The Hubble Groep 4
Maja Matic Lucienne v/d Boogerd Sascha Oosterbaan (L) Faydra Lieveld (L) L3K
Voorwoord. Dit werkstuk gaat over de Hubble, we hebben in totaal 4 hoofdstukken in ons werkstuk. Maar eerst komt onze voorwoord, het volgende stuk tekst, hierin gaan wij vertellen hoe we op het onderwerp de Hubble zijn gekomen, hoe onze taakverdeling in elkaar zit en hoe we te werk zijn gegaan. We hebben eerst samen gediscussieerd over het onderwerp. We waren het er allemaal over eens dat we iets met de ruimte wouden doen omdat we dat allemaal interessant vonden. Toen hebben we allemaal een paar onderwerpen bedacht en die in een lijstje opgeschreven. We hebben de lijstjes doorgenomen en kwamen tot de conclusie dat Hubble wel geschikt was als onderwerp. Vervolgens bedachten we een hoofdvraag, die houd in: Wat is er misgegaan bij de the Hubble? Daarbij bedachten we weer deelvragen. De deelvragen werden uit de verzamelde informatie gehaald die we bij elkaar hadden gebracht. Toen hebben we de taakverdeling gemaakt. We hebben de deelvragen die bij elkaar hoorden zodanig in een hoofdstuk opgesteld.
Toen hebben we de hoofdstukken verdeeld onder onze groepsleden. Daarna heeft iedereen de informatie voor zijn eigen hoofdstuk opgezocht en die hebben we naar elkaar toe gestuurd zodat we niet allemaal dubbele info zouden hebben. De taakverdeling is als volgt: Maja Matic: (Secretaresse): -Hoofdstuk 1 -Gedeeltelijk Voorwoord. -Nawoord en Conclusie. Lucienne v/d Boogerd(voorzitter): -Hoofdstuk 2. -Gedeeltelijk Voorwoord.
Faydra Lieveld(Lay-out):
-Hoofdstuk 3. -Gedeeltelijk Voorwoord. -Bronvermelding.
Sascha Oosterbaan(Lay-out):
-Hoofdstuk 4. -Voorkant.
Inhoudsopgave: Hoofdstuk 1 (door Maja)
Bladzijde:1 t/m 11
Hoofdstuk 2 (door Lucienne)
Bladzijde:12 t/m 19
Hoofdstuk 3 (door Faydra)
Bladzijde:20 t/m 26
Hoofdstuk 4 (door Sascha)
Bladzijde:27 t/m 34
Bronvermelding
Bladzijde:35/36
Conclusie
Bladzijde:37
Nawoord
Bladzijde:38
Lijst van bijeenkomsten
Bladzijde:39
Hoofdstuk 1 Wat is de Hubble precies? Maja Matic Al eeuwen lang probeerd de mensheid antwoorden te vinden op hun vragen. Vragen over het universum zoals, is er leven op andere planeten of komt er een einde aan het heelal? Door de nieuwsgierigheid van de mensheid hebben we een antwoord op onze vragen gekregen, op de meeste dan. Heel lang geleden in 1610 keek Galileo met zijn telescope naar de sterren. Dat was heel belangerijk voor de geschiedenis van de astronomie. Onze manier van denken, over de sterren enz. veranderde pas toen de Hubble Space Telescope werd ondekt. Door deze bijzondere ontdekking kunnen we nu van alles over het universum te weten komen. Maar wat is de Hubble nou precies? De Hubble Space Telescope is een lens die heel slim is ontworpen door Meneer Hubble. Dat komt door uitstekende en nauwkeurige voegwerken. De HST is het eerste observatorium dat geschikt is voor onderzoek naar alle hemellichamen. Een observatorium is een waarnemingsstation(een groot gebouw). Daar wordt gekeken naar de informatie die ze krijgen uit de ruimte doormiddel van de Hubble. Is ondekt/ontworpen door Edwin Powell Hubble, meer informatie over hem staat verder in dit hoofdstuk. De Hubble werd gemaakt in de jaren zeventig en lanceerde op 24 april in 1990. De space-shuttle is in een 452 km hoge baan gebracht. Twee maanden later kondigde NASA aan dat vanwege een afwijking in de vorm van de primaire spiegel de telescoop niet kon worden gericht. De storing was te verklaren aan een defect instrument dat werd gebruikt om de spiegel tijdens de laatste polijstfase te testen. Astronomen over de hele wereld waren geruineerd. Hoewel sommige spectrosscopische en fotometrische observatie’s nog kunnen worden uitgevoerd, waren de instrumenten voor de beeldoverdracht ernstig beschadigd en zullen de meeste kosmologische onderzoekingen, zoals survey’s van de verre ruimte en het opnieuw meten van de Hubbleconstante, tot minstens 1993 worden uigesteld, wanner een nieuwe camera met correctionele optiek voor de telescoop kan worden geleverd.
-1-
De HST neemt waar in de zichtbare en de ultraviolette gebieden van het elektromagnetische spectrum. De onderdelen van de telescoop zijn zo ontworpen dat er ook van heel ver een observatie kan worden gemaakt, binnen een tiende seconde. Door de Hubble zijn er heel veel dingen ondekt. Onze kennis over het heelal is nu veel breder. Er zijn heel veel sterren ondekt, de afstand tot bepaalde sterren en planeten is gemeten. Maar de grootste conclusie die dankzij de Hubble is gemaakt, is dat het heelal zich aan het uitbereiden was. Dat komt omdat bepaalde sterren steeds verder weg gaan staan. Alsof er een granaat is onploft en de scherven allemaal een andere richting op gaan. Van ons weg(de aarde). dit stukje stond in een boek dat in 1991 was gepubliceerd (“Kinderen van Hubble”). Wij willen met behulp van onze werkstuk zien wat er toen precies was misgegaan. Dit was al een voorstukje van die gebeurtenis. Wanneer en door wie is de Hubble gemaakt? Zoals al eerder genoemd weten we dat Edwin Powell Hubble de schepper is van de HST. Edwin is geboren op 20 november 1898 in Marshfield in Missouri. Zijn familie verhuisde naar Chicago vlak na zijn geboorte.
Op zijn middelbare school was hij een veelbelovende, maar toch niet een uitzonderlijke leerling. Hij viel meer op aan de atletieke kant. Hij besteede veel tijd aan sport en was er ook best wel goed in. Hij brak de Illinois State high jump record en toen hij op de universiteit zat, zat hij in het basketbalteam van de University of Chicago. Dus zijn omgeving dacht altijd dat hij iets in die richting zou doen. Hij won een studiebeurs naar Oxford waar hij rechten studeerde. Toen hij thuis was duurde het niet lang voor hij besloot dat zijn toekomst in de astronomie lag, wat een heel wijs besluit van hem was. Hij maakte zijn PhD (dokter in de wijsbegeerte) aan de Chicago Yerkes Observatorium in 1917 af. In de vroegere jaren 20 speelde Hubble een hoofdrol in het vaststellen van wat melkwegen zijn. De melkweg staat bekendt als een nevelplek met allemaal verschillende sterren. Niemand is het er mee eens dat deze kleine collectie sterren allemaal tot onze Melkweg behoort. De Melkweg strekt zich uit over de lucht, maar het kan ook zijn dat dat allemaal verschillende melkwegen zijn. Of het is een net zo grote Melkweg als de onze, maar alleen veel verder weg. In 1924 meette Hubble de afstand van de nevelvlek van Andromeda. Dat is eeen vage plek van licht met ongeveer dezelfde duidelijke diameter als die van de maan. -2-
Hij liet zien dat het tienduizenden malen verder was als de dichtstbijzijnde sterren. Het moest een gescheiden Melkweg zijn vergelijkbaar in de maat als onze eigen Melkweg, maar dan veel en veel verder weg. Hij beheerste in 1925 het gerangschikte schema voor de structuur van de melkwegen dat vandaag nog steeds gebruikt word. Hubble was alleen in staat om van een handvol Melkwegen de afstand te berekenen, maar hij realiseerde dat hij hun opfleurende verschijning als een aanwijzing van de afstand kon nemen. De snelheid van een Melkweg was makkelijk te berekenen door de Doppler hulpmiddel van hun licht. Het is te vergelijken met een racecar waarbij het geluid steeds zachter wordt naarmate de auto steeds verder weg rijdt. Zo word ook het licht van een Melkweg steeds roder. Ook al kunnen wij met onze oren de moter horen als hij start, maar met onze blote ogen kunnen wij het steeds roder worden van de Melkweg niet zien. Dat moet je met een gevoelige spectrum apparaat doen. En dat deed Hubble. In 1925 was er een Hubblewet en die is v=H1. Hubble’s orginele wet was in 1936 pas af. Dat kwam doordat hij dingen heel goed ging bestuderen. Hij keek naar het werk van anderen astronomen en kwam erachter dat inplaats van H staat voor 526 km s –1 Mpc-1 in 200 km s-1 Mpc-1 was veranderd. Hij veranderde vooral van mening toen hij het werk van Baade doornam. Een paar jaar later ontstond er een misverstand over de Cepheids. Hubble zei dat de eindeloze ruimte enorm gegroeid was. Het Universum was zich an het uitbereiden. Hij zei ook dat de groepen melkwegen zijn verstoord geraakt doordat ze allemaal in een andere richting gingen. Een onveranderlijke richting. Hubble