Kính viễn vọng không gian Hubble (tiếng Anh:Hubble Space Telescope, viết tắtHST) là mộtkính viễn vọng không gian đang hoạt động củaNASA. Hubble không phải là kính viễn vọng không gian đầu tiên trên thế giới nhưng nó là kính viễn vọng lớn và mạnh nhất từng được phóng thời đó. Nó được đưa lên và hoạt động trên quỹ đạo củaTrái Đất tại độ cao khoảng 610 km, cao hơn khoảng 220 km so với độ caoquỹ đạo của trạm vũ trụ quốc tếISS. Vớitốc độ di chuyển khoảng 7500 m/s, Hubble có thể quay 1 vòng quanhTrái Đất trong thời gian 97 phút và 15 lần mỗi ngày. Kính Hubble mang tên củanhà thiên văn học MỹEdwin Powell Hubble (1889-1953). Đây làkính thiên văn phản xạ được trang bị hệ thốngmáy tính và mộtgương thu ánh sáng cóđường kính 240cm.
Hubble được trang bị đầy đủ các công cụ hoạt động bằng năng lượngMặt Trời, nhằm chụp lại tất cả những hình ảnh củavũ trụ vớiánh sáng khả kiến,cực tím (UV) và ánh sáng bước sóng cậnhồng ngoại. Tất nhiên, tất cả các thiết bị trên Hubble đều được thiết kế để hoạt động ngoài khí quyển của Trái Đất và nếu đặt Hubble dưới mặt đất, rất nhiều thiết bị sẽ không còn tác dụng nữa.
Ngay từ những năm1940, người ta đã bắt đầu nung nấu ý định về một chiếckính viễn vọng không gian nhưng mãi đến cuối những năm1970 thì đó vẫn chỉ là ý tưởng, đề xuất và nhiều nhất là phác thảo trên bàn giấy. 30 năm đó đã tốn củaNASA khoảng ngân sách khổng lồ (gần 1 tỷ đô la) nên họ yêu cầu các đối tác từchâu Âu cung cấp thêm vốn đề tiếp tục dự án. Đáp lại yêu cầu đó, phíacơ quan hàng không vũ trụ châu Âu (ESA) cung cấp choNASA một số trang thiết bị đầu tiên của Hubble cùng với những tấm pinnăng lượng Mặt Trời. Đổi lại,ESA yêu cầu họ phải được dùng Hubble để quan sát trong ít nhất là 15% thời gian.
Tuy nhiên, quá trình chế tạo Hubble cũng không diễn ra một cách suôn sẻ theo kế hoạch củaNASA. Thậm chí quá trình xây dựng cơ sở hạ tầng còn phải hoãn lại vài lần do các vấn đề nảy sinh trong giao kèo. Rồi thì qua bao nỗ lực, cuối cùng vàotháng 4 năm 1990, Hubble đã hoàn thành và chính thức phóng lên quỹ đạo từ Trạm không quân mũi Canaveral, Hoa Kỳ. Tuy nhiên, sau khi lên tới quỹ đạo và chụp được những bức ảnh đầu tiên, các nhà khoa học nhanh chóng nhận ra rằng vì lý do gì đó, tất cả các bức ảnh chụp đều vô cùng mờ nhạt, không giống với những kỳ vọng ban đầu của họ.
Sau thời gian điều tra, cuối cùng họ kết luận rằng thủ phạm chính là khiếm khuyếtquang học được biết với tên gọi "cầu sai" (spherical aberration). Đây là hiện tượng cáctia sáng đơn sắc song song khi đi xuyên qua thấu kính không đượckhúc xạ đồng hội tụ tại cùng một điểm khiến chohình ảnh bị mất nét và độ phân giải. Tiến sĩ Robert Arentz tại tập đoàn hàng khôngvũ trụ Ball Aerospace giải thích: "Nguyên nhân là do các rìa bên ngoài của gương quá phẳng, độ lõm của nó chỉ có 4 micron, ít hơn cả độ dày của một sợi tóc."
Ball Aerospace là hãng cung cấp hầu hết các thiết bị cho Hubble và sau đó, họ chế tạo ra Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) - bộ gương có thể chuyển động nhằm khắc phục hiện tượng cầu sai của Hubble. Một điều may mắn nữa là người ta đã tính trước đến trường hợp này, Hubble được thiết kế để các phi hành gia có thể sửa chữa và nâng cấp nó ngay trên quỹ đạo. Và nó cũng là chiếc kính viễn vọng không gian duy nhất có thể làm được điều này. Vàotháng 12 năm1993, các phi hành gia đã tiếp cận và gắn COSTAR vào cho Hubble.
Kathryn C. Thornton và Thomas D. Akers lắp COSTAR năm 1993
Quá trình đưa COSTAR lên quỹ đạo cũng không phải là điều đơn giản, giám đốc cao cấp tại Ball Aerospace John Troeltzsch hồi tưởng lại rằng "bạn phải đóng gói nó một cách an toàn trong chiếc hộp kích cỡ tương đương một chiếc điện thoại và chịu được áp lực khi phóng lên bằngtàu con thoi. Tiếp theo đó, các phi hành gia phải đi bộ ngoài không gian, dùng cánh tay robot để lắp COSTAR vào đúng vị trí với độ chính xác lên tới 1/10 mm."
