Telescopio spaziale Hubble

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Introduzione

Telescopio spaziale Hubble Osservatorio astronomico orbitante. Frutto della collaborazione della NASA e dell’ESA, fu lanciato il 24 aprile 1990; da allora orbita intorno alla Terra al di sopra dell’atmosfera terrestre, a circa 600 km di altezza, dove non esiste il disturbo dovuto alla diffusione della luce da parte dell’aria. Per questo, le immagini che raccoglie hanno un dettaglio inimmaginabile per qualunque strumento a Terra. Inoltre, alla quota a cui opera può catturare la luce ultravioletta, invisibile agli strumenti di Terra perché quasi completamente assorbita dall’atmosfera.

L’HST (Hubble Space Telescope) prende il nome dall’astronomo statunitense Edwin P. Hubble; la sua posizione privilegiata al di sopra dell’atmosfera terrestre ha consentito osservazioni astronomiche senza precedenti e scoperte di importanza fondamentale in astrofisica.

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Caratteristiche tecniche

Il Telescopio Spaziale Hubble è un oggetto lungo 13,2 m e largo 4,2 m; pesa 11 tonnellate ed è alimentato da due pannelli solari, che producono l’energia necessaria al funzionamento della strumentazione. Si tratta di un telescopio rifrattore con uno specchio principale del diametro di 2,4 metri. Ha una risoluzione teorica massima di 0,05 secondi d’arco (la risoluzione di un telescopio misura la sua capacità di risolvere, o distinguere, due oggetti posti a distanza ravvicinata). Come termine di paragone, i grandi telescopi a Terra, in condizioni ottimali del cielo, hanno una risoluzione 10 volte inferiore, vale a dire di 0,5 secondi d’arco.

Originariamente l’HST era equipaggiato con cinque rivelatori: la WF/PC (Wide Field and Planetary Camera), camera planetaria e a grande campo, costituita da due camere separate, una per le osservazioni panoramiche di oggetti relativamente brillanti (Wide Field) e una per osservazioni ad alta risoluzione (Planetary Camera); il GHRS (Goddard High Resolution Spectrograph), spettrografo ad alta risoluzione costruito per operare nel campo dell’ultravioletto; la FOC (Faint Object Camera), camera per oggetti deboli costruita dall’ESA, e il FOS (Faint Object Spectrograph), spettrografo per oggetti deboli; infine, l’HSP (High Speed Photometer), fotometro ad alta velocità ottimizzato per luce visibile e ultravioletta proveniente da sorgenti di luminosità variabile (ad esempio, le stelle variabili).

Nel corso del lungo periodo di attività dell’Hubble, tuttavia, la strumentazione originaria è stata via via sostituita con nuovi dispositivi per far fronte a problemi di funzionamento e per migliorare le prestazioni del telescopio. Gli interventi di manutenzione sono stati effettuati nel corso di missioni di servizio dello space shuttle con “passeggiata spaziale” degli astronauti addetti.

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Problemi tecnici e missioni di servizio

Poco dopo il lancio in orbita dell’HST, gli scienziati si accorsero che il suo specchio principale aveva un difetto, dovuto a un errore di fabbricazione; le immagini prodotte dal telescopio, infatti, erano affette da una grave distorsione e non erano a fuoco. Fu allora predisposta una missione di riparazione, la SM1, svolta nel dicembre del 1993 dallo space shuttle Endeavour. Al posto del fotometro HSP, che dovette essere rimosso, fu inserito un dispositivo di correzione ottica, detto COSTAR, e la camera WF/PC fu sostituita con la più sofisticata WF/PC2. La missione di riparazione, molto complessa, ebbe pieno successo.

Nel febbraio 1997 una seconda missione di servizio (SM2) controllò lo stato dei sistemi dell’HST, sostituì lo spettrografo ad alta risoluzione GHRS con lo STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) e aggiunse una camera per spettroscopia nel vicino infrarosso (NICMOS, Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer).

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Risultati e successi

Già prima della riparazione del 1993, l’HST era comunque riuscito a ottenere immagini di notevole importanza, quali quelle che mostravano misteriose strutture scure nella galassia a spirale M51, mai osservate prima. Una volta reso pienamente operativo, poi, l’HST ha portato dati e informazioni fondamentali: ad esempio, la distanza e la velocità di recessione delle galassie, dato importante per risalire all’età dell’universo in base al modello del Big Bang (vedi anche Cosmologia; Origine dell’universo).

Nel luglio del 1994, l’HST registrò immagini eccezionali del pianeta Giove bombardato dai frammenti della cometa Shoemaker-Levy 9, da cui gli scienziati ricavarono dati utili per la determinazione della composizione chimica dell’atmosfera del pianeta. Più recentemente ha fornito numerose immagini di stelle e sistemi stellari in formazione, consentendo per la prima volta il confronto tra le interpretazioni teoriche e i dati sperimentali.