El telescopio Hubble - CIENCIAS-OROPESA

Telescopio espacial Hubble
El Telescopio espacial Hubble (HST por sus siglas en inglés) es un telescopio que orbita en
el exterior de la atmósfera, enórbita circular alrededor de la Tierra a 593 km sobre el nivel del
mar, con un período orbital entre 96 y 97 min. Denominado de esa forma en honor de Edwin
Hubble, fue puesto en órbita el 24 de abril de 1990 en la misión STS-31 y como un proyecto
conjunto de la NASA y de la ESA inaugurando el programa de Grandes Observatorios. El
telescopio puede obtener imágenes con unaresolución óptica de 2.0 megapixeles mayor de
0,1 segundos de arco. La ventaja de disponer de un telescopio más allá de la atmósfera radica,
principalmente, en que de esta manera se pueden eliminar los efectos de la turbulencia
atmosférica. Además, la atmósfera absorbe fuertemente la radiación del planeta tierra en
ciertas longitudes de onda, especialmente en el infrarrojo, disminuyendo la calidad de las
imágenes e imposibilitando la adquisición de espectros en ciertas bandas caracterizadas por la
absorción de la atmósfera terrestre. Los telescopios terrestres se ven también afectados por
factores meteorológicos (presencia de nubes) y la contaminación lumínica ocasionada por los
grandes asentamientos urbanos, lo que reduce las posibilidades de ubicación de telescopios
terrestres.
Una de las características del HST es la posibilidad de ser visitado por astronautas en las
llamadas misiones de servicio (SM, por sus iniciales en inglés). Durante las misiones de
servicio se pueden arreglar elementos estropeados, instalar nuevos instrumentos y elevar la
órbita del telescopio. Hasta la fecha se han realizado 5 misiones de servicio (SM1, SM2, SM3A,
SM3B y SM4). La última tuvo lugar en mayo de 2009 y en ella se produjo la mejora más
drástica de la capacidad instrumental del HST, al instalarse dos nuevos instrumentos (WFC3 y
COS), repararse otros dos (ACS y STIS) y mejorar otro más (FGS).
Descripción técnica
El telescopio tiene una masa en torno a 11 toneladas, de forma cilíndrica con una longitud de
13,2 m y un diámetro máximo de 4,2 m. El coste del HST ascendió (en 1990) a 2000 millones
de dólares estadounidenses. Inicialmente un fallo en el pulido del espejo primario del telescopio
fabricado por Perkin Elmer produjo imágenes ligeramente desenfocadas debido a aberraciones
esféricas. Aunque este fallo fue considerado en su día como una importante negligencia por
parte del proyecto, la primera misión de servicio al telescopio espacial pudo instalar un sistema
de corrección óptica capaz de corregir el defecto del espejo primario (COSTAR, iniciales en
inglés de Óptica correctora como reemplazo axial del telescopio espacial) alcanzándose las
especificaciones de resolución inicialmente previstas.
El HST es un telescopio de tipo reflector y su espejo primario tiene un diámetro de 2,4 m. Para
la exploración del cielo incorpora en la actualidad cuatro instrumentos con capacidad de
obtener imágenes y espectros, un espectrógrafo y tres sensores de guiado fino que pueden
actuar como interferómetros. Para la generación de electricidad se emplean dos paneles
solares que alimentan las cámaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el
telescopio, los equipos de refrigeración de los instrumentos y la electrónica del telescopio. Así
mismo, el HST dispone de baterías recargables a partir de los paneles solares que le permiten
utilizar la electricidad almacenada cuando la Tierra eclipsa el Sol o cuando la orientación de los
paneles solares no es la apropiada.
Datos recogidos sobre el origen del universo
El Hubble está logrando que los teóricos se replanteen algunas de sus ideas tocante a la edad
del universo. De hecho, el entendimiento actual los ha situado ante una paradoja. Los datos
más recientes que ha proporcionado el Hubble, según Wilford, escritor de asuntos científicos
del periódico The New York Times, “indican de manera convincente que el universo puede ser
mucho más joven de lo que calculaban los científicos. Tal vez no tenga más de ocho mil
millones de años”, en vez de los cálculos anteriores, que le asignaban veinte mil millones. El
problema radica en que “se da por seguro que algunas estrellas tienen unos dieciséis mil
millones de años”. No es de extrañar que, como sigue diciendo, “el universoparezca querer
engañar a los cosmólogos lanzándoles con efecto la pelota de los hechos y demostrando así
las lamentables limitaciones de sus conocimientos”. Además agrega: “Los que se dedican al
estudio del universo han de aceptar la probabilidad de que, por muy brillantes e ingeniosos que
sean, no conseguirán responder muchas preguntas fundamentales”.
