[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki8\/2020\/12\/15\/korrektiver-optischer-weltraumteleskop-axialer-ersatz\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki8\/2020\/12\/15\/korrektiver-optischer-weltraumteleskop-axialer-ersatz\/","headline":"Korrektiver optischer Weltraumteleskop Axialer Ersatz","name":"Korrektiver optischer Weltraumteleskop Axialer Ersatz","description":"before-content-x4 “COSTAR” leitet hier weiter. F\u00fcr den Ausschuss f\u00fcr Weltraumforschung (COSPAR) siehe COSPAR. 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F\u00fcr den Ausschuss f\u00fcr Weltraumforschung (COSPAR) siehe COSPAR.  COSTAR ausgestellt im Nationalen Luft- und RaumfahrtmuseumDas Korrektiver optischer Weltraumteleskop Axialer Ersatz ((COSTAR) ist ein optisches Korrekturinstrument, das von der NASA entwickelt und gebaut wurde.  Es wurde entwickelt, um die sph\u00e4rische Aberration des Hubble-Weltraumteleskops zu korrigieren‘s Prim\u00e4rspiegel, der das Licht f\u00e4lschlicherweise auf die Instrumente Faint Object Camera (FOC), Faint Object Spectrograph (FOS) und Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS) fokussierte.[1]       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Es wurde am 2. Dezember 1993 in der Wartungsmission STS-61 per Shuttle zum Teleskop geflogen und \u00fcber einen Zeitraum von elf Tagen erfolgreich installiert.Nachdem 1990 festgestellt worden war, dass der Prim\u00e4rspiegel des k\u00fcrzlich vorgestellten Hubble-Weltraumteleskops (HST) defekt war, weil er bei der NASA auf die falsche Form geschliffen worden war, gerieten die Ingenieure unter enormen Druck, das Problem zu beheben.  Die falsche Form des Spiegels f\u00fchrte zu einer starken sph\u00e4rischen Aberration, einem Fehler, bei dem Licht, das von der Kante eines Spiegels reflektiert wird, auf einen anderen Punkt fokussiert als das Licht, das von seiner Mitte reflektiert wird.  Die Auswirkung des Fehlers auf wissenschaftliche Beobachtungen hing von der jeweiligen Beobachtung ab – der Kern der aberrierten Punktstreufunktion war scharf genug, um hochaufl\u00f6sende Beobachtungen heller Objekte zu erm\u00f6glichen, und die Spektroskopie von Punktquellen wurde nur durch einen Empfindlichkeitsverlust beeinflusst.  Der Lichtverlust des gro\u00dfen, unscharfen Lichthofs verringerte jedoch die N\u00fctzlichkeit des Teleskops f\u00fcr schwache Objekte oder kontrastreiche Bilder erheblich.  Dies bedeutete, dass fast alle kosmologischen Programme im Wesentlichen unm\u00f6glich waren, da sie die Beobachtung au\u00dfergew\u00f6hnlich schwacher Objekte erforderten. [2]       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Table of ContentsEntwicklung[edit]Installation[edit]Au\u00dferbetriebnahme[edit]Diagramm[edit]Verweise[edit]Externe Links[edit]Entwicklung[edit]Beim Start des HST befanden sich f\u00fcnf wissenschaftliche Instrumente: die Weitfeld- und Planetenkamera (WFPC), der Goddard-Hochaufl\u00f6sungsspektrograph (GHRS), das Hochgeschwindigkeitsphotometer (HSP), die Faint Object Camera (FOC) und der Faint Object Spectrograph (FOS).  Da es zu schwierig war, das HST f\u00fcr Reparaturen wieder auf die Erde zu bringen, erwogen die Ingenieure alles, vom Austausch des Sekund\u00e4rspiegels des Teleskops durch Senden eines raumlaufenden Astronauten in die optische R\u00f6hre des Teleskops bis zur Installation eines kreisf\u00f6rmigen Schirms um die \u00d6ffnung der R\u00f6hre, der sich verringern w\u00fcrde die Blende und Verbesserung des Fokus durch Ausblocken der \u00e4u\u00dferen Bereiche des Prim\u00e4rspiegels.