Astronomy Freak: HUBBLE SPACE TELESCOPE

HST, atau Hubble Space Telescope, diluncurkan oleh National Aeronautics and Space Administration (NASA) dan European Space Agency (ESA) dengan pesawat ruang angkasa Discovery STS pada 25 April 1990.

HST - rilis terakhir, 2009

Durasi 1x orbit : 97 menit

Kecepatan orbit : 27.700 km/jam

Ketinggian : 610 km

Panjang : 13,1 meter

Berat : 11.600 kg

Panjang panel surya (kembar) : 12,19 meter

Diameter cermin utama : 2,4 meter

Diameter cermin ke dua : 0,3 meter

Lama pembuatan : 20 tahun

Biaya pembuatan : 14 kuintiliun rupiah

Teleskop ini dinamai dari nama astronom Amerika Serikat, Edwin Powell Hubble (1889-1953), yang memelopori pengetahuan mengenai bentuk, struktur, dan terjadinya alam semesta pada pertengahan abad 20.

Edwin P. Hubble

Resolusi angular HST adalah 0,05 arkdetik. Inilah yang membuat “pandangannya” sangat tajam. Bila kemampuan mata kita seperti halnya HST, kita bisa melihat dua lalat yang terpisah 1 meter dari jarak sekitar 4.100 km (sekitar jarak New York City – San Francisco, ujung ke ujung Amerika Serikat).

Prinsip kerja HST sama dengan teleskop cermin pertama yang dibuat Isaac Newton pada 1600an. Cahaya memasuki teleskop dan mengenai konkaf (cekung) cermin utama, seperti lensa untuk memusatkan cahaya. Semakin besar cermin, gambar akan semakin bagus. Pada teleskop ruang angkasa ini, cahaya dari cermin utama direfleksikan ke cermin ke dua yang ada di depan cermin utama, kemudian menembus lubang di depan instrumen utama di belakang bidang fokus (gambar sudah dipusatkan).

Cahaya memasuki cermin

Cahaya memasuki cermin utama dan memusatkannya

Cahaya memasuki cermin ke dua

Cahaya memasuki fokus untuk dianalisis

Seperti namanya, Hubble Space Telescope (Teleskop Ruang Angkasa Hubble), HST adalah teleskop, tapi juga merupakan pesawat ruang angkasa – benda yang dirancang untuk beroperasi di ruang angkasa. Oleh karena itu, benda ini memerlukan sumber tenaga, alat komunikasi, dan sistem kendali.

Sumber Tenaga

Panel surya (solar arrays) HST mengumpulkan cahaya dan mengubahnya menjadi listrik 5.680 Watt. Baterai yang dapat di-charge menyediakan tenaga tambahan saat HST berada di “belakang” Bumi (Matahari terhalang Bumi). HST memiliki enam baterai yang masing-masing terdiri dari 22 sel berseri dengan pemanas, pengontrol, transduser (alat pengubah satu energi menjadi energi lain), alat pengukur tekanan, dan alat-alat yang berhubungan lainnya. Tiga baterai dipasang dalam modul berukuran 91x81x28 cm, berbobot sekitar 209 kg. Tiap modul dilengkapi dengan dua pegangan kuning besar untuk digunakan para astronot saat memasukkan dan mengeluarkan modul tersebut dari teleskop saat di ruang angkasa.

Baterai

Alat Komunikasi

Antena yang dapat dikendalikan mengirim data ke satelit komunikasi yang disebut Tracking and Data Relay Satellite (TDRS) untuk dikirimkan kembali ke White Sands, Space Telescope Operations Control Center (STOCC) di Greenbelt, Maryland, dan ke Space Telescope Science Institute (STSci) di Baltimore, Maryland. HST mempunyai dua antena tinggi dan dua antena rendah. Data disimpan pada piringan yang kuat.

Sistem Kendali

Roda mengarahkan HST ke posisi manapun di langit. Bila roda-roda ini berbelok ke salah satu arah, HST berbelok ke arah sebaliknya. Sensor kendali menjaga HST tetap mengunci target. Roda ini disebut actuator.

Sistem HST

Orbit HST berbentuk hampir sirkular dan miring terhadap ekuator sekitar 28,5⁰, yang berarti teleskop ini tidak pernah mengorbit jauh ke utara lebih dari 28,5⁰ LU (garis lintang Cape Canaveral, Florida), atau lebih jauh dari 28,5⁰ LS (garis lintang Brisbane, Australia).

Pada awalnya, HST dilengkapi dengan Faint Object Camera, Wide-Field/Planetary Camera (WFPC), Goddard High-Resolution Spectrograph (GHRS), Faint Object Spectrograph (FOS), High Speed Photometer (HSP) dan Fine Guidance Sensors (FGS). Saat teleskop mengorbit, cermin utama mengalami aberasi, yang sepertinya juga terjadi saat pembuatan. Unit COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) kemudian “diterbangkan” ke HST dengan pesawat STS 61 pada Desember 1993 dan cermin diperbaiki di dalam teleskop. Perbaikan ini dilakukan dengan cara “spacewalk” (“berjalan” di ruang angkasa); pada salah satu spacewalk dari lima spacewalk.