Từ sau khi lắp COSTAR, Hubble đã khắc phục được tình trạng cầu sai và bắt đầu cho hình ảnh rõ nét hơn. Sau thời gian phục vụ, cuối cùng COSTAR đã được tháo xuống sau sứ mạng thứ 15 và cũng là cuối cùng của Hubble hồi năm2009. Các thiết bị hiện tại mà Hubble đang sử dụng đều đi kèm với bộ COSTAR tích hợp sẵn bên trong, không cần phải gắn thêm vào nữa. Cũng trong năm2009 này, người ta cũng tiến hành lắp Wide Field 3 cho Hubble - một camera có độ phân giải và góc rộng hơn so với các thế hệ trước đây. Bên trên đây là 2 phiên bản của hình ảnh cực kỳ nổi tiếng do Hubble từng chụp lại được Pillars of Creation (cột trụ của tạo hóa), bức bên trái chụp năm2015 bởi camera Wide Field 3 và bên phải là chụp bằng camera cũ hồi năm1995.
Nó có thể thu nhậnánh sáng từ vật thể cách xa 12tỉnăm ánh sáng. Nó lần đầu tiên sử dụng công nghệ Multi-Anode Microchannel Array (MAMA) để ghi nhận tia tử ngoại nhưng loại trừánh sáng. Nó cósai số trong định hướng nhỏ tương đương với việc chiếu một tialaser đến đúng vào một đồng xu cách đó 320 km và giữ yên như thế.
Hubble mang theo nhiều trang thiết bịkhoa học vàcamera để phân tích dữ liệu và chụp lại nhữnghình ảnh củavũ trụ. Những camera này không thể tự chụp ảnh, tuy nhiên tương tự nhưcamera cần có ống kính thì Hubble cũng cần có gương để hoạt động. Hubble có một chiếc gương chính, đường kính khoảng 2,4 mét và một gương phụ kích thước nhỏ hơn.
Ánh sáng đi từ ngoài vào gặp gương chính sẽphản xạ đến gương phụ, sau đó ánh sáng tiếp tục được phản xạ trở lại vị trí trung tâm của gương chính, tại đây có một lỗ để ánh sáng lọt qua và dẫn tới các dụng cụ khoa học. Sau đó, camera sẽ ghi lại những gì mà hệ thống gương phản xạ về với 2 màu trắng và đen. Còn tất cả những luồng sáng, màu sắc đầy sặc sỡ mà chúng ta thường nhìn thấy là doNASA và Cơ quan hàng không vũ trụ châu Âu (ESA) tổng hợp 2 hoặc nhiều bức ảnh và bổ sung thêm màu sắc
Việc thiết kế kính này theo dạng mô-đun cho phép cácphi hành gia tháo gỡ, thay thế hoặc sửa chữa từng mảng bộ phận dù họ không có chuyên môn sâu về các thiết bị. Trong một lần sửa,độ phân giải của Hubble đã được tăng lên gấp 10.
Hubble đã cũ hơn trước và sẽ phải ngừng hoạt động, nhường chỗ cho một chiếc kính khác thay thế. Các nhàkhoa học cho biết rằng hiện tại, sức khỏe của Hubble vẫn tốt, các trang thiết bị vẫn hoạt động bình thường cho tới hết năm2020. Khi đó, người ta đã có một số hệ thống thay thế. Theo kế hoạch vào năm 2018, thiết bị Hubble làKính viễn vọng không gian James Webb sẽ chính thức được đưa lên quỹ đạo. James Webb có kích thước lớn hơn (đường kính gương gấp 3 lần Hubble), mạnh hơn và chi phí vận hành cũng tốn kém hơn Hubble.
James Webb hoạt động trên quỹ đạo cao hơn, khoảng 1,5 triệu km so với mặt đất - gấp hơn 4 lần so với khoảng cách từMặt Trăng. Khác với Hubble vốn được tạo ra để quan sát ánh sáng khả kiến và cực tím, James Webb được tối ưu cho ánh sáng hồng ngoại và dường như sẽ kế nhiệm kính Spitzer trong tương lai. Tiến sĩ McCarthy cho biết rằng: "James Webb cũng bắt được ánh sáng bước sóng cậnhồng ngoại tốt hơn Hubble cho phép nhìn rõ hơn vào các đám bụi của vũ trụ, nơi các ngôi sao và hành tinh đang hình thành. Nói cách khác, James Webb hoàn toàn thực hiện tốt công việc của Hubble và còn làm tốt, xa hơn nữa."
Sau vài năm tạm sửa chữa, chắc chắn rồi cũng có ngày Hubble chính thức lùi vào dĩ vãng. Trong thời gian này, các bức xạ từMặt Trời chính là kẻ thù lớn nhất khiến cho tuổi thọ của nó giảm dần theo thời gian.NASA luôn muốn mang Hubble trở về để lưu giữ trong viện bảo tàng nhưng với kích thước của nó, các tên lửa hiện tại không thể mang nó an toàn vềTrái Đất. Tuy nhiên, giải pháp ở đây là dùng tên lửa để hướng Hubble thẳng xuống đại dương hoặc cứ để cho nó trôi nổi trong không gian thêm nhiều thế kỷ nữa. Đó vẫn là dự tính vàNASA sẽ tiếp tục cân nhắc để đưa ra quyết định cuối cùng. Trong trường hợp xấu nhất, có thể Hubble bị để cho trọng lực đưa về và nghiền nát khi gặp bầu khí quyển vào năm 2037.
NASA đã cho kính Hubble ngừng hoạt động vào năm2014. Hiện nay,tàu con thoi Atlantis đã sửa chữa thành công để nâng cấp cho Hubble hoạt động lâu hơn và hình ảnh chuẩn hơn. Thay thế nó làkính thiên văn vũ trụ James Webb.
.jpg)
.jpg)
_Star-Forming_Pillar_of_Gas_and_Dust.jpg)
.jpg)
