вторник, 2 апреля 2013 г.

Телескоп Хаббл – Столпы Творения

     Что может быть таинственнее и притягательнее необъятного космоса? Что-то огромное, непостижимое, красивое и загадочное, познать которое, будь у вас хоть супер звездолет, не хватит и всей человеческой жизни. А хочется ведь. Хочется узнать, что там кроется во всех этих галактиках, число которых по информации «Расширенного Каталога», сделанного на основе 2MASS (анг. Two Micron All-Sky Survey - обзор всего неба на длине волны 2 микрон, производившийся в 1997-2001 годах с помощью двух телескопов в Аризоне, США и в Чили) составляет чуть более 1 600 000 штук. А если взять, хотя бы, например, нашу с вами галактику Млечный Путь, то в ней число звёзд варьируется в количестве от 200-400 миллиардов звезд. А ведь каждая из них это огромный мир.
     Что там наверху (или внизу, справа или слева, спереди или сзади, смотря как себя представить в пространстве) волновало всех и всегда. Будь то попытка разгадать устройство окружающего мира и «как там оно все работает» или ответ на главный вопрос – с чего все началось.  Ученые твердо настаивают на том, что все образовалось из «Большого Взрыва», но верующие (и в древности и сейчас) настойчиво пытаются их переубедить, говоря, что все и вся вокруг создал Бог. При этом во все времена их последним доводом был костер. Ученые строят свои догадки и заключения на основе физики и химии, а религия имеет свои столпы – вера и заветы.
     Но где-то в космосе, далеко-далеко от нас есть свои столпы. Огромные и величественные, красивые и непостижимые Столпы Мироздания. Данная фотография была сделана космическим телескопом Хаббл, история, которого не менее интересна, чем история этой фотографии.
     Космически телескоп Хаббл (англ. Hubble Space Telescope) это автоматическая обсерватория, расположенная в космосе на низкой околоземной орбите вокруг Земли. Высота ортиты телескопа составляет примерно 570 км, а вокруг земли он обращается со скоростью 8 км/с за 97 минут (примерные данные). 
     Первое упоминания о таких космических станциях было сделано в книге «Ракета в межпланетном пространстве» немецкого ученого и инженера Германа Оберта в 1923. Но в то время, конечно это все были мечты, мечты. Главные плюсы планируемой космической обсерватории представил в 1946 году американский астрофизик Лайман Спитцер, который в своей статье «Астрономические преимущества внеземной обсерватории» выделил два основных плюса. 
     Первый -  космические объекты будут намного лучше видны. Земная атмосфера, а в частности воздушная турбулентность, не будет влиять на качество изображения. Именно из-за этих атмосферных искажений нам кажется, что звезды мерцают. 
     Второй плюс – изучение космических объектов во всех типах волн, которые они излучают. Опять же, земная атмосфера сильно поглощает всякие излучения из космоса. Будь то инфракрасное, рентгеновское, ультрафиолетовое или гамма-излучение. 
     Спитцер был главной движущей силой того времени в разработке идеи орбитальной станции. Впоследствии, в 1965 году, он был назначен главой комитета, в задачу которого входило определение научных задач для крупного космического телескопа. Уже в 1969 году он предложил НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (англ. National Aeronautics and Space Administration, сокр. NASA)) проект, который из-за экономических соображений сильно урезали, уменьшили размер зеркала и общую массу телескопа.
     В 1974 году группа работает над проектом позволяющим использовать в конструкции телескопа сменные секции. В следующем году к проекту присоединяется Европейское космическое агентство (англ. European Space Agency, ESA) и вместе они создают проект, который и стал Телескопом Хаббл.   В 1977 году Конгресс США утверждает финансирование строительства телескопа. Дата запуска планировалась на 1983 год.
     Телескоп назвали в честь Эдвина Хаббла, американского астронома, который перевернул представление Вселенной, подтвердив, что кроме нашей галактики Млечный Путь существует еще масса других и что сама Вселенная все время увеличивается.