had in 1936 een boek gepubliceerd. De titel van het boek was ‘The Realm of the Nebulae’. In dit boek vertelde hij over de wattige lichtvlekken, nebulae is het Latijnse woord voor wolken, die tussen de sterren voorkwamen. Hubble was erin geslaagd de afstand tot enkele nevels te schatten op enkele honderdduizenden lichtjaren. De nietige nevels werden plotseling uitgestrekte stelsels met miljarden sterren die tienduizenden lichtjaren ver weg stonden. Dat waren hemels eilanden die vergelijkbaar waren met de Melkweg. Hubble ondekte dat de sterren de mensen van de kosmos waren. Hoe verder hij keek, hoe meer hij ondekte. Hubble kwam nog tot een bijzondere ontdekking: de nevels schenen zich van ons te verwijderen alsof ze naar buiten werden geblazen als scherven van een granat. Deze vreemde omstandigheid kon worden voorspeld aan de hand van Einsteins theorie over de zwaartekracht. Als Hubbles waarnemingen en Einsteins theorie klopte, dan had het heelal een begin waarin alle nevels bij elkaar lagen. Het stond voor iedereen zichtbaar in de sterren geschreven. Hubble was van z’n vakgebied afgedwaald. Tijdens de oorlog was hij opgeroepen om leiding te geven aan een artillerieschool in Aberdeen in Maryland. Toen hij terugkeerde naar Pasadena, lag hij een stap achter. Hij en zijn assistent, Milton Humason, waren al zo ver in het rijk van de sterrenstelsels doorgedrongen als met de 250 cm-telescoop van Mount Wilson mogelijk was en hij moest noodgedwongen wachten tot de 500 cm-telescoop klaar was om gebruikt te worden. -3-
Hubble had zich de afgelopen 20 jaar bezig gehouden met het opstellen van een uitgebreide programma van waarnemingen dat een eerste antwoord kon geven op vragen met betrekking tot het uitdijende heelal en zich verwijderende nevels. Tijdens een eerste informele bijeenkomst van toekomstige gebruikers van de Palomar Telescoop vroeg Hubble voor zijn werk de helft van de beschikbare observatietijd op de weldra in gebruik te nemen telescoop. Zijn verzoek werd vriendelijk afgewezen. Hubble slikte het als een Engelse gentelman. Een van de deelnemers zei later dat er een ‘sfeer van persoonlijke tragedie’ in de lucht hing. Hubble ergerde zich. In januari 1949 mocht Hubble eindelijk bij de telscoop. De buitenste 45 cm van de telscoop waren nog niet af, maar hij kon wel zeggen dat de telescoop alles was wat hij gehoopt had. De grote veldtocht begon eindelijk. Hubble bleef tot eind april observeren en maakte de ene fotografische plaat na de andere van sterrenstelsels die door de reusachtige spiegel tot volle schittering werden gebracht. In mei werd de spiegel uit de telescoop gehaald voor zijn laatste bewerking. Hubble had het heel druk en zag dat observatietijd tekort kwam. Dus besloot hij dat hij een assistent nodig had. Hij vroeg Greenstein iemand aan te bevelen. Greenstein die wist dat Sandage praktisch ervaring had, stuurde hem naar Hubble.
Sandage Tot toen was Sandage niet echt in aanraking gekomen met de atronomen van Mount Wilson. Voor de studenten was Mount Wilson net een hemel. Daarom ging Sandage ook met knikkende knieën naar Hubble. Hubble stelde uiteraard niet teleur: hij was precies het beeld van iemand die teams van astronomen eropuitstuurde om het heelal te meten. Hij was een lange, knappe man met een wilskrachtige kin en hield meestal een pijp tussen de tanden geklemd. Hij ging gekleed als een Engelse lord en een Oxbridge accent overstemde de tongval van zijn geboortestreek Missouri. Die zomer gaf Hubble Sandage een opdracht. Hij moest de foto’s zo lang bekijken totdat hij een conclusie kon trekken. Hubble was in die tussentijd op vakantie bij zijn ranch in Colorado. Kort daarna kreeg Hubble een hartaanval en mocht hij minstens een jaar geen waarnemingen doen. Hij moest thuis blijven en in bed liggen. Hubble was er ondertussen doorgedrongen dat de Grote Veldtocht moest doorgaan, maar dat hij niet langer zelf waarnemingen kon doen. Op foto’s uit die tijd staat hij afgebeeld met een uitgemergeld gezicht en holle ogen. -4-
Humason was op Mount Wilson zijn trouwe luitenant geweest, maar ook Humason werd oud. In 1950, een jaar na hun kennismaking, liet hij Sandage opnieuw bij zich komen. Deze keer stond er meer op het spel. Hubble onderwierp hem aan wat Sandage later noemde ‘een reeks merkwaardige proeven’. In de herfst van 1950 begon Hubble af en toe terug te keren naar Palomar, waaar hij in een kamer sliep met een alarm, zodat hij zo nodig om hulp kon bellen. Steeds vaker stuurde hij plaatsvervangers om waarnemingen te doen en leidde hij de onderneming vanuit zijn enorme kantoor in Santa Barbara Street. Ieder keer als Sandage naar de bergtop vertrok kreeg hij 3 verschillende instructies mee, afhankelijk van de opdracht. Sandage bracht de belichte platen naar z’n meester als een schooljongen die zijn huiswerk inlevert. Hubble bestudeerde ze, leverde er commentaar op en nam ze dan mee om ze te analyseren. Hubble werd Sandage’s persoonlijke mentor in de kosmologie. Ook nam Hubble Sandage op andere manieren onder zijn hoede. Hij nodigde hem thuis om te dineren met gasten zoals Huxley en Stravinsky. Hij sprak met Sandage over filosofie, kunst, het heelal en relegie. Sandage voelde zich minder vergeleken bij Hubble, daarvoor werkte hij heel hard om net zo goed als Hubble te worden. Hubble was zeer onder de indruk van Sandage. Tegelijkertijd was Hubble zeer formeel; op het personelijke vlak kwam Sandage niet veel van hem te weten. Hij las veel over filosofie en religie, maar wat voor conclusie’s of verbanden hij trok, hield hij voor zichzelf. Zelfs tegenover zijn eigen gekozen opvolger toonde Hubble zich gereseveerd, altijd beleefd en welgemanierd, maar toch afstandelijk gedurende zijn laatste jaren op Caltech werkte Sandage beurtelings met Hubble en baade, de twee tegenpolen van de kosmologie in Pasadena. Baade was meer een gezelligheids mens en vertelde grapjes over zichzelf. Baade en Hubble waren twee hele verschillende personen. Hubble wou het heel groot aanpakken en Baade juist andersom, hij wou vooral op de details letten. Er was ook een derde persoon, Humason. Hij was een man met een dromerige blik achter een stalen brilletje en vlezige lippen.
Humason -5-
Hij was niet alleen Hubble’s alter ego, maar was ook zijn voornaamste waarnemer. Hij wist hoe hij Hubble moest aanpakken en hij wist hoe hij met de rest van de staf moest omgaan. Sandage werd aan een unversiteit gevraagd. Hij wist dat er nog plannen waren van Baade en Hubble die nog moesten worden uitgevoerd. maar ondanks alles ging hij op het aanbod in. Hij zou over een jaar terugkomen. In 1953, niet lang na de terugkomst van Sandage, kreeg Hubble opnieuw een hartinfract en overleed. Zijn vrouw Grace belde het observatorium om het slechte nieuws mee te delen. Niemand heeft ooit wat van zijn begrafenis gehoord en niemand weet wat er met zijn lichaam is gebeurd. Het gerucht ging rond dat Grace hem heeft laten cremeren. Sandage bleef de daaropvolgende 17 jaar Grace trouw bezoeken in het huis aan Woodstock Road in San Marino. Sandage nam zijn werk over om het af te maken. Door wie wordt de Hubble gefinanceerd? De Hubble wordt door NASA gefinanceerd. NASA was opgericht in 1915,maar toen heette het National Advisory Council for Aeronautics. Het was opgericht vanwege ontwikkelingen en onderzoek van de luchtvaart. De NASA financieert niet alleen de Hubble maar meerdere projecten. Op 2 april 1958 kreeg de raad een nieuwe naam: NASA(National Aeronautics and Space Agency). Maar later weer veranderde het in : National Aeronautics and Space Administration. Dat was om aan te geven dat de organisatie een grotere verantwoordelijkheid had. De NASA heeft twee doelen : Punt 1: Ze moesten voorkomen dat alle ontdekkingen in de ruimte door de Russen zouden worden gedaan .Daarom moest er zo snel mogelijk een Amerikaan de ruimte in worden gestuurd.Ze stuurden een reeks ombemande ruimtevaartuigen naar de Maan. Von Braun en zijn team werden van de Amerikaanse landmacht overgeplaatst naar de NASA in Pasadena. De Russen liepen qua kennis voor. Waar de NASA pas in geinterseerd was waren de Russen allang voorbij. Op 2 januari 1959 lanceerde de Russische raket, de bolvormige satelliet Luna 1.
