กซีในยุคแรกเริ่ม ด้วยการศึกษากาแล็กซีที่มีค่าเรดชิฟต์สูงในบริเวณที่ว่างเปล่า โดยใช้ปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงเพื่อมองเห็น "กาแล็กซีที่จางที่สุดในเอกภพอันไกลโพ้น" เว็บไซต์ของ Frontier Fields อธิบายเป้าหมายของโครงการไว้ดังนี้:

- เพื่อเปิดเผยกลุ่มกาแล็กซีที่มีค่า z 5-10 ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่สามารถเข้าถึงได้ และมีความสว่างน้อยกว่ากาแล็กซีที่รู้จักในปัจจุบันถึงสิบถึงห้าสิบเท่า

- เพื่อเสริมสร้างความเข้าใจของเราเกี่ยวกับมวลของดาวฤกษ์และประวัติการก่อตัวของดาวฤกษ์ในกาแล็กซีที่มีมวลต่ำกว่า L* ในช่วงเวลาแรกเริ่ม

- เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงสถิติที่มีความหมายเป็นครั้งแรกเกี่ยวกับลักษณะทางสัณฐานวิทยาของกาแล็กซีที่กำลังสร้างดาวฤกษ์ที่ z > 5

- เพื่อค้นหากาแล็กซีที่มีค่า z > 8 ซึ่งถูกยืดออกมากพอโดยเลนส์ของกระจุกกาแล็กซีเพื่อให้สามารถมองเห็นโครงสร้างภายในได้ และ/หรือถูกขยายใหญ่มากพอโดยเลนส์ของกระจุกกาแล็กซีเพื่อการติดตามผลทางสเปกโทรสโกปี.

โครงการสำรวจวิวัฒนาการจักรวาล (COSMOS) เป็นโครงการสำรวจทางดาราศาสตร์ที่ออกแบบมาเพื่อศึกษาการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแล็กซี โดยพิจารณาจากทั้งเวลาในจักรวาล (เรดชิฟต์) และสภาพแวดล้อมของกาแล็กซีในบริเวณนั้น โครงการนี้ครอบคลุมพื้นที่สองตารางองศาในแนวเส้นศูนย์สูตร โดยใช้สเปกโทรสโกปีและการถ่ายภาพตั้งแต่รังสีเอ็กซ์ไปจนถึงคลื่นวิทยุจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ และกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่จำนวนหนึ่ง ทำให้พื้นที่นี้เป็นเป้าหมายสำคัญของการศึกษาดาราศาสตร์นอกกาแล็กซี

COSMOS เปิดตัวในปี 2549 ในฐานะโครงการที่ใหญ่ที่สุดที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลดำเนินการในขณะนั้น และยังคงเป็นพื้นที่ต่อเนื่องที่ใหญ่ที่สุดที่ครอบคลุมบนท้องฟ้าเพื่อวัตถุประสงค์ในการทำแผนที่ห้วงอวกาศในพื้นที่ว่างเปล่า โดยมีพื้นที่ใหญ่กว่าพื้นที่ของดวงจันทร์บนท้องฟ้าถึง 2.5 เท่า และใหญ่กว่าพื้นที่ที่ใหญ่ที่สุดของโครงการ CANDELS ถึง 17 เท่า ความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์ COSMOS ซึ่งก่อตั้งขึ้นจากการสำรวจ COSMOS ครั้งแรก เป็นความร่วมมือด้านอวกาศนอกกาแล็กซีที่ใหญ่ที่สุดและดำเนินมายาวนานที่สุด เป็นที่รู้จักในด้านความร่วมมือและความเปิดกว้าง การศึกษากาแล็กซีในสภาพแวดล้อมของพวกมันสามารถทำได้ก็ต่อเมื่อใช้พื้นที่บนท้องฟ้าขนาดใหญ่กว่าครึ่งตารางองศาเท่านั้น มีการตรวจพบกาแล็กซีมากกว่าสองล้านกาแล็กซี ครอบคลุม 90% ของอายุของจักรวาล ความร่วมมือ COSMOS นำโดย Caitlin Casey, Jeyhan Kartaltepe และ Vernesa Smolcic และมีนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 200 คนจากกว่าสิบประเทศเข้าร่วม.

ปริญญาเอก (Ph.D) 🇹🇭

ผู้ทำการสำรวจ / บันทึกภาพ

โดย : น.ส รัชรินทร์ดา เตชะประสาน 🇹🇭

พิกัด : เกาะลันตา 🇹🇭

ตำบลศาลาด่าน อำเภอเกาะลันตา จังหวัดกระบี่

ประเทศไทย 🇹🇭

เรียบเรียงบทความ ภาษาอังกฤษ, ไทย 🇹🇭

โดย : น.ส รัชรินทร์ดา เตชะประสาน 🇹🇭

เคลียร์มิลลี่ 8888 🇹🇭

ประเทศไทย 2569 🇹🇭

วันที่ 28 เดือน พฤษภาคม พ.ศ 2569 🇹🇭

เวลา 21 : 00 น. 🇹🇭

#LongLiveTheKingThailand👑🇹🇭

#KingThailandKingRama10👑🇹🇭

#ThailandBrandKingRama10👑🇹🇭

#KingRama10NumberOneInTheWorld👑🇹🇭

#KingRamaXOfThailand👑🇹🇭

https://www.facebook.com/share/p/1E6dgNTNH9/

https://www.facebook.com/share/p/1BCTnx24rR/