Spacewalk

FGS merupakan sensor optik untuk mengumpulkan informasi bagi pesawat dan juga sebagai instrumen ilmiah untuk science astrometrik. FGS terdiri dari cermin, lensa, servo (pendeteksi error), prisma, pemecah sinar, dan tabung pengganda gambar. Ada 3 FGS dalam HST, yang ditempatkan dengan jarak 90⁰ satu sama lain. Dua FGS berfungsi untuk mencari target dan mengarahkan teleskop ke target, dan mengunci target tersebut. FGS ke tiga berfungsi sebagai alat astrometri.

FGS

Para astronot juga mengganti panel surya, memperbaiki alat-alat elektronik, meng-install prosesor baru, mengganti WFPC dengan yang baru, meng-install magnetometer, memindahkan HSP dan meng-install alat untuk GHRS. Hasil peng-install-an COSTAR ternyata di luar dugaan. Gambar yang dihasilkan HST benar-benar menakjubkan.

Pada Februari 1997, kru Discovery STS 82 melakukan perbaikan rutin (dengan spacewalk). GHRS dan FOS diganti dengan Space Telescope Imaging Spectograph serta gabungan Near-Infrared Camera dan Multi-Object Spectrometer. Astronot juga mengganti FGS dan alat lain, meng-install peralatan elektronik optik, dan mengganti roda HST. Pekerjaan lain yang dilakukan adalah memasang pelindung panas yang baru.

Komponen engineering HST

Komponen science HST

STIS merupakan spektograf berkualitas tinggi yang mengspektografi jangkauan warna UV dengan infrared. STIS di-install pada 12 Februari 1997. Spektograf ini beroperasi selama sekitar 65.000 jam (7 tahun 171 hari), dan berhenti pada 3 Agustus 2004. STIS berada dalam safe mode dan diperbaiki di misi perbaikan selanjutnya.

Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer, atau NICMOS, menghasilkan citra dengan filter besar, medium, dan kecil, serta polarimetri citra yang besar, citra koronografik, dan spektroskopi untuk menangkap cahaya yang sangat lemah, yang berpanjang gelombang 0,8-2,5 mikro. NICMOS mempunyai tiga saluran kamera yang berdekatan namun tidak saling menempel, yang mempunyai “ruang pandang” masing-masing.

Perbaikan selanjutnya direncanakan pada 2000, namun karena giroskop rusak parah, misi perbaikan dilakukan pada Desember 1999. Giroskop merupakan alat untuk mengarahkan pesawat. Giros, atau giroskop, mengatur kecepatan gerakan HST ketika teleskop ini mengubah arah dari satu target (bintang atau planet) ke target lain. Giros juga mengontrol teleskop saat ilmuwan sedang mengamati target. Sebelumnya, pada 13 November 1999, HST diposisikan dalam “safe mode” karena rusaknya giroskop ke empat. Misi perbaikannya dibagi dua, dan yang ke dua dilakukan pada 2001. Discovery STS 103 diluncurkan pada Desember 1999. Para astronot meng-install enam giros yang baru, peralatan temperatur/listrik, komputer baru yang 20 kali lebih cepat dan memorinya enam kali lipat dari sebelumnya, perekam digital baru, transmiter radio, dan FGS yang baru. Misi spacewalk ini juga memasang penyekat pada bagian HST.

Giroskop

Salah satu komponen giroskop

Misi selanjutnya, pada Maret 2002 dengan pesawat Columbia STS 109, memasang panel surya baru dan meng-install Advanced Camera for Surveys (ACS), Cosmic Origins Spectograph (COS), dan WFC 3 yang menggantikan WFPC 2.

ACS dipasangkan pada 1-12 Maret 2002. Dengan “jarak pandang” yang luas, kualitas gambar yang tinggi, dan sensitivitas yang tinggi, ACS 10 kali lebih “tajam” dari pendahulunya (WFPC 2). ACS sudah tidak beroperasi pada Januari 2007.

ACS

COS merupakan spektograf beresolusi medium yang didesain untuk mengamati area UV dari spektrum elektromagnetik. Pengamatan area UV dilakukan untuk mengetahui objek berenergi tinggi seperti bintang muda panas dan quasi-stellar objects (QSO; benda mirip bintang). COS juga berfungsi untuk menentukan komposisi dan sifat objek intergalaksi dan interbintang.

COS

WFC 3

Pada 16 Januari 2004, NASA membatalkan misi ke empat, misi terakhir ke HST. NASA sudah menyiapkan pengganti HST, James Webb Space Telescope (JWST), teleskop infra merah raksasa dengan cermin utama berdiameter 6,5 meter, yang rencananya akan diluncurkan paling lambat pada 2014.