Luna 1 -6-
Hij was het eerste object die volledig aan de zwaartekracht van de Aarde ontsnapte. Nadat de satelliet ook buiten het bereik van de zwakkere zwaardekracht van de Maan was gekomen , kwam hij als eerst satteliet in een baan om de Zon terecht . Gedurende de hele vlucht verzond de Luna1 gegevens naar het controlecentrum. Als dat nog niet genoeg was, werd er op 2 september 1959 Luna 2 gelanceerd, recht op de Maan af. Een dag later eindigde de vlucht met een crash op het Maan oppervlak. Drie weken later werd Luna 3 gelanceerd, voor nog meer verkennigstochten . Hij vloog in een baan achter de Maan langs. De beelden die op de basis werden ontvangen , vertoonden voor het eerst in de geschiedenis een blik op de achterkant van de Maan. Hiermee vergeleken waren de Amerikaanse pogingen kinderspel. Toch waren ze er in geslaagd satteliet in de baan om de Aarde te brengen en vandaaruit konden ze tenminste een voorsprong behalen op de kennis van observatie-en onderzoeksapplicaties. In 1960 werden twee nieuwe satellieten gelanceerd . Echo 1 was een plastic ballon gewikkeld in aluminium . Hierop konden radiosignalen weerkaatst worden naar plekken op de Aarde die niet eerder bereikt konden worden vanwege de ronde vorm van het aardoppervlak.
Echo 1 De tweede satelliet , de Television and Infrared Oservation Satelliten(TIROS),werd in april 1960 gelanceerd.Dit was de eerste satelliet waarmee het weer op Aarde kon worden geobserveerd. De televisiecamera’s aan boord werkten op accu’s die opgeladen werden door zonne-energiecellen. Ze observeerden het wolken dek en gaven belangrijke informatie voor de weerberichten. In 1961 nam de ruimtevaartwedloop een wending. De Amerikanen hadden zoveel vooruitgang geboekt, dat het opeens waarschijnlijk werd dat ze voor de Russen een astronaut de ruimte in konden sturen. Bovendien maakte Eisenhouwer plaats voor John F. Kennedy. De nieuwe president veranderde de doelen van de NASA heel erg. Het verkennen van de Maan met onbekende sondes was niet langer het belangrijkste doel van de organisatie. -7-
Punt 2: De NASA wilde voor 1970 op de Maan landen met een bemande raket. In de jaren ’60 van de 20e eeuw ontwikkelden de Amerikanen verschillende ballistische projectielen als krachtig lanceervoertuig. De Titan 2 werd als eerste gelanceerd en had twee stuwraketten op vaste brandstof, die aan de raket op vloeibare brandstof waren gemonteerd.
Titan 2 Hierop volgde de Thor, een ballistische middellangeafstandsraket op vloeibare brandstof en later werd aan de Atlas en de Titan een extra trap toegevoerd, die brandde op vloeibare zuurstof en waterstof. Hiermee konden zware militaire satellieten in de baan om de Aarde worden gebracht. 40 jaar na de geslaagde eerste vlucht van een satelliet waren de lanceerraketten volledig betrouwbaar geworden. Hierna verlegde de aandacht zich op de satellieten zelf, om meer informatie te krijgen over de Aarde en de ruimte waarin hij zich bevindt, en om de enorme kosten van de lanceering te drukken. Meer landen gingen met de ruimtewedloop meedoen door hun eigen lanceervoertuig te ontwikkelen of door zich aan te sluiten bij de Verenigde Staten of Rusland.frankrijk lanceerde in 1965 met succes een satelliet. In 1970 volgden Japan en China, en in 1971 slaagde ook het Verenigd Koninkrijk hierin. Later werd door de West-Europeese landen het European Space Agencyprogramma opgezet waarmee de Arianestuwraket werd ontwikkeld. Deze raket gebruikte vaste brandstof in de eerste twee trappen en een cryogene motor in de derde en de laatste trap. Dat leverde genoeg vermogen om twee satellieten van de Amerikaanse deltaklasse (een gewicht van 1750 kilo per stuk) of een satelliet van maximaal 4500 kilo te lanceren. Deze enorme gewichten zijn te vergelijken met de vracht van een Space Shuttle. In de toekomst zullen raketten steeds zwaardere satelleiten de ruimte in kunnen vervoeren. Op dit moment (2000) wordt er in Amerika aan twee projecten gewerkt, voor goedkopere lanceermogelijkheden. De Lockhead Martin Cooperation werkt aan het Reusable Launch Vehicle-concept, dat te vergelijken is met dat van de Space Shuttle: een verticale lancering met raketmotoren en een horizontale landing zoals die van de vliegtuig. Er zal geen bemanning aan boord zijn en er worden geen aparte stuwraketten afgeworpen tijdens de vlucht. Tegelijkertijd is een multinationaal consortium onder leiding van Boeing bezig een olieplatform in zee te bouwen op een mobiel lanceerplatform dat naar de evenaar zou kunnen worden gesleept. -8-
Juist het succes van de maanlandingen vormde een groot probleem voor NASA. De astronauten waren met enorm veel geld en inspanning naar de Maan en terug gebracht, maar nu had het luchtvaartprogramma geen doel meer. Vanwege de koste en de duur was het onmogelijk om het programma van bemande landingen uit te bereiden naar het volgende logische doel, de planeet Mars. Het zou gemakkelijker en goedkoper om een proramma met onbemande sondes op te zetten. dat zou ongetwijfeld veel nieuwe kennis over het zonnestelsel en de rest van het universum opleveren, maar het sprak de mensen niet genoeg aan om het budget te verkrijgen dat de NASA nodig had. De oplosssing van het probleem lag dichter bij huis, namelijk in de baan om deAarde. Met meerdere vluchten kon een ruimtestation worden gebouwd, waar waardevolle langetermijnenexperimenten konden worden uitgevoerd in een gewichteloze omgeving. Misschien kon daarmee de basis worden gelegd voor een toekomstige ruimtevaart over lange afstanden. Voor het zover was, moest er eerst een technologishe hindernis worden genomen. De Saturn-raket had de maanlandingen mogelijk gemaakt, maar hij kostte veel geld. Elke raket had 120 miljoen dollar gekost en werd daarna min of meer weggegooid. Er moest een lanceervoertuig komen dat aan het einde van zijn missie terug naar de Aarde zou keren. Na een onderhoudsbeurt en tanken van brandsof moest hij opnieuw gebruikt kon worden, zo vaak als nodig was. Dat zou de ruimtevaart veel goedkoper maken, wat van invloed was op de toekomst van de NASA. Voordat de technische problemen waren opgelost, werd de NASA met nieuwe problemen geconfronteerd. Het project van de ruimtestation werd afgewezen door de Senaat. Er was geen behoefte aan een bemand lanceervoertuig dat opnieuw gebruikt kon worden. De toekomst van de verkenning van de ruimte zat in onbemande satellieten en ruimtesondes. Gek genoeg zou juist de ontwikkeling van de satelliet het nut van de Space Shuttle aantonen. Omdat het goedkoper was om astronauten in de baan om de Aarde te brengen zouden satellieten ook goedkoper en succesvoller zijn. Bovendien konden bestaande satellieten in de ruimte onderhouden en gerepareerd worden. De ontwikkeling van de shuttle leek moeilijker dan het maken van een krachtige en betrouwbare raket. Eind jaren ’60 was de technologie ver ontwikkeld. Besturingsproblemen van raketten binnen de dampkring en in de ruimte waren opgelost. Maar een ruimtevaartuig dat terug kon keren naar de Aarde, moest in de ruimte kunnen worden bestuurd en het moest ook binnen de dampkring gewoon kunnen vliegen. Net als bij het landingsproject werd het ontwerp van de Space Shuttle opgezet via een aantal logische beslissingen. Eerst werd er nog wat tijd verspild, doordat het onderzoek op een dood spoor zat.