     Началась трудная и ответственная работа, которая была поделена между многими компаниями. Не буду описывать кучу нудных подробностей, отмечу лишь, что планируемые сроки были сорваны из-за полировки зеркала, которая продолжалось до 1981 года. НАСА чтобы уменьшить затраты отказалось от резервного зеркала и перенесло дату запуска на 1984 год. Но со временем бюджет проекта все рос и рос, сроки срывались и срывались. Запуск откладывается до апреля 1985 года, потом пришлось продлить на год и в итоге (УРА!) определили точную дату запуска - октябрь 1986 года. К тому времени бюджет превысил миллиард долларов.
     Но тут случилась трагедия. 28 января 1986 года произошла катастрофа челнока «Челленджер», который взорвался на 73-ей секунде полета. Расследование показало кучу проблем в проекте использования шаттлов, например, таких как халатность на производстве и отсутствие на самом шаттле средства аварийного покидания. Использование шаттлов прекратилось, и готовые детали телескопа осели в хранилище. Но работа по улучшению,  настройке и модернизации не прекращалась ни на минуту.
     Наконец, 24 апреля 1990 года, шаттл Дискавери доставил телескоп на орбиту (расходы к тому времени превысили 2,5 миллиарда долларов, что не шло ни в какие сравнения с крохотным первоначальным бюджетом в 400 миллионов). Всеобщее ликование типа «Мы это сделали! Ю-ЭС-ЭЙ! Ю-ЭС-ЭЙ!» прекратилось практически сразу. Через пару недель стало понятно, что что-то не так. Изображение передаваемые с телескопа были на много лучше чем от земных телескопов, но Хаббл не выдавал обещанной резкости, что портило всю картину. Они были просто ужасно размытыми. 
     Выяснилось, что виновато во всем зеркало, отполированное с такой тщательностью и любовью. Оно было слегка не правильной формы. Возле краев зеркало было тоньше, чем в центре и поэтому свет фокусировался не в заданной точке.  Этот эффект называется «сферическая аберрация» и толщина дефекта зеркала Хаббла составил всего половину толщины обычного листа бумаги. Но и этого хватило. Разумеется, начались взаимные обвинения со стороны НАСА и оптической компании.
     Ситуация была уникальной, но заменить зеркало в космосе не представлялось возможным, как и спуск телескопа на землю. В конце концов, были придуманы «очки» для телескопа, устройство которое корректировало изображение до попадания света на зеркало.  Их было разработано два варианта – для широкоформатной и планетарной камеры.  Система коррекции получила название COSTAR.
За три года, до исправления дефекта Хаббл давал немало информации, хотя некоторые эксперименты и были отменены.   Пока готовилась экспедиция к телескопу техника шла вперед и поэтому, стартовавшие 2 декабря 1993 года на шаттле Индевор, астронавты провели в открытом космосе возле Хаббла целых пять дней. Они установили систему COSTAR (кст, при его установке было решено пожертвовать уже стоявшим высокоскоростным фотометром).  Сама камера была заменена на новую модель (камера имела три квадратных ПЗС-матрицы, соединённых углом, и меньшую «планетарную» матрицу более высокого разрешения в четвёртом углу. Поэтому снимки камеры имеют характерную форму выщербленного квадрата). Так же была замена масса деталей, включая солнечные батареи, компьютеры  и электронику. В конце была подкорректирована орбита телескопа за его трехлетний полет.
     За те несколько полетов к телескопу астронавты заменяли и модернизировали очень много. Меняли практически все, до чего могли дотянуться, не говоря уже о программном обеспечении. Последняя миссия по обслуживанию станции была запланирована на 2006 год, но 1 февраля 2003 года шаттл Колумбия потерпел крушение, развалившись, когда заходил на посадку. И опять все отменили.
     К моменту последней экспедиции к Хабблу, в мае 2009, набралось уже порядочно сбоев, поломок и неисправностей. Эта миссия практически занималась поддержанием жизни в умирающем теле. Да-да. Время телескопа Хаббл быстро утекает как вода сквозь пальцы. По планам специалистов все ремонтные работы и установка модернизаций даст время телескопу дотянуть до 2014 года. Его хотели спустить на землю и сделать музейным экспонатом, но скорее всего он будет затоплен в океане, как и наша станция «Мир». На замену ему готовят космический телескоп «Джеймс Вебб», запустить который планируют во второй половине 2015 года.