Imágenes enviadas
No tardó en demostrarse que había valido la pena corregir el sistema óptico. En junio de 1994,
la revistaTime publicó que el Hubble había descubierto claros indicios en apoyo de la existencia
de los agujeros negros. La NASA anunció que este había descubierto una “nube de gases en
forma de disco que gira a la vertiginosa velocidad de 1,9 millones de kilómetros por hora”. Se
halla a unos 50 millones de años luz, en el centro de la galaxia M87. Se dice que tiene una
masa estimada de entre 2.000 y 3.000 millones deestrellas del tamaño del Sol, pero
comprimidas en un espacio del tamaño del sistema solar. Los científicos calculan que el disco
de gases tiene una temperatura de 10.000 grados Celsius. La única explicación que puede
darse en la actualidad para este fenómeno es la existencia de una enorme fuerza gravitatoria
ejercida por un mastodóntico agujero negro, en torno al cual da vueltas el disco.
El Hubble también envió imágenes extraordinarias del cometa Shoemaker-Levy 9 cuando este
se dirigía en una trayectoria autodestructiva a Júpiter, donde se desintegró en julio de 1994.
Las imágenes de las galaxias que envía el Hubble son de tal nitidez que un científico calificó
así el trabajo: “Un ligero cambio en el espejo, un paso gigante en astronomía”. Según la
revista Investigación y Ciencia, en la actualidad “la resolución del Hubble decuplica la del mejor
instrumento instalado en tierra, y gracias a ello puede observar con claridad un volumen de
espacio mil veces mayor [que otros telescopios]”.
Cifras
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En el momento de ser lanzado era del tamaño de un vagón cisterna o de un edificio de
cuatro pisos, de 13 metros de longitud y 4 de diámetro, y un peso superior a las 12
toneladas.
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La cámara más sofisticada del telescopio espacial Hubble ha creado una imagen
mosaico de un gran pedazo del cielo, que incluye al menos 10.000 galaxias.

El Hubble se encuentra a 593 kilómetros sobre nivel del mar.
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Con el telescopio Espacial Hubble se han observado aproximadamente un millón de
objetos. En comparación, el ojo humano tan sólo puede ver unas 6.000 estrellas a simple
vista.
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Las observaciones del HST, incluyendo unas 500.000 fotografías, ocupan 1.420 discos
ópticos de 6,66 GB (8,34 terabytes).
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El Hubble tiene un índice con la posición detallada de 15 millones de estrellas (catálogo
H.G.S.C. o Hubble Guide Star Catalogue) que le permite apuntar con gran precisión a sus
objetivos.
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El Hubble ha dado la vuelta a la Tierra cada 97 min, viajando casi 3.000 millones
de km, una distancia superior a la que supondría hacer un viaje de ida a Neptuno.
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Astrónomos de más de 45 países han publicado los descubrimientos hechos con el
Hubble en 4.800 artículos científicos.
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El Hubble da una vuelta a la Tierra cada 97 minutos a una velocidad de 28.000
kilómetros por hora.2 Aun así es capaz de apuntar a un astro con enorme precisión (la
desviación es inferior al grosor de un cabello humano visto a una distancia de un kilómetro
y medio).
El telescopio Hubble
El Telescopio Espacial Hubble, denominado así en honor del astrónomo
norteamericano Edwin Hubble es un telescopio robótico instalado en los bordes
exteriores de la atmósfera, en órbita circular alrededor de la Tierra, a 593 km sobre el
nivel del mar, con un periodo orbital de entre 96 y 97 minutos. Fue puesto en órbita
el 24 de abril de 1990 como un proyecto conjunto de la NASA y de la ESA.
El sistema informático del Hubble contiene una base de datos con la posición
detallada de 15 millones de estrellas, que le permite apuntar con gran precisión a
sus objetivos.
La sofisticada cámara fotográfica del Hubble ha creado un mosaico de imágenes de
una gran sección del cielo, que incluye al menos 10.000 galaxias. Con él se han
observado aproximadamente un millón de objetos, obteniendo unas 500 000
fotografías.
Ha sido uno de los proyectos que más han contribuido al descubrimiento espacial y
al desarrollo tecnológico en toda la Historia de la Humanidad, hasta ahora. Gran
parte del conocimiento científico del que los estudiosos disponen del espacio
interestelar se debe al Telescopio Hubble.
Astrónomos de más de 45 países han publicado miles de artículos científicos acerca
de los descubrimientos hechos con el Hubble.
DETALLES TÉCNICOS DEL HUBBLE
La unidad es de forma cilíndrica, tiene una longitud de 13,20 m y un diámetro
máximo de 4,20 m; pesa casi 11 toneladas. El coste ascendió (en 1990) a 2.000
millones de dólares.
Inicialmente un fallo en el pulido del espejo primario del telescopio produjo
imágenes ligeramente desenfocadas. La primera misión enviada al espacio para dar
servicio de mantenimiento técnico al telescopio, pudo instalar un sistema de
corrección óptica del espejo primario y, gracias a ello, se logró conseguir las
especificaciones de resolución inicialmente previstas.
El telescopio es un sistema reflector de dos espejos, el mayor de los cuales tiene un
diámetro de 240 cm. Para la exploración del cielo incorpora varios espectrómetros y
tres cámaras: una de campo estrecho para fotografiar zonas pequeñas del espacio
(de brillo débil por su lejanía); la segunda, de campo ancho, para obtener imágenes
de planetas; y la tercera, es una cámara de infrarrojos.
Se emplean dos paneles solares para la generar la electricidad que alimenta las
cámaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio y el
equipos de refrigeración de la cámara infrarroja y el espectrómetro (ambos trabajan
a -180° C).
Debido al roce con la atmósfera (muy tenue a esa altura), el telescopio va perdiendo
velocidad muy lentamente y, a la vez, ganando atracción gravitacional.. Por eso, en
cada visita, se lo ha empujado a una órbita ligeramente más alta a fin de mantenerlo
en la órbita inicial.
La sexta misión de mantenimiento se llevó a cabo en mayo de 2009. La tripulación
estuvo integrada por siete astronautas. Con los arreglos realizados, se espera
conseguir que el Hubble alcance el final de su vida útil hacia 2010-2015. La fecha
exacta del fin del Hubble es incierta, ya que depende de la vida de los giroscopios y
de las baterías.
La NASA prevé lanzar hacia el 2012 un telescopio de nueva generación, el James
Webb (llamado así en memoria del segundo administrador de la NASA), para
observar el cielo en la franja del infrarrojo. El James Webb no es un sustituto del
Hubble sino un complemento, ya que observará en un rango distinto del espectro
electromagnético.
Principales descubrimientos realizados gracias al Hubble.
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Nacimiento de estrellas en la nebulosa del Águila.
Imágenes impresionantes de la colisión del cometa Shoemaker-Levy 9 con
Júpiter en 1994.
Imágenes del universo en expansión, que han proporcionado evidencias a
favor de la existencia de la materia oscura del universo.
La teoría de que la mayoría de las galaxias alojan un agujero negro en su
núcleo ha sido parcialmente confirmada por numerosas observaciones.
En diciembre de 1995, la cámara de Campo Profundo del Hubble fotografió
una región del tamaño de una treintava millonésima (uno entre treinta
millones) parte del área del cielo, que contiene varios miles de galaxias. Una
imagen similar del hemisferio sur fue tomada en 1998 apreciándose notables
similitudes entre ambas, lo que ha reforzado el principio que postula la
isotropía del Universo (es decir, que la estructura del Universo es igual por
todos lados, independientemente de la dirección en la cual se mire).
Ha hecho visibles las primeras galaxias que se formaron.
Ha permitido detectar helio en el espacio intergaláctico (posiblemente
originado en el Big-Bang).
Primeras imágenes que muestran galaxias con cuásares en su interior.
Ha detectado por primera vez emisión láser UV en el espacio.
Ha permitido inventar un nuevo tipo de lente gravitatoria en forma de cruz
que se podría utilizar como lupa para escrutar el universo lejano.
Primer mapa de un asteroide.
Descubrimiento de un nuevo tipo de satélite en la parte exterior de los anillos
de Saturno.
Primer mapa de Plutón.
Descubrir un par de anillos rodean una estrella que hizo explosión en 1987.
Nubes cometarias gigantes que se forman alrededor de una estrella
moribunda.
Columnas gigantes de polvo y gas formados en el interior nuevas estrellas.
Posibles sistemas planetarios en formación descubiertos en la nebulosa de
Orión.
Ha descubierto galaxias situadas a 13.000 millones de años-luz.
La mancha oscura de la atmósfera de Neptuno es transitoria: desaparece de
un hemisferio y aparece en el opuesto.
Europa, la luna helada de Júpiter, tiene una tenue atmósfera con oxígeno.
Centenares de millones de cometas rodean al Sistema Solar.