-9-
De Amerikanen hadden met experimentele vliegtuigen in de X-serie veel nuttige ervaring opgedaan met vliegtuigen met raketmotor in de bovenste laag van de dampkring. Ze werden onder een bommenwerper opgehangen, die zo hoog mogelijk ging vliegen voordat hij ze lanceerde. In de bovenlagen van de dampkring konden deze vliegtuigen enorme snelheden bereiken. In 1947 werd de X-1 gelanceerd, het eerste vliegtuig dat door de geluidsbarriere brak en een supersonische vlucht maakte.
De X-1 De X-15 kon een maximum snelheid van 6430 km/h bereiken.
De X-15
Later experimenteerden de Amerikanen met vliegtuigen die nog sneller konden. Ze moesten daarvoor op de juiste hoogte worden gebracht door een stuwraket zoals de Atlas. Gezien de omstandigheden was het niet zo vreemd dat de NASA op het idee keam de shuttle met een raket in de baan om de Aarde te brengen. De raket zou door een piloot bestuurd worden, zodat hij weer veilig op de grond gezet kon worden, waarna hij bijgetankt en opnieuw gelanceerd zou kunnen worden.
-10-
Bronvermelding van hoofdstuk 1(Maja): Boeken: -De ruimte in. Schrijver: David Owen Websites: www.nso.lt/cosmos/hubble.htm www.spacetelescope.org/about/edwinhubble.html
-11-
Hoofdstuk 2: Wat is er allemaal verbeterd aan de Hubble en hoe gaat een lancering in zijn werk? Lucienne van de Boogerd In de ruimtevaart zijn al vele ontdekkingen gedaan.Waaronder door de Hubble Space Telescope(HST).Nu gaat zo’n onderneming naar de ruimte een stuk gemakkelijker dan vroeger. In de tijd voor de HST(dus meer dan 10 jaar geleden) was er veel meer tijd en geld nodig dan nu,om een onderneming naar de ruimte werkelijkheid te laten gebeuren. Voordat dit kon gebeuren was er nog een heel proces aan voorafgegaan. Natuurlijk waren er wel meer manieren om het heelal te ontdekken. Een zeer bekende waren astronomen met hun telescopen.Zij probeerden kleine stukjes heelal in een hele grote puzzel te laten passen. Ook zweefden er al een paar satellieten in de ruimte die ons op aarde beelden doorgaven van het Heelal.Die beelden kwamen terecht in de observatieruimtes van de astronomen.Het enige probleem was dat de afstand (vb.van Aarde naar Venus) en de tijdsduur nog onbekend waren.De satellieten gaven wel afstanden en tijden door maar niet precies en die precisie is wel erg belangrijk bij zo’n onderneming als een lancering naar de ruimte. Wanneer de afstand door wiskundigen uiteindelijk was berekend werden deze documenten naar een andere kamer gestuurd(een hogere kamer).De taak van deze kamer is alle documenten eens goed doorlezen en het nog eens controleren op fouten(Je kunt dit vergelijken met de 2e kamer die de beslissingen van de 1e kamer nog eens goed doorneemt). Als dit is goedgekeurd worden de documenten doorgestuurd naar degene die verantwoordelijk is voor de bouw van de raket/Shuttle.Diegene roept al zijn arbeidskrachten bij elkaar en ook zij moeten de informatie goed in zich opnemen.Dit is een zeer belangrijk gedeelte omdat de bouw van de raket gedeeltelijk afhangt van de informatie over de onderneming(vb: De snelheid en de tijd zijn bepalen voor de materiaalsterkte en dus voor het soort materiaal). Wanneer de raket gebouwd is,dit duurt meestal 3 tot 4 jaar en soms nog wel langer,wordt alles doorverzonden naar degene die verantwoordelijk is voor de inhoud van de raket.Deze roept ook al; zijn arbeidskrachten bij elkaar en ook zij lezen alles goed door. Bij de invoer van een Raket zijn 2 dingen het belangrijkst:
-12-
1: De Zuurstof toevoer. Er moet voor een bepaalde tijd en dus voor een bepaalde hoeveelheid zuurstof in de raket worden toegevoerd.Je ziet ook hier weer dat de informatie van de 1e en 2e kamer erg belangrijk is.Er wordt altijd nog wat extra zuurstof toegevoerd voor de zekerheid. 2: Het voedsel.Dit is simpel,zonder eten of drinken ga je dood. De precisie van de tijd en afstand is hierbij genoodzaakt. Omdat we vroeger een veel mindere techniek hadden dan nu in de ruimtevaart ging er vaak iets mis. Hier een lijst van problemen die vaak voorkwamen en waardoor vele astronauten het leven hebben verloren: 1: De lancering ging fout of ging op het laatste moment niet door. Als dit gebeurde hadden de bouwers het fout gedaan(dat was meestal het geval)of de informatie die zij hadden doorgekregen was fout.(vb. Alan Shepard zou in maart 1961 als eerste astronaut de ruimte gaan, maar vanwege problemen met zijn raket ging dit voorlopig niet door)hierdoor zijn veel astronauten om het leven gekomen(vb. De vijfentwintigste vlucht was met de Challenger en werd gelanceerd op 28 januari 1986. Bij de lancering ging het al mis, de Challenger explodeerde 72 seconden na de lancering. Dit was een grote klap voor de Amerikaanse ruimtevaart. Alle zeven bemanningsleden kwamen om het leven) 2: Zuurstoftekort. deze fout werd gemaakt doordat de precieze afstand en tijd niet goed waren berekend.Er werd dus te weinig aan zuurstof ingevoerd. Dat raakte op een gegeven moment op en de astronauten overleefden dit vaak niet. 3:Er was iets mis met de ruimtepakken. Ruimtevaarders dragen ruimtepakken.Dit is om de ruimtevaarders te beschermen tegen de kou en ook is het moeilijk bewegen in de ruimte in verband met de zwaartekracht.een ruimtepak bestaat uit 9 lagen(vb. In 1971 eindigde de vlucht van de Sojoez II met de dood van drie kosmonauten. De druk viel tijdens de landing weg in de cabine en de kosmonauten droegen geen drukpak. Dit was de grootste ramp voor de Russen in hun ruimtevaartgeschiedenis) Dit behoord eigenlijk ook tot Het zuurstof probleem doordat de ruimtepakken ook voor zuurstof zorgen.Ook als de zon op astronauten schijnt is het heel erg warm,daar beschermt het pak dus ook voor. Is er een fout gemaakt bij het maken van een ruimtepak,dan kan er veel mis gaan. -13-
(vb. Vladimir Komorov mocht de Sojoez-1 testen. Dit ging een hele tijd goed, maar tijdens de landing gebeurde het: de parachutes werkten niet en de Sojoez-1 stort neer op 23 maart 1967. Het kostte Komorov zijn leven.) 4:Te lang in de ruimte verbleven. Een astronaut kan maximaal een bepaalde tijd in de ruimte. blijven.Door gewichtloosheid verliezen spieren hun kracht en worden slapper.Ook bij botten gaan er allerlei belangrijke stoffen verloren zoals calcium.De langste periode dat astronauten in de ruimte waren was een jaar. 5:communicatieproblemen aan boord. het is ook wel voorgekomen dat de astronauten niet met elkaar konden communiceren en dus ook niet wisten wat de ene vond van een bepaalde situatie en dus niet wisten hoe zo moesten handelen.nog erger was het als ze contact verloren met de astronomen en degenen die de raket/’shuttle van beneden kunnen besturen.(vb. De in 1998 gelanceerde Mars Polar Lander (MPL) zou op 3 december 1999 moeten landen op Mars.Maar het contact viel weg .Er zijn in totaal zes contactpogingen uitgevoerd en die zijn allemaal mislukt. Het hele MPL-project is dus mislukt.) Dit waren dus een paar problemen die wel eens voorkwamen.met de Hubble Space Telescope kwam dit veel minder vaak voor.Natuurlijk kwam het nog wel eens voor.The Hubble biedt ook niet 100% zekerheid.Er kan altijd nog wat fout gaan. Het proces dat al eerder is verteld gaat nu nog steeds ongeveer hetzelfde.behalve dan dat het veel minder lang duurt doordat de HST gelijk alle afstanden en tijd doorgeeft met ook nog een hele scherpe foto’s.Ook door de komst van het internet en andere moderne technieken wordt het proces versnelt. Wat doen de astronauten met de informatie? Eerst worden de raketten of spaceshuttles nog eens gecontroleerd.Dat wordt door een speciale vakbond gedaan(Voorbeelden heb ik hiervan niet kunnen vinden).Als de raket aan alle eisen voldoet(zwaarte,materiaal,breedte,hoogt enz.)kan de lancering doorgaan. Als alles geregeld is wordt er gekeken naar degenen die aan de onderneming mee gaan doen,de astronauten. Om astronaut te worden moet je trainen in een zwembad met heel erg zout water.Door onderwater te zwemmen krijgen ze het gevoel van gewichtloosheid.Ook worden er veel testen gedaan.Ook prikken zijn belangrijk.Het is van groot belang dat je sterk en gezond bent(vb.de bijna fatale ramp met de Apollo 13. Al voordat de Apollo 13 gelanceerd werd, waren er problemen. -14-