     Фотографию «Столпы Творения» телескоп Хаббл сделал 1 апреля 1995 года, всматриваясь в созвездие Змея. Оно содержит 106 звезд и все они видны невооруженным глазом. Молодое рассеянное звёздное скопление в этом созвездии образовало туманность, которую назвали Туманность Орёл (ну или по-научному Объект Мессье 16, M16 или NGC 6611. Расстояние - 6500 световых лет от Земли). В этом месте проходит активная фаза звездообразования, и поэтому там происходят вещи поистине потрясающие взгляд и ошеломляющие ум. Столпы Творения, находящиеся в этой туманности это не что иное, как столбы холодного межзвездного газа, водорода и пыли. Они выступают из внутренней стены темного молекулярного облака как сталагмиты со дна пещеры. Только пещера эта вселенского масштаба. Например, длина левого, самого высокого, столба составляет около 4 световых года (4 св. года= 3.78429219 × 1013 км). Такую цифру даже представить себе не возможно. Если этот столб положить на землю, то он чуть-чуть не достанет до ближайшей к нам звезды Проксима Центавра (4,22 св. года).
     Эти образования словно холмы в пустыне. Вокруг бушует ветер и эрозия, а твердые горные породы (базальт например) не дают себя разрушить. Так и в нашем случае. На протяжении тысячелетий окружающий пейзаж уничтожался, но твердые облака молекулярного водорода и пыли не дают потокам ультрафиолета от молодых звезд мгновенно разрушить это масштабное творение. Этот процесс называется фото-испарением. Именно ультрафиолет отвечает за свечения сверху и создаваемый эффект трёх мерности фотографии.
     По-простому это выглядит как царапанье огромными граблями по рыхлой земле. Оставшиеся бугорки и будут как раз нашими столпами. Чем глубже царапаешь, тем больше столпы.
     Цветное изображение было составлено из трех отдельных изображений, сделанных относительно излучения различных газов. Красный цвет – излучение однократно ионизированных атомов серы, зеленый – излучение водорода, а синее свечение – излучение двухкратно ионизированных атомов кислорода.
Согласитесь, для хорошей картинки  с таким масштабным действием и спецэффектами (а в нашем случае она как минимум блокбастер) не хватает одной лишь вещи – звука. А его в космосе нет. Записанные NASA радиочастотные излучения планет не в счет. Хоть они и очень пугающие, но для нашего дела не подходят. Нужна музыка, созданная землянами и записанная на «землянской» аппаратуре. А не инопланетное гудение. Оно, может быть и модное среди внеземных меломанов, но не «вставляет».
     Зато когда я включил первое демо под названием ‘A Coming into Existence’ американской славной группы Origin, исполняющую техникал брутал дэт-метал, Туманность Орла сразу наполнилось диким грохотом, словно столкнулись планеты. Дебютное демо, как говорится, бьет не в бровь, а в глаз. Всего четыре трека, но в них столько мощи, что на последнем альбоме, по моему мнению, группа даже не смогли и близко к ним подойти. Хотя наворочено и запутанно тоже будь здоров. Треки могут показаться однообразными, и в них нет тех гитарных выкрутасов, которые появились позже, но разве это плохо? Задача гитар состояла в массивности и упорном сверлении твоей черепной коробки, и они делают свое дело. Ударная часть просто шикарна, бронебойна и с обильным использованием тарелок. Добавьте сюда еще бухающий бас, и вы можете вообразить, что лилось мне в уши.  Что касается вокала, то когда вокалист начал свою работу, я в это время смотрел на обложку демо. И мне, в первое мгновение, показалось, что это начал рычать левый Столп. Ну, согласитесь, он похож на голову какого-то не то демона, не то чудовища с раскрытой пастью.