[3] Es wurde schlie\u00dflich festgestellt, dass die HF, die sich noch im Orbit befindet, die WFPC durch die verbesserte Weitfeld- und Planetenkamera 2 ersetzen k\u00f6nnte, die eine Korrekturoptik enthalten w\u00fcrde. [3]  Dies lie\u00df noch L\u00f6sungen f\u00fcr die verbleibenden Instrumente zu finden.  Eine m\u00f6gliche Option bestand darin, Korrekturoptiken, Linsen oder Spiegel in das Teleskoprohr zwischen dem Prim\u00e4rspiegel und dem Sekund\u00e4rreflektor einzuf\u00fcgen.  Die R\u00f6hre war jedoch zu schmal, als dass selbst der kleinste Astronaut sie herunterrutschen k\u00f6nnte, was zu einer Suche nach einem Mittel f\u00fchrte, um die erforderlichen Korrekturkomponenten in die R\u00f6hre einzuf\u00fchren. [4]In Deutschland fand ein Krisentreffen der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation statt, um die Themen mit dem HST zu er\u00f6rtern.  Unter den Teilnehmern war James H. Crocker, ein leitender optischer Ingenieur bei der Ball Aerospace Corporation.  Als er eines Morgens in seinem deutschen Hotel duschte, bemerkte er, dass der Duschkopf auf einer vertikalen Stange fuhr und in verschiedenen H\u00f6hen und Winkeln an der Stange festgeklemmt werden konnte.  Das Dienstm\u00e4dchen hatte den Duschkopf an der Basis der Stange gelassen und flach an der Wand positioniert, was bedeutete, dass er nur sehr wenig Platz beanspruchte, bis Crocker die Klammer l\u00f6ste und sie in die gew\u00fcnschte Position brachte.  Ihm kam die Idee, dass sie die erforderlichen Korrekturkomponenten an einem solchen Ger\u00e4t montieren k\u00f6nnten, das es ihnen erm\u00f6glicht, sie in die R\u00f6hre einzuf\u00fchren, bevor sie an Roboterarmen in die erforderliche Position ausgeklappt werden, um die Lichtstrahlen vom Sekund\u00e4rspiegel korrekt abzufangen und dann konzentrieren sie sich auf die verschiedenen wissenschaftlichen Instrumente.[4]       (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4Zur\u00fcck in Amerika erkl\u00e4rte er seine Idee, die sofort von anderen Ingenieuren aufgegriffen wurde, die mit der Entwicklung des COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement) von 1990 begannen.  Die budgetierten Kosten des COSTAR betrugen 50.000.000 USD.[5]  Um das COSTAR-System auf das Teleskop zu montieren, musste eines der anderen Instrumente entfernt werden, und die Astronomen w\u00e4hlten das zu opfernde Hochgeschwindigkeitsphotometer aus, das der am wenigsten wichtige der vier Axialdetektoren war.[2]Das endg\u00fcltige Design, das die Gr\u00f6\u00dfe einer Telefonzelle hat, bestand aus kleinen Korrekturspiegeln, die horizontal aus einem ausziehbaren Turm herausstrahlten.  F\u00fcr die Blende jedes Instruments gibt es zwei Spiegel, M.1 und M2.  M.1 das sich im Lichtweg befindet, wirkt als Feldspiegel und ist eine einfache Kugel, w\u00e4hrend die Korrektur der sph\u00e4rischen Aberration durch M erfolgt2 Das ist nicht perfekt geformt und reflektiert das einfallende Licht ungleichm\u00e4\u00dfig.  Die Abweichungen wurden jedoch so berechnet, dass sie genau umgekehrt zu denen des Hauptspiegels sind.  Nachdem das Licht von den beiden Spiegeln reflektiert und korrigiert wurde, ist es wieder in der richtigen Form.  Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das korrigierte Feld frei von Koma ist.