Een van de reserve astronauten bleek de mazelen te hebben en een lid van de vaste crew had nog nooit de mazelen gehad en werd daardoor vervangen) Ook moet je genoeg motivatie hebben als je aan de vlucht mee wilt delen.Als je al de tests gehaald hebt kom je in aanmerking voor de lancering naar de ruimte.Dan is het alleen nog maar afwachten of je gekozen wordt uit alle anderen die al de tests ook hebben gehaald. Nadat de uitslag bekend is duurt het nog even voordat de lancering plaats kan vinden. Astronauten moeten alles weten van de lancering en ze moeten in elke situatie goed kunnen handelen.Ook is het erg belangrijk dat ze weten wat ze moeten doen bij de eindlocatie.De bedoeling is daar een ruimte station te bouwen en ook voor verdere verkenning van de planeet. Een ruimte station is een plek waar de astronauten onder gewichtloze omstandigheden experimenten uitgevoerd op het gebied van biotechnologie,materiaalkunde,fysica en scheikunde. Dit onderzoek is van belang voor de ontdekking van nieuwe geneesmiddelen,eiwitten,bijzondere materiaalmengsels enzovoorts. Als de astronauten al deze informatie weten een ook in de praktijk kunnen toepassen door middel van een nagemaakte raketten en alle mogelijke problemen na te bootsen met apparaten kan de lange reis naar de ruimte beginnen. Om te kijken welke vluchten er al zijn gemaakt naar de ruimte moeten we terugkijken naar de geschiedenis van de ruimtevaart. In de afgelopen jaren is er heel veel gebeurd op het gebied van de ruimtevaart. Hier een paar voorbeelden uit de periode van 1950 t/m 1970: De Sovjetunie had de primeur: op 4 oktober 1957 lanceerden zij Spoetnik-1, de eerste onbemande raket de ruimte in. Maar daar bleef het niet bij, Rusland ging in hoog tempo door met de ontwikkelingen in de ruimtevaart. Een kleine maand later, op 3 november 1957, werd door de Russen de Spoetnik-2 gelanceerd, een nieuwe raket die een stuk zwaarder was dan de Spoetnik-2. In de Spoetnik-2 zat de hond Laika (zie bron 1. Laika was het eerste proefdier dat de ruimte in werd gelanceerd. Amerika ging ook weer verder met de ontwikkeling van hun ruimtevaart: president Eisenhower gaf de opdracht om de National Aeronautics and Space Administration (NASA) op te richten. Dit gebeurde op 29 maart 1958. De NASA had als eerste doel om een man in de ruimte brengen. Dit project ging op 5 oktober 1958 van start als het Mercury project. Om dit doel te bereiken, werden zeven astronauten opgeleid, wiens namen op 1 april 1959 werden bekendgemaakt: Alan Shepard, Virgil Grissom, John Glenn, Scott Carpenter, Walter Schirra, Gordon Cooper en Donald Slayton. Alan Shepard was de eerste die de ruimte in zou gaan.
-15-
Ook in de jaren zestig heeft men niet stilgezeten op het gebied van de ruimtevaart. Op 19 augustus 1960 lanceerden de Russen Spoetnik-5. In de Spoetnik-5 bevonden zich verschillende levende wezens, onder andere twee honden (Bjelka en Strelka), vier muizen en twee ratten. Nadat Spoetnik-5 achttien banen om de aarde had gemaakt, keerde hij veilig terug op de aarde. Op 20 februari 1962, maakte John Glenn als eerste Amerikaan een baan om de aarde. Hij maakte drie omlopen. Totdat de derde generatie ruimteschepen in dienst kwamen, waren er nog geen doden gevallen bij de bemande ruimtevaart, maar op 27 januari 1967 kwamen er drie Amerikaanse astronauten om het leven. De Amerikanen waren inmiddels druk bezig met een nieuw project, het Apollo-project, en tijdens een routinetest op het lanceerplatform, een maand voor de lancering van Apollo 1, brak er brand uit in de capsule van Virgil Grissom, Ed White en Roger Chaffee. De drie astronauten konden het luik niet open krijgen en stikten toen de zuurstofslangen doorbrandden. Dit waren dus een paar voorbeelden van lanceringen en andere belangrijke hoogtepunten in de ruimtevaart in de periode van 1950 t/m 1970. Maar in deze periode gebeurde lang niet alles. In de periode na 1970,1970 t/m 1985,gebeurde er veel minder dan in 1060 t/m 1970. Een erg belangrijk hoogtepunt hier is wel,de kern van dit hoofdstuk,De Hubble Space Telescope wordt uitgevonden. Op 31 januari 1971 werd de Apollo 14 gelanceerd en op 5 februari 1971 vond de maanlanding plaats. Daarna kwam de Apollo 15. Dit was de eerste missie die was uitgerust met een Lunar Rover Vehicle (LRV). Dankzij deze maanrover kon de bemanning een groot oppervlak van de maan verkennen. een succes voor de Amerikaanse ruimtevaart in 1973 was de vlucht van de Pioneer 10. Dit ruimteschip passeerde namelijk als eerste de planeet Jupiter. Daarna waren er voor een lange tijd alleen maar onbemande vluchten naar planeten. De meeste van deze vluchten waren succesvol en zo is er veel informatie van verscheidene planeten verzameld. Op 24 december 1970 wordt ook de eerste Ariane-raket met succes gelanceerd. Nu is er eindelijk ook een betrouwbare Europese raket. Uiteindelijk zal de Ariane-raket in 1981 operationeel verklaard worden. Uiteindelijk werd de eerste Space Shuttle gelanceerd op 12 april 1981. In de periode van 1985 t/m 2000 is de ruimtevaart zich weer sneller gaan ontwikkelen: -16-
Op 20 februari 1986 werd het modernere ruimtestation Mir gelanceerd. Mir betekent ‘vrede’ en er brak met de lancering van de Mir een nieuw tijdperk aan. Pas in 1990 wordt er weer een echte grote stap gemaakt, de Hubble Space Telescope wordt gelanceerd en is sindsdien in een baan om de aarde. De Hubble- telescoop werkt nog steeds en zorgt af en toe voor mooie foto’s. Ook kan er veel informatie vergaard worden met deze telescoop. De telescoop is inmiddels al tien jaar oud. Op vrijdag 30 oktober 1998 is de Discovery opnieuw gelanceerd met de oudste astronaut aan boord.Die astronaut was 77 jaar. hij maakte deel uit van een soort experiment. NASA wilde weten of het kwaad kan om oudere mensen de ruimte in te sturen. John Glenn is in totaal tien dagen in de ruimte geweest en daarna weer veilig en gezond op aarde geland. Dit zijn maar een paar hoogtepunten en toch hele grote ontwikkelingen in de ruimtevaart. Nu is de vraag ook gelijk beantwoord wat astronauten met de informatie doen.Astronauten hoeven eigenlijk in het begin niets anders te doen dan alles goed in zich op te nemen.Het enige wat erg belangrijk is,is dat als astronauten er niet zouden zijn geweest er ook nog nooit iemand op de maan zou hebben gestaan.Hetgeen wat de astronauten doen is de boel(het heelal)goed verkennen en onderzoeken. Ik hoop dat heel het proces nu duidelijk is uitgelegd van de Hubble tot aan de astronauten.Een lancering gebeurt dus niet zomaar even.Dat duurt een paar jaar om het voor te bereiden en ook nog een ongeveer een maand totdat alle plannen zijn uitgevoerd(controle van alles door inspecteurs). De Hubble heeft al veel dingen ontdekt en het is een hele goede ontdekking,maar er moet toch nog het een en andere aan veranderen. De Hubble zweeft in een vast baan om de aarde met een snelheid van Elk jaar stuurt de NASA een team astronauten met nieuw materiaal om de mogelijkheden van de Hubble te vergroten.Dit kan omdat de Hubble astronautvriendelijk is ontworpen. Ze voegen wetenschappelijke instrumenten aan de Hubble toe.Elk nieuw instrument dat op de Hubble wordt geplaatst vergroot zijn wetenschappelijke sterkte met een factor van 10 of groter.2 voorbeelden van instrumenten zijn STIS en NICMOS.Dit zijn instrumenten in de vorm van een telefoon cel.STIS is om de snelheid van de Hubble groter te maken zodat hij sneller nieuwe dingen kan observeren, bijvoorbeeld de vorming van een nieuwe ster. -17-
Ook zorgt STIS ervoor dat de Hubble langer een plek kan observeren zodat ook de gehele zwarte gaten onderzocht worden. NICMOS is om de waarnemingsafstand te vergroten van de Hubble.Zo kan de Hubble ook dingen waarnemen die eerst te ver van de route van de Hubble aflagen. Hier zijn een paar missies van astronauten om instrumenten te plaatsen op de Hubble: Shuttle mission:STS-61. Servicing missie 1,gelanceerd in December 1993,was de eerste mogelijkheid om iets aan de Hubble toe te voegen.Hierbij werd de Hubble’s eerste spiegel gemaakt. Shuttle mission:STS-82. De 2e servicing missie,gelanceerd op 11 Februari 1997,heeft de productie van de Hubble erg vergroot.Zo kon hij meer foto’s en filmpjes maken van betere kwaliteit zodat we kleinere details nu veel beter konden waarnemen.Een bemanning van 7 mensen nam deel aan de missie.De namen van de bemanning zijn: - Mark Lee - Kenneth Bowersox - Scott Horowitz - Steven Smith - Steven Hawley - Joseph Tanner - Gregory Harbaugh Nu weten we wat er in het verleden aan de Hubble is veranderd,maar er moet i de toekomst ook nog het een en ander aan de Hubble gedaan worden.Dit gaat gebeuren op 24 Februari. Dan wordt er een wide field camera 3(WFC3) in geplaatst.Dit is om de waarnemingsmogelijkheid van de Hubble nog meer te vergroten.Dit is al de 3e camera die zal worden geplaatst en hierbij ook gelijk de laatste.De andere 2 camera’s zijn in de loop der jaren erg verouderd.Ze zitten er immers al sinds 1993.Camera 3 zal beide camera’s vervangen en dus is deze camera onmisbaar als hij eenmaal in de Hubble is geplaatst. Wat ook nog geïnstalleerd gaat worden op de Hubble is de Cosmic Origins Spectograph(COS).de COS is een nieuw instrument voor de Hubble wat in 2005 geïnstalleerd gaat worden.deze wordt geïnstalleerd om de eerste wetenschappelijke objecten in het heelal op grote schaal te bestuderen .
