Astronomický dalekohled na Zemi má montáž, pomoci které ho otáčíme. Hubbleův vesmírný dalekohled se ale pohybuje na oběžné dráze Země rychlostí 28 000 kilometrů v hodině. Jak ho vědci otáčí a jak udržují jeho pozici nasměrovanou na pozorovaný cíl? Legendární přístroj má na palubě systém řízení polohy. Jeho součástí jsou senzory pro sledování vybraných hvězd, aby věděl, kam se dívá.
Jak se manipuluje Hubble
Otáčení dalekohledu obstarávají čtyři reakční kola. Když se točí jedním směrem, dalekohled se otáčí opačným směrem. Fyzikální zákony využívají také gyroskopy. Na palubě jich je celkem šest. Celé zařízení má tvar i rozměry trochu větší plechovky. Uvnitř je setrvačník otáčející se 19 200x za minutu ve válci ponořeném v kapalině.
Protože fyzikální zákony vyžadují zachování momentu hybnosti, při otáčení dalekohledu vzniká síla, která způsobí naklonění osy rotujícího setrvačníku a jeho posunutí z původní polohy. Měřením posunutí osy měříme sílu, kterou na ni působí otáčející se dalekohled. Kosmická loď používá tyto informace k určení rychlosti a směru, kterým se otáčí.
Kosmonauti s heverem
Gyroskopy mají různé mechanické části a kvůli nim omezenou živnost, takže je potřeba je měnit. U zařízení na Zemi bychom zavolali opraváře, ale Hubbleův dalekohled se pohybuje více než 500 kilometrů nad Zemí. NASA proto musela povolat astronauty.
Pomoci raketoplánů absolvovali v letech 1993 až 2009 pět servisních misí. Během nich zachytili dalekohled mechanickým ramenem, oblékli si skafandry a pustili se do práce. Měnily se nejen gyroskopy, ale také vědecké přístroje, počítače, a dokonce i solární panely. V roce 2011 ale raketoplány dolétaly.
Vesmírný dalekohled v bezpečnostním módu
V květnu se Hubble přepnul do bezpečnostního módu poté, co se porouchal další gyroskop. Nyní už má k dispozici jen dva. Na začátku června tak NASA představila plán, ve kterém bude Hubble pracovat jen s jedním gyroskopem. Druhý bude zapnut až poté, co se ten první pokazí. Díky tomu bude životnost dalekohledu prodloužena a vědci věří, že by mohl pracovat ještě asi deset let.
Režim jednoho gyroskopu však bude pro Hubbleův tým znamenat určitá omezení. Například bude trvat déle, než se přesune z jednoho pozorovaného cíle na druhý. Hubble tak stihne udělat méně práce. Dalekohled také nebude schopen sledovat planetky a komety, které jsou k nám blíže než Mars a rychle se vůči nám pohybují. Podobných cílů ale Hubble během své historie pozoroval jen velmi málo.
Shoří nakonec v atmosféře?
Pokud nic neuděláme, Hubble skončí někdy okolo roku 2040 v zemské atmosféře, kde shoří. Při poslední servisní misi dostal Hubble zařízení, které umožňuje kosmické lodi se k dalekohledu připojit. Mohla by dalekohled dostat do atmosféry kontrolovaně, ale také by ho mohla vytáhnout na vyšší dráhu, kde by byl znovu opraven, a to třeba i roboty. NASA prověřuje různé možnosti, a to včetně mise pilotované lodě Crew Dragon od SpaceX. Konkrétní rozhodnutí ale ještě nepadlo.
Vesmírný dalekohled Jamese Webba:
Proč se s jeho opravou nepočítá?
Od prosince 2021 je ve vesmíru Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST). Jeho hlavní zrcadlo má pětkrát větší plochu než to od Hubbleova dalekohledu. Zatímco Hubble pozoruje vesmír převážně ve viditelném záření, JWST pracuje v infračerveném záření. S jeho opravou se nepočítá, a to i kvůli tomu, že se pohybuje po speciální dráze 1,5 milionu kilometrů od Země. Také on má šest gyroskopů, ale jedná se o jiný typ, který nemá mechanické části, takže vydrží mnohem déle.