[6][7]  Insgesamt zehn Korrekturspiegel mit Durchmessern im Bereich von ungef\u00e4hr 18 bis 24 mm wurden verwendet, da die Kamera f\u00fcr schwache Objekte und der Spektrograph f\u00fcr schwache Objekte jeweils zwei \u00d6ffnungen f\u00fcr jeden ihrer beiden Messkan\u00e4le hatten, w\u00e4hrend der hochaufl\u00f6sende Goddard-Spektrograph nur eine \u00d6ffnung f\u00fcr hatte beide Kan\u00e4le.[5]  Das Design wurde durch die Notwendigkeit erschwert, sicherzustellen, dass die Lichtstrahlen f\u00fcr die oben genannten Instrumente, die am Ende des Teleskoprohrs angebracht waren, die Strahlen f\u00fcr das neue WFPC 2 verfehlten, das auf einer Seite des Teleskoprohrs angebracht war.[4]  Im Januar 1991 wurde Ball Aerospace Corp. von der NASA als Hauptauftragnehmer ausgew\u00e4hlt, um die gesamte Entwicklung, Produktion und Verifizierung von COSTAR durchzuf\u00fchren, ein Prozess, der 26 Monate dauerte.[5]    Um die erforderlichen Korrekturen zu berechnen, berechnete ein Team den vorhandenen Fehler, indem es das noch in situ befindliche Werkzeug untersuchte, das zur Herstellung des Prim\u00e4rspiegels verwendet wurde, w\u00e4hrend ein anderes unabh\u00e4ngiges Team ihn anhand der von Hubble \u00fcbertragenen verzerrten Bilder berechnete.  Beide Teams kamen zu praktisch identischen Messergebnissen.  Die anschlie\u00dfend hergestellten Korrekturspiegel wurden dann von zwei unabh\u00e4ngigen Teams auf Fehler \u00fcberpr\u00fcft.  Nach Abschluss wurde der gesamte COSTAR im COSTAR Alignment System (CAS) getestet.  Um den CAS auf Fehler zu \u00fcberpr\u00fcfen, wurde der COSTAR in den speziell entwickelten opto-mechanischen Hubble-Simulator (HOMS) eingebaut, der die Fehler im fehlerhaften Prim\u00e4rspiegel simulierte, um einen End-to-End-Test und damit eine \u00dcberpr\u00fcfung des Ausgabebilds zu erm\u00f6glichen.  Das HOMS-System wurde auch von zwei unabh\u00e4ngigen Gruppen (eine von Ball Aerospace und die andere vom Goddard Space Flight Center) unter Verwendung verschiedener Testinstrumente getestet.  Die Europ\u00e4ische Weltraumorganisation tr\u00e4gt ebenfalls zum \u00dcberpr\u00fcfungsprozess bei, indem sie ein technisches Modell der Kamera f\u00fcr schwache Objekte bereitstellt, um eine zus\u00e4tzliche \u00dcberpr\u00fcfung zu erm\u00f6glichen.[5]Installation[edit]COSTAR ersetzte das Hochgeschwindigkeitsphotometer w\u00e4hrend der ersten Hubble-Wartungsmission im Jahr 1993.[8]  Die urspr\u00fcngliche WFPC wurde w\u00e4hrend derselben Mission durch die WFPC 2 ersetzt.[4]Am 28. Dezember 1993 wurden die Roboterarme vom Space Telescope Science Institute angewiesen, die Spiegel in Position zu bringen.  Die resultierenden Bilder best\u00e4tigten, dass der COSTAR die sph\u00e4rische Aberration im Prim\u00e4rspiegel korrigiert hatte.[7]COSTAR wird w\u00e4hrend der ersten Wartungsmission in Hubble eingef\u00fcgt.Astronauten arbeiten an der Installation der Hubble-Korrekturoptik w\u00e4hrend der Wartungsmission 1.Nahaufnahme des Arbeitsmechanismus von COSTAR.  Die Spiegel ragten links aus dem K\u00f6rper von COSTAR heraus.Au\u00dferbetriebnahme[edit]Sp\u00e4tere Instrumente, die nach dem ersten Einsatz des HST installiert wurden, wurden mit einer eigenen Korrekturoptik entworfen.  COSTAR wurde 2009 w\u00e4hrend der f\u00fcnften Wartungsmission aus HST entfernt und durch den Cosmic Origins Spectrograph ersetzt.  Es ist jetzt im Nationalen Luft- und Raumfahrtmuseum von Smithsonian in Washington, DC, ausgestellt.[9][3]Diagramm[edit]  Abbildung 4 aus dem NASA-Bericht “Eine Strategie zur Wiederherstellung” zeigt, wie die Spiegel M1 und M2 das Sternenlicht abfangen und korrigierenVerweise[edit]^ Crocker, James H. (1993). “Engineering the COSTAR”. Optik & Photonik