-18-
Bronvermelding: http://hubble.gsfc.nasa.gov/project-news/newsfeed.html http://hubble.gsfc.nasa.gov/hubble-operations/tracking.html http://hubble.gsfc.nasa.gov/technology/ http://www.rehon.nl/ http://ruimtevaart.pagina.nl http://space.cweb.nl/ www.spacecamp.com http://spaceflight.nasa.gov/ http://www.xs4all.nl/~carlkop/lanieuws.html www.astronomie.pagina.nl http://cos.colorado.edu/ http://hubble.gsfc.nasa.gov.html
-19-
Hoofdstuk 3: De werking van the Hubble en de opgeleverde producten daarvan. Faydra lieveld Inleiding: We weten nu wat de Hubble is, en hoe het in elkaar zit, en wat er is gedaan om de Hubble te testen. The Hubble ruimtevaart telescoop bevindt zich op ongeveer 600 kilometers boven de aarde. Deze plaats is een gunstige ligging voor de sterrenkundigen, want het geeft een duidelijk en goed uitzicht. De sterrenkundigen kunnen onmogelijk direct door de Hubble kijken, daarvoor is de Hubble veel te ver. In plaats daarvan gebruiken de sterrenkundigen de scheikundige instrumenten van de Hubble als hun ‘elektronische ogen’. Maar hoe werken deze instrumenten? En wat is er dan allemaal door de Hubble ontdekt? Hoe word de Hubble nou eigenlijk bestuurd? En waar is de Hubble nu, op dit moment? En ook zet ik alle feiten rond de Hubble op een rijtje. In dit hoofdstuk komen we te weten hoe de Hubble beelden vastlegt, hoe men communiceert met de Hubble, hoe de Hubble werkt in de ruimte en natuurlijk een hele reeks aan informatie en foto’s wat er allemaal dankzij de Hubble is ontdekt. Plaatje 1:
-20-
Het vastleggen van beelden: The Hubble is zoals jullie weten gemaakt om foto’s te maken van het sterrenstelsel en om informatie te geven, hierdoor kan men beter begrijpen hoe het heelal en dan met name ons sterrenstelsel in elkaar zit, we kunnen dan bijvoorbeeld te weten komen hoe oud onze sterrenstelsel is, of er ooit leven op een andere planeet is geweest enzovoorts. Om dit alles te weten te komen maakt de Hubble foto’s van sterren, planeten of andere dingen of de hubble probeert meer informatie te vergaren over onze sterrenstelsel. Om foto’s te maken heeft de Hubble geen normale fototoestel, nee, de Hubble heeft verschillende soorten instrumenten nodig om zo een beeld vast te stellen.. Onder deze instrumenten behoren onder andere camera’s en spectrografen. De Hubble camera’s zijn zoals jullie waarschijnlijk al raden geen gewone camera’s maar speciale, ze leggen hun beelden niet vast op film namelijk. De camera’s verzamelen het licht met elektronische detectors, waarna de spectrografen het licht splitsen in een regenboog van kleuren. (net zoals bijvoorbeeld een prisma zonnelicht sorteert) Doordat het licht gesplitst is op de beelden, kunnen de sterrenkundigen de kleuren bestuderen en onder andere de temperatuur en de leeftijd van de betreffende ster bepalen. Andere instrumenten zijn spiegels, de Hubble heeft een hoofdspiegel en een bijspiegel.De hoofdspiegel is best wel groot, het is een cirkelvormige spiegel met een diameter van 244 cm. Deze hoofdspiegel zit in een lange holle tube, waar het wordt beschermd tegen de stralen van de zon, de maan en van de aarde. De spiegels worden gebruikt om het licht zodanig te concentreren en te vergroten dat het een prima beeld vormt. Hoe de communicatie verloopt tussen de Hubble en de sterrenkundigen: We hebben nu gelezen hoe het vastleggen van beelden door de Hubble in zijn werk gaat. Maar wat gebeurt er dan nu met de beelden? Wanneer de Hubble een beeld heeft vastgelegd of informatie heeft kunnen krijgen over iets, dan wordt deze informatie door de Hubble omgezet in lange lijsten van nummers. Deze beelden/informatie wordt ook wel digitale data genoemd. Deze digitale data reizen als radio signalen naar communicatie satellieten, wanneer de satellieten de digitale data hebben ontvangen sturen ze de digitale data dan weer door naar het in Greenbelt.
