Небесный глаз

Алексей Левин

Прошлой весной астрономы всего мира отпраздновали юбилей знаменитого научного инструмента: космическому телескопу «Хаббл» исполнилось пятнадцать лет.

Идея орбитального телескопа, судя по всему, впервые пришла в голову одному из отцов-основателей ракетной техники Герману Оберту (1894–1989). В своей книге «Ракеты в космическом пространстве», опубликованной в 1923 году, Оберт предложил поставить телескоп на искусственый спутник, находящийся на геостационарной орбите. А в 1946 году американский астрофизик Лайман Спитцер (1914–1997) подготовил для проекта RAND компании Douglas Aircraft обширный доклад «Астрономические преимущества внеземной обсерватории». В этой воистину пророческой работе он не только доказал, что крупные орбитальные телескопы неизмеримо расширят возможности изучения внеземных объектов, но и наметил развернутую программу подобных исследований. Доклад Спитцера произвел сильное впечатление на начальство проекта и авиастроительной фирмы Douglas... и был немедленно засекречен.

Когда космические полеты стали реальностью, Спитцер стал добиваться практического воплощения своих идей. В немалой степени по его инициативе NASA утвердило первую программу создания автоматических орбитальных обсерваторий, предназначенных для изучения дальнего космоса. В ее рамках были запущены четыре спутника (успешно — всего два, в 1968-м и 1972 году) с приборами для наблюдений в ультрафиолетовых и рентгеновских лучах. Спитцер же мечтал о большем. Он понимал, что для подлинно революционных открытий астрономии необходим мощный орбитальный телескоп, работающий в оптическом диапазоне (и соседних с ним).

В те годы разрешающая способность крупнейших земных телескопов не превышала одной угловой секунды (в самых оптимальных условиях — одной половины секунды). Они не позволяли вести наблюдения ни в УФ, ни в ИК лучах, сильно поглощаемых и рассеиваемых атмосферой. Орбитальный телескоп не имел бы этих ограничений, и, по расчетам, его разрешающая способность должна была составить около одной десятой секунды в видимом спектре и одной двадцатой — в ультрафиолете. И наконец, он позволял наблюдать объекты, нижний порог светимости которых в 50 раз уступал аналогичному показателю лучших земных инструментов. Первоначально у проекта космического телескопа было не слишком много сторонников, но они обладали высоким авторитетом и умели им пользоваться. Профессор университета канадской провинции Альберта Роберт Смит, долгое время занимавшийся историей «Хаббла», рассказал об этом «Популярной механике»: «Лайман Спитцер умел убеждать не только коллег-астрономов, но и чиновников NASA и членов Конгресса. Неудивительно, что именно он возглавил комитет по планированию крупного космического телескопа, учрежденный в 1965 году Национальной академией наук США. После четырех лет дискуссий комитет опубликовал доклад, в котором содержались очень серьезные аргументы в пользу запуска телескопа. В середине 1970-х Спитцер и его единомышленники заручились поддержкой не только американского астрономического сообщества и руководителей NASA, но также законодателей и президента США Джеральда Форда».

Успешному выполнению этих планов способствовало соглашение с Европейским космическим агентством, которое взяло на себя 15% расходов. Первоначально предполагалось вывести на орбиту махину с трехметровым рефлектором, но в конце концов восторжествовала концепция более дешевого инструмента с 240-сантиметровым зеркалом, который можно было доставить в космос в грузовом отсеке космического корабля многоразового использования. В каком-то смысле, появлению на свет нового телескопа помогло само существование шаттлов — NASA хотело оправдать истраченные на них огромные деньги.

Дети шпионов

В 1977 году Конгресс США выделил на космическую обсерваторию $475 млн, после чего началась шлифовка главного зеркала и изготовление других инструментов. Работу по сборке возглавила аэрокосмическая корпорация Lockheed, телескоп был смонтирован на ее заводе в Саннивейле, одном из городов Силиконовой Долины.

Орбитальный телескоп «Хаббл» (©NASA фото с сайта hubblesite.org)

Lockheed не случайно стала основным изготовителем «Хаббла». В 1970-80-е годы она строила разведывательные спутники KH-11 (Key Hole — «замочная скважина»). Эти тринадцатитонные аппараты были самыми настоящими орбитальными телескопами, но нацелены они были не в глубины космоса, а на поверхность нашей планеты. На борту каждого спутника находился 230-сантиметровый рефлектор, дополненный небольшим вращающимся зеркалом, которое сканировало земную поверхность. Для регистрации изображений впервые использовались фоточувствительные интегральные схемы, позволяющие передавать на Землю оцифрованную информацию в реальном масштабе времени. Точно такие же устройства позднее были установлены и на «Хаббле».

Главные зеркала спутников-шпионов KH-11 поставляла оптическая компания PerkinElmer, которая получила (и фактически провалила — но об этом позже) заказ на зеркало для «Хаббла». Существовал (правда, только на бумаге) еще один военный предок космического телескопа — проект пилотируемой космической станции MOL (Manned Orbiting Laboratory), которую в 1960-х Пентагон собирался вывести на околоземную орбиту для сбора развединформации. Программа MOL так и не состоялась, а вот созданная под нее технология изготовления зеркал космического базирования весьма пригодилась.

Два зеркала

Оптическая система «Хаббла» пред