Štítek ‘Vesmírná technika’

Vesmírná technika: Optická soustava Hubbleova teleskopu

VT_2023_37

Dokonale sehraná kombinace primárního a sekundárního zrcadla dává Hubbleovu teleskopu schopnost pozorovat hlubiny vesmíru. Takzvaná optická soustava vyžadovala extrémní preciznost při výrobě, ale realita se nakonec od plánů v několika případech odchýlila. Byla to právě odchylka kónické konstanty primárního zrcadla, která způsobila, že že v prvních letech provozu byly snímky z Hubbleova kosmického dalekohledu rozmazané.

Vesmírná technika: Složitý vznik primárního zrcadla Hubbleova teleskopu

VT_2023_36

Aby se Hubbleův kosmický dalekohled mohl označovat jako dalekohled, musí být vybaven soustavou OTA (Optical Telescope Assembly), které se nyní budeme v několika dílech věnovat. Naše povídání zahájíme na součástce, jejíž význam je pro správné pozorování klíčový a která si také během svého vývoje prošla mnoha složitými fázemi. Řeč je o primárním zrcadle, jehož úkolem je sbírat slabé záření z pozorovaných kosmických objektů.

Vesmírná technika: Akumulátorové baterie Hubbleova teleskopu

VT_2023_35

Primárním zdrojem elektrické energie Hubbleova teleskopu jsou fotovoltaické panely. Když však kosmická observatoř přelétává nad neosvětlenou stranou Zeměkoule, musí čerpat energii ze šesti nikl-vodíkových akumulátorových baterií. Ty původní, které byly na palubě HST už při jeho vypuštění v roce 1990, vydržely více než 100 000 nabíjecích / vybíjecích cyklů a k jejich výměně došlo až při poslední servisní misi amerického raketoplánu k HST v roce 2009.

Vesmírná technika: Energetický subsystém Hubbleova teleskopu

VT_2023_34

Panely fotovoltaických článků jsou nejviditelnější součástí systému EPS (Electrical Power Subsystem) Hubbleova teleskopu. Pro úspěšné fungování jsou však potřebné i další součásti tohoto systému – třeba řídící jednotky CCC (Charged Current Controller), nebo PDU (Power Distribution Unit). Hlavním mozkem celého energetického systému je však jednotka PCU (Power Control Unit), která přijímá povely z palubního počítače, odesílá telemetrické informace o systému, zajišťuje správné natočení panelů s fotovoltaickými články a hlavně rozhoduje, jak bude distribuována vyrobená elektrická energie.

Vesmírná technika: Druhá výměna fotovoltaických panelů Hubbleova teleskopu

VT_2023_33

Druhá generace fotovoltaických panelů, o které jsme si povídali v minulém díle, sloužila po více než osm let. Nežádoucí vibrace sice byly výrazně eliminovány, ale nikdy nebyly úplně odstraněny. Přišel proto čas pro třetí generaci panelů, které byly instalovány v roce 2002 posádkou raketoplánu Columbia při misi STS-109. Tyto panely již nebyly (narozdíl od předešlých dvou verzí) svinovací, ale pevné a součástí Hubbleova kosmického teleskopu jsou dodnes.

Vesmírná technika: První fotovoltaické panely Hubbleova teleskopu

VT_2023_31

Vývoj fotovoltaických panelů, které slouží Hubbleovu kosmickému dalekohledu jakožto primární zdroj elektrické energie, nebyl vůbec jednoduchý. Do celého postupu zasahovaly nové poznatky o vlivu kosmického prostředí na techniku, ale i odklady způsobené mnoha různými důvody. Na oběžné dráze se navíc ukázalo, že ačkoliv se očekávalo zvolená konstrukce zabrání vzniku nežádoucích vibrací, tak se tak nakonec nestalo. Původní panely proto bylo potřeba vyměnit už při první servisní misi.

Vesmírná technika: Fotovoltaické panely Hubbleova teleskopu

vt_2023_30

Bez zdroje elektrické energie by palubní systémy Hubbleova kosmického dalekohledu nefungovaly. Primárním zdrojem energie této observatoře jsou dva fotovoltaické panely. Už od počátku návrhové fáze se počítalo s tím, že panely bude potřeba pravidelně kontrolovat a v případě potřeby proběhne jejich výměna. S tím, jak odborníci získávali zkušenosti, se ukázalo, že první výměna bude muset proběhnout ještě před startem. Původní design byl totiž mimořádně náchylný k erozi vlivem atomárního kyslíku, který se vyskytuje na oběžné dráze.

Vesmírná technika: Silové setrvačníky Hubbleova teleskopu

VT_2023_29

Předešlé díly naší minisérie věnované Hubbleovu kosmickému teleskopu se věnovaly metodám, s pomocí kterých teleskop velmi přesně určuje svou orientaci v prostoru a její případné změny. Jenže pouze znalost orientace v prostoru sama o sobě nestačí. Teleskop se občas potřebuje otočit nějakým směrem, aby mohl provádět pozorování jiného objektu. Stejně tak musí provádět korekce, aby po dobu pozorování udržel sledovaný objekt v zorném poli. Ke změně orientace nepoužívá pohonné látky, ale tzv. silové setrvačníky RWA.

Vesmírná technika: Systém sledující orientaci Hubbleova teleskopu

VT_2023_27

Dnes si posvítíme na systém, díky kterému může legendární Hubbleův teleskop provádět smysluplná vědecká pozorování. Řeč bude o systému PCS (Pointing Control Subsystem), tedy souboru vybavení, které se stará o přesnou orientaci HST a jeho precizní nasměrování k pozorovanému objektu. Dnes bude řeč o senzorech, které sledují, jak je Hubbleův kosmický dalekohled orientován v prostoru. Tyto údaje pak řídící počítač teleskopu využívá k případným korekcím, které vykonávají silové složky, ale o těch zatím ještě mluvit nebudeme.

Vesmírná technika: Systém SIC&DH a datová úložiště Hubbleova teleskopu

VT_2023_26

Systém SIC&DH na Hubbleově teleskopu pomáhá s řízením a koordinací vědeckých přístrojů, ale i s distribucí dat určených k přenosu na Zemi. Kromě toho tvoří jakýsi most mezi vědeckou aparaturou a hlavním řídícím počítačem celého Hubbleova kosmického dalekohledu. Palubní datová úložiště slouží k ukládání vědeckých i provozních údajů. Také tento systém se dočkal modernizace, díky které se zvýšila jeho kapacita a změna přinesla i další výhody.