-21-
( De digitale data wordt verstuurd door middel van radio antennes.) In het Goddard Space Center werken heel veel mensen die flight controllers worden genoemd. De controllers sturen meerdere keren per dag gedetailleerde instructies naar de Hubble. Deze instructies worden niet gestuurd in een taal, maar door middel van een code die de hoofdcomputer van de Hubble kan begrijpen. Dit alles gebeurd met een zeer nauwkeurige precisie, hierbij worden dus echt geen fouten gemaakt. Vanaf de Goddard Space Center in Greenbelt, wordt de digitale data doorgestuurd naar de in Baltimore. Daar worden al die digitale data’s omgezet in foto’s en astronomische data’s. Al die verschillende foto’s en astronomische data’s worden meerdere keren pre dag ontvangen, door het Space Telescope Science Institute worden de foto’s en astronomische data’s opgeslagen in optische computer diskettes. Dit zijn unieke bronnen voor hedendaagse en toekomstige sterrenkundigen, want het is echt heel veel informatie en foto’s als je bedenkt dat de observaties van een dag, een hele encyclopedie zouden vullen! Wat is er allemaal dankzij de Hubble ontdekt? We weten nu hoe de Hubble verschillende dingen kan ontdekken en hoe de ontdekte informatie word verwerkt. Maar wat heeft de Hubble dan allemaal ontdekt tot nu toe? De Hubble heel veel dingen ontdekt, dingen die men al lang hoopte te ontdekken zoals bijvoorbeeld: _ De Hubble heeft de meest ver weg gelegen melkweg in het heelal ontdekt. Het ligt van deze melkweg nu van een tijd dat het heelal nog maar 7% oud was van de leeftijd dat het nu is, dit betekent dat deze melkweg ongeveer 13 biljoen lichtjaren ver van ons is. Deze plaatje van de meest ver weg gelegen melkweg is genomen door Hubble’s Wide Field Planetary Camera-2 op 13 januari 1996. Plaatje 2:
-22-
_De Hubble heeft ook zogenaamde ‘space vuurwerk’ kunnen vastleggen: Plaatje 3:
_ Op 17-9-2002, ontdekte de Hubble mysterieuze ‘zwarte gaten’ in het heelal, in de door sterrenkundige genoemde maat medium. Niemand wist eerst dat die bestonden. De zwarte gat links, is vierduizend keer meer massiever dan onze zon. En de zwarte gat rechts is twintigduizend keer meer massiever dan onze zon. Plaatje 4:
-23-
_Meer recentelijk zijn de observaties van tien april 2003. Deze observaties zijn van ver afgelegen explosies van een paar sterren, ook wel ‘Type Ia supernovae’ genoemd. Deze supernovae is ongeveer 5 biljoen tot 8 biljoen lichtjaren verwijderd van de aarde. Plaatje 5:
_De Hubble heeft laatst ook een opvallende verschijnig op beeld weten te leggen: een planeet die doet aan zelfdestructie. Dit is de eerste keer dat men zo een verschijning heeft gezien. De planeet zal uiteindelijk bijna geheel verdwijnen met alleen een paar ‘brokjes’ planeet overlatend. Zo een planeet wordt ook wel een ‘Hot Jupiter genoemd. De naam van deze planeet luidt: HD 209458b. Plaatje 6:
-24-
Waar is de Hubble op dit moment? We hebben nu allemaal kunnen zien, wat de Hubble allemaal ontdekt heeft en natuurlijk hoe de hubble plaatjes maakt van het heelal. Maar je zult je vast wel afvragen waar de Hubble nu is. De Hubble vliegt nu, rond deze tijd (begin april) boven Zuid-Amerika en Midden-Amerika. Het heeft een route waar hij boven de Atlantische oceaan gaat om vervolgens boven Afrika en daarna langs Australië te vliegen. Natuurlijk 600 kilometers boven de aarde. Hoe wordt de Hubble bestuurd? Nu weten we de route van de Hubble waar het allemaal overheen gaat vliegen aankomende dagen. Hoe wordt de hubble nou eigenlijk bestuurd? De Hubble heeft een hele team van bestuurders, alleen om bestuurt te worden. Maar de bestuurders van de Hubble zitten niet in de Hubble zelf, nee, ze besturen de Hubble vanuit het gebouw: Hubble Mission Control, bij NASA’s Goddard Space Flight Centre. Om de Hubble te besturen zijn er in totaal zeven computers, drie operatoren en dozijnen van ingenieurs en scheikundigen nodig. Het ‘team’ van de Hubble werkt in vier groepen. Samen hebben hun de afgelopen twintig jaar, vierentwintig uur per dag, zeven dagen per week, de Hubble bestuurt. Alhoewel dit werk prima wordt gedaan door de groepen worden toch steeds meer mensen aangenomen om de Hubble te helpen besturen: nieuwe instrumenten en verbeteringen worden uitgevonden en bij de Hubble aangebracht. Een paar feiten op een rijtje: _ De Hubble heeft plaatsen aan de randen van het universum in beeld kunnen brengen. _De Hubble krijgt per jaar ongeveer 1000 verzoeken voor verschillende observaties en accepteert er ongeveer 300. _De telescoop maakt ongeveer drie observaties per uur. _Elke observatie heeft meer dan 100 computer functies. _Operators sturen meer dan 100 000 instructies naar de Hubble per week. _De Hubble genereert meer dan tien biljoen bits scheikundige data per week. _De Hubble cirkelt rond de aarde met een snelheid van 17 000 mijlen per uur. _De Hubble kan een hoek van 90 graden maken in vijftien minuten tijd, dit is net zo snel als de minuten wijzer van een klok in een kwartier tijd een hoek van 90 graden maakt.
-25-
Dit was mijn hoofdstuk, waarin ik al mijn onderzoeksvragen heb beantwoord. Hier kom ook mijn bronvermelding: Websites: http://hubblesite.org/search_.and._index/ http://hubblesite.org/newscenter/archive/2002/18/ http://hubblesite.org/sci.d.tech/behind_the_pictures/meaning_of_color/tool.s html http://www.seds.org/hst/hst.html http://hubble.nasa.gov/ http://hubble.nasa.gov/hubble-operations/driving-hubble.html http://hubble.stsci.edu/newscenter/archive/2003/08/ Ik heb bij het zoeken van informatie bij mijn hoofdstuk geen boeken gebruikt, dit, omdat ik alle informatie die ik nodig had kon vinden op het internet, op de hierboven genoemde websites. Dit was mijn hoofdstuk.
-26-
Hoofdstuk 4 Hoe zit de Hubble in elkaar? Sascha Oosterbaan Dit hoofdstuk gaat over hoe de Hubble in elkaar zit. Ik heb het verdeeld in 3 kopjes: -De belangrijkste onderdelen van de Hubble -De Instrumenten van de Hubble - Hoe werkt de Hubble? allereerst iets over de Hubble: De Hubble is 13.2 meter lang en 4,27 meter in diameter. Het weegt 11.110 kilo. De Hubble heeft 3 assen. De voornaamste as, V1, gaat door het midden van de telescoop. V2 gaat door het midden van de 2 zonnepanelen. V3 gaat door het midden van de antenne. Door om z'n as te draaien, kan de Hubble zich naar verschillende doelwitten wenden.
-27-
De belangrijkste onderdelen van de Hubble Zonnepanelen De Hubble haalt zijn energie van de zon. Hiervoor heeft hij 2 zonnepanelen. Deze zijn beiden 12 meter als ze uitgeklapt zijn. Ze produceren samen 4,5 kilowatt vermogen. Deze panelen laden ook, als de zon schijnt, batterijen op, zodat de Hubble ook kan werken als er schaduw is.
antenne's Aan de boven en onderkant van de telescoop zitten 2 antenne's Hiermee wordt contact gehouden met de aarde.
De antenne heeft een 2-assige beugel, waardoor het 100 graden in elke richting kan draaien.
-28-
De hoofdspiegel De hoofdspiegel van de Hubble heeft een middellijn van 2,4 meter. Het weegt ongeveer 826 kilo. Het heeft geen oneffenheid van meer dan twee miljoenste millimeter. De vorm van de oppervlakte mag niet te veel oneffenheid hebben, en ook niet van vorm veranderen, anders kunnen de beelden van de sterrenbeelden niet scherp afgebeeld worden. Hiervoor is de spiegel van een glassoort gemaakt, die niet uitzet, en wordt de temperatuur van de spiegel constant 21 graden gehouden, zodat de temperatuursverschillen de spiegel niet kunnen verbuigen.
De hoofdspiegel Omdat aluminium geen 100% van het zichtbare licht reflecteert (namelijk 99,5%) en al helemaal geen ultraviolette stralingen weerkaatst, is er op de spiegel een laagje magnesium-fluoride aangebracht. Nu weerkaatst de spiegel 85% zichtbaar licht, en 75% van de ultraviolette straling. In het midden van de spiegel zit een gat, zodat de lichtstralen door de spiegel kunnen.
-29-
secundaire spiegel Al het sterrenlicht gaat eerst door een kleinere spiegel, de secundaire spiegel. Hij heeft een middellijn van 30 centimeter. Dit spiegeltje ligt 4,6 meter van de hoofdspiegel af. Deze spiegel heeft een bolle vorm, zodat het brandpunt van de telescoop wordt verlengd. De spiegel hangt voorin de telescoopbuis.
Ik heb de secundaire spiegel gemarkeerd. (ik kon geen duidelijker plaatje hievan vinden) De telescoopbuis wordt afgesloten door een soort deur. Deze deur is gemaakt van aluminium platen. Hij is 3 meter in de diameter. Aan de buitenkant is het bedekt met licht weerkaatsend materiaal en aan de binnenkant is het zwart geverfd, om licht te absorberen. De deur sluit als de zon opkomt. De zonnensensoren waarschuwen hiervoor, zodat de zonnenstralen de lens niet kunnen beschadigen. Het sluiten duurt 60 seconden.
Op dit plaatje kun je deze deur goed zien (hij staat nu open)
-30-
In de Hubble zit een computer. eerst was dit: DF-224 Computer Deze computer zorgt ervoor dat de Hubble doet wat de mensen op aarde commanderen. De DF-224 Computer is vervangen door de Advanced Computer. de Advanced Computer is 20 keer zo snel als de DF-224 computer De Advanced Computer weegt 32 kilo.
De advanced computer De Instrumenten van de Hubble Achterin de Hubble bevinden zich allerlei instrumenten. Deze instrumenten staan in 4 ruime nissen, die met een grote deur afgesloten kunnen worden. De instrumenten hebben allemaal dezelfde buitenmaten, zodat ze makkelijk te vervangen zijn. Boven de 4 nissen bevinden zich 4 laadjes. Hierin zitten 4 kleine instrumenten: 3 fine guidanca sensors worden gebruikt om de positie van de telescoop te bepalen, om de telescoop te richten en om de positie van een object exact te bepalen. 1 camera (de Wide Field and Planetary Camera) Deze camera weegt ongeveer 300 kilo. Het bestaat uit een viertal CCD's (wat je nu ook tegenkomt in camcorders)
-31-
Een CCD is een chip, die uit duizenden pixels bestaat. Hiermee kun je digitale opnames maken, die je gelijk kunt opslaan en verwerken in je computer. Het instrument kan je vergelijken met een gewone Camera, maar dan veel gevoeliger en het kan ook "zien" in een stukje van het Ultraviolet en het infrarood. De camera heeft 2 standen: groothoek, en tele. met de tele-stand kunnen planeten ingezoomd worden. Deze camera zorgt voor de beelden die wij van de Hubble te zien krijgen.
Een andere camera in de Hubble is de Faint Object Camera. Deze geeft ons de scherpste beelden. Deze camera maakt hele gedetailleerde opnames over een klein beeldveld. Er is ook nog een camera die het spectrum van het licht bestudeert. de Space Telescope Imaging Spectrograph heet deze camera. De Hubble heeft ook warmtesensoren. Deze heten: The Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer Er bevinden zich 2 grote spectrograven in de Hubble. Dit zijn instrumenten waarmee de samenstelling van licht bestudeert kan worden. Deze 2 spectrograven heten: Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS) Faint Object Spectrograph (FOS) de High Speed Photometer (HSP) Dit is het instrument waarmee de intensiteit van de straling duizend maal per seconde gemeten kan worden.
-32-
Deze werd later ingewisseld voor de Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR), omdat de hoofdspiegel niet goed was gesteld. De COSTAR bevat spiegeltjes om de lichtstralen voor de oudere instrumenten scherp te stellen.
Hoe werkt de Hubble? De Hubble verzendt beelden van sterren en planeten naar de aarde. Zo gaat dat in z'n werking: De Hubble heeft een doelwit gevonden. Het licht dat dit doelwit uitstraalt, komt in de telescoopbuis terecht. Dit licht gaat eerst door de secundaire spiegel. Dan gaan de lichtstralen van het sterrenlicht door een gat in het midden van de hoofdspiegel. 1,5 Meter achter de hoofdspiegel kruisen de lichtstralen elkaar. Hier is dus het brandpunt.
De beelden die hier ontstaan worden waargenomen door camera's en doorgezonden naar de aarde.
-33-
Bronnen: Hubble's kijk op de kosmos schrijver: Govert Schilling uitgave van Natuur & Techniek 1996 The Space Telescope, a study of NASA science, technology and politics schrijver: Robert W. Smith 1989 uitgeverij: Press Syndicate of the University of Cambridge Deze boeken heb ik bij de bibliotheek Rotterdam geleend. Ook heb ik internetpagina's over de Hubble bezocht. Deze pagina's heb ik via Google.nl gevonden. Ik zocht naar het trefwoord 'Hubble'. Deze site's heb ik bezocht: http://hubblesite.org/sci.d.tech/nuts_.and._bolts/ http://www.stsci.edu http://hubble.gsfc.nasa.gov/technology/
-34-
Bronvermelding: Inleiding: Aan het eind van onze werkstuk melden wij nog even onze bronvermelding. We hebben voor het grootste deel gewerkt door middel van informatie op websites op het internet. Maar een paar van ons heeft ook informatie weten te krijgen uit boeken. Hier staat onze bronvermelding netjes getypt: Bronvermelding van hoofdstuk 1(Maja): Boeken: -De ruimte in. Schrijver: David Owen Websites: www.nso.lt/cosmos/hubble.htm www.spacetelescope.org/about/edwinhubble.html Bronvermelding van hoofdstuk 2(Lucienne): Boeken: Astronomie Schrijver: Bill Yenne Pagina’s van de opgezochte informatie: 166, 167 en 168. Websites: http://hubble.gsfc.nasa.gov/project-news/newsfeed.html http://hubble.gsfc.nasa.gov/hubble-operations/tracking.html http://hubble.gsfc.nasa.gov/technology/ http://www.rehon.nl/ http://ruimtevaart.pagina.nl http://space.cweb.nl/ www.spacecamp.com http://spaceflight.nasa.gov/ http://www.xs4all.nl/~carlkop/lanieuws.html www.astronomie.pagina.nl http://cos.colorado.edu/ http://hubble.gsfc.nasa.gov.html Bronvermelding van hoofdstuk 3(Faydra): Websites: http://hubblesite.org/search_.and._index/ http://hubblesite.org/newscenter/archive/2002/18/ http://hubblesite.org/sci.d.tech/behind_the_pictures/meaning_of_color/tool.s html http://www.seds.org/hst/hst.html http://hubble.nasa.gov/ http://hubble.nasa.gov/hubble-operations/driving-hubble.html http://hubble.stsci.edu/newscenter/archive/2003/08/
-35-
Bronvermelding van hoofdstuk 4(Sascha): Websites: http://hubblesite.org/sci.d.tech/nuts_.and._bolts/ http://www.stsci.edu http://hubble.gsfc.nasa.gov/technology/ Boeken: Hubble's kijk op de kosmos schrijver: Govert Schilling. Uitgave van Natuur & Techniek 1996 The Hubble Space Telescope technology and politics schrijver: Robert W. Smith 1989
-36-
Onze conclusie We hebben een antwoord gevonden op onze onderzoeksvraag. Onze onderzoeksvraag was: Wat is er misgegaan bij het maken van de lens? Toen de space-shuttle van de Hubble lanceerde in 1990 op 24 april bleek dat er iets was misgegaan met de voorste spiegel (hoofdspiegel) van de lens. Dat kondigde NASA aan. Dat kwam doordat het kapotte systeem (er zat een verfdeeltje in de laserstraal bij het maken van de hoofdspiegel) Hierdoor was de vorm van de spiegel niet helemaal correct en kon de Hubble geen scherpe beelden leveren.
-37-
Nawoord We hebben heel veel geleerd over de Hubble. Onze kennis over de Hubble is veel breder geworden als toen we pas waren begonnen. Toen wisten we alleen dat het met de ruimtevaart te maken had en dat het een lens was. Nu weten we zowat de hele Hubble geschiedenis. Er zijn wel een paar dingen die ons een beetje zijn tegengevallen. Als je bijvoorbeeld iets aan het schrijven was je snel afdwaalde van het onderwerp en er waren alleen maar Engelse sites. Dat betekendt dat je eerst moest vertalen voordat je het in je eigen woorden opschreef. Problemen: Maja, Lucienne en Faydra: Onze problemen bij het maken van onze hoofdstukken waren voornamelijk dat bijna al onze informatie in het Engels was. Ook stonden er veel ruimtevaarttermen in, die moeilijk te begrijpen waren. Wij vonden het ook een best moeilijk onderwerp. Sascha: Problemen bij het maken van mijn hoofdstuk. Ik vond mijn hoofdstuk erg moeilijk om te maken. Dit komt doordat bijna alle informatie die ik vond in het Engels was. Technisch engels vind ik heel moeilijk om te vertalen. Gelukkig vond ik een Nederlands boek in de bibliotheek over de Hubble. Het ergste probleem van mij was nog wel dat mijn computer in het begin raar deed. Tot twee keer toe had ik heel mijn hoofdstuk mooi af, en dan liep mijn computer vast als ik het wilde opslaan. Ik heb het dus twee keer voor niks gemaakt. Het was ook wel een probleem dat ik geen Words 2000 meer heb. Ik heb dus dit hoofdstuk met Wordpad gemaakt. Voor de lay-out was dit best lastig, omdat het dan niet meer helemaal klopte. Maar later ging het wel beter en heb ik toch mijn hoofdstuk kunnen afronden.
-38-
Lijst van bijeenkomsten We hebben bij Lucienne thuis een groot deel van het werkstuk gemaakt. Dit was op: 03 maart 2003
-Sascha: -Maja : -Lucienne: -Faydra:
boeken lezen en belangrijke dingen noteren boeken lezen en belangrijke dingen noteren over het internet gesurft plaatjes gezocht
12 maart 2003
-Sascha: -Maja:
16 april 2003
samen alles in elkaar gezet en op cd gebrand
deel van het hoofdstuk was af over internet surfen (ze heeft thuis geen internet) -Lucienne: deel van het hoofdstuk af -Faydra: deel van het hoofdstuk af
De rest hebben we apart thuis gemaakt en tijdens de geschiedenis lessen.
-39-