     Продолжать терзать мое психическое состояние под обложкой со Столпами Творения бросились англичане Mithras со своим альбомом ‘Worlds Beyond the Veil’. Хоть на обложке «морда» левого Столпа и выглядывает так слегка комично из-за своего же «тела», но в музыке ребята не допускают такой вольности. Как можно описать эксперимента брата дет-метал? Начнем с того, что, на мой взгляд, это первая группа в таком жанре, которая помещает вначале альбома интро на 6 минут. И интро это не брутальные звуки или вопли жертв, а космическое гудение. Зато второй трек просто отбрасывает как мощный взрыв. Если не обращать внимания на сильно похожие на синтетику ударные, то очень даже приличный материал. Очень много космических тем, много брутальных наворотов и соляков, два вокала, атмосферные вставки и бешеная скорость. Что еще надо чтобы озвучить Большой  Взрыв и последующее развитие вселенной, показанное в очень ускоренном темпе? Помните, я писал, что у Origin треки могут показаться однотипными? Здесь такого нет. Ни одного похожего места я не услышал на протяжении всего часа. Честно скажу, для меня эта группа открытие в этом году. Очень советую ознакомиться тем, кто любит не банальное «молотилово», а оригинальность, но не отступающую от канонов жанра.
     Думаю, хватит с меня таких «сверлений в мозг», и я поставил первое EP португальской группы The SymphOnyx под названием ‘Psico Fantasia’. 1997 года. Год назад Cradle Of Filth  выпустили, взбудораживший мир ‘Dusk… and Her Embrace’ и тут полезли на свет всякие воодушевлённые этим альбомом готик (или производные) группы. The SymphOnyx играют симфоник готик-метал, который для моего уха как колыбельная. Спокойно текущая музыка. Я бы даже сказал, что метала, тут как такового, и нет. Это готический рок с чистыми женским и мужским вокалами. И названия треков у них такие «приторные»: “Dream of the Rainbow Angels”, “Letter to My Love”, “ Red Moon ” и (как они решились на такое брутальное название?!) “Killing Zone”.  
     Когда я слушал эту запись, то сразу возникло ощущение, что я в кабриолете несусь по длинной извилистой трассе между планет. Поворот направо, поворот налево, поворот направо, поворот налево. А мимо проносятся звезды и планеты, и из динамика льется ‘Psico Fantasia’. Которая очень похожа на советский рок и чем-то мне напомнила КИНО, только без грустных мелодий и голоса Цоя. Вот как-то так.
     А теперь хочу рассказать о грустном и даже печальном. Меня самого поразила эта новость, хотя если так разобраться, то такие вещи в космосе происходят повсеместно и удивляться, как говориться, нечему. 
     Запущенный NASA в 2003 году, телескоп Spitzer (с 2009 года не работающий за исключением нескольких приборов), который наблюдал за космосом в инфракрасном диапазоне, всмотрелся в то место, где находились «Столпы творения». Он проник сквозь  их толщу и увидел за ними огромный быстро расширяющийся пузырь из горячего материала. Это произошел взрыв сверхновой звезды, и масса горячей пыли рванула в разные стороны. Вообразить взрывную волну не возможно из-за ее масштабов, но на фотографиях со Spitzer видно, что Столпы располагаются прямо на пути волны.
     Об этом было заявлено 08.01.07 на заседании Американского астрономического общества в Сиэтле. На основе этих фотографий ученые вынесли приговор Столпам. Примерно через 1000 лет Столпы Творения были уничтожены.  Я не ошибся. Действительно «были». Дело в том, что взрыв сверхновой произошел 6000 лет назад. А видим мы их потому, что Туманность Орёл находится на расстоянии 7000 световых лет от нас. И еще тысячу лет мы будем лицезреть эту прекрасную и величественную картину, пока свет не долетит до нас. А может и не будем, кто знает, что произойдет через тысячу лет? Но, в конце концов, Столпы Творение падут сраженные натиском ударной волны, доказывая вечные слова, что «Ничто не вечно под луной». Даже если ты огромный и, по земным меркам, вечный.


Андрей Paatddal Герасимов
Статья была издана в журнале Dark City '72 2013
Создано с помощью материала блога Archives Of Khazad-Dum