Введение

Космический телескоп коррективной оптики (COSTAR) - это оптический инструмент коррекции, разработанный и построенный НАСА. Он был создан для исправления сферической аберрации первичного зеркала космического телескопа Хаббл, которое неправильно фокусировало свет на приборах фонофокусирования слабых объектов (FOC), фонофокусирования слабых объектов (FOS) и высокорезолюционного спектрофокусирования Годдарда (GHRS). Он был доставлен через шаттл к телескопу в рамках обслуживающей миссии STS 61 2 декабря 1993 года и успешно установлен в течение одиннадцати дней.

Происхождение

Когда в 1990 году было установлено, что основное зеркало недавно запущенного космического телескопа Хаббл (HST) было неисправным из-за неправильной формы, инженеры НАСА оказались под огромным давлением, чтобы исправить проблему. Неправильная форма зеркала вызывала сильную сферическую аберрацию, когда свет, отражающийся от края зеркала, фокусируется на другой точке, чем свет, отражающийся от его центра. Влияние дефекта на научные наблюдения зависело от конкретного наблюдения: ядро аберративной функции рассеивания точек было достаточно четким, чтобы позволить наблюдения ярких объектов с высоким разрешением, а спектроскопия точечных источников была затронута только потерей чувствительности. Однако потеря света на большом, не сфокусированном ореоле сильно снизила полезность телескопа для слабых объектов или высококонтрастных изображений. Это означало, что почти все космологические программы были по существу невозможны, поскольку они требовали наблюдения исключительно слабых объектов.

Разработка

Когда HST был запущен, на нем было пять научных приборов: широкопольная и планетарная камера (WFPC), спектрограф высокого разрешения Годдарда (GHRS), высокоскоростной фотометр (HSP), камера слабого объекта (FOC) и спектрограф слабого объекта (FOS). Поскольку вернуть телескоп на Землю для ремонта было слишком сложно, инженеры рассмотрели все варианты: заменить второе зеркало телескопа, отправив астронавта в оптическую трубку телескопа, установить круговую тень вокруг отверстия трубки, которая уменьшит апертуру и улучшит фокус, блокируя внешние области основного зеркала. В конце концов было определено, что с HST, все еще на орбите, они могут заменить WFPC улучшенной широкополосной и планетной камерой 2, которая будет включать коррекционную оптику. В Германии состоялось кризисное совещание Европейского космического агентства, чтобы обсудить проблемы с HST. Среди присутствующих был Джеймс Х. Крокер, старший инженер-оптик Ball Aerospace Corporation. Однажды утром, принимая душ в немецком отеле, он заметил, что душа движется по вертикальному пруту, и его можно зажимать на пруту с разной высоты и под разным углом. Служанка оставила душ в основании стержня и разместил плоский против стены, что означало, что занимает очень мало места, пока Крокер расслабил зажим и переместил его в положение, которое он хотел. Ему пришла в голову идея, что они могут монтировать необходимые корректирующие компоненты на таком устройстве, которое позволит им быть вставленным в трубку, прежде чем быть сложенным на роботизированных руках в нужное положение, чтобы перехватить лучи света из вторичного зеркала, исправить и затем сфокусировать их на различных научных инструментах. Чтобы установить систему COSTAR на телескоп, один из других приборов пришлось удалить, и астрономы выбрали для пожертвования фотометр высокой скорости, который был наименее важным из четырех осевых детекторов. В общей сложности было использовано десять коррекционных зеркал диаметром от 18 до 24 мм, так как камера слабого объекта и спектрограф слабого объекта имели по два отверстия для каждого из двух измерительных каналов, тогда как спектрограф высокого разрешения Годдарда имел только одно отверстие для обоих каналов. В ходе той же миссии первоначальный WFPC был заменен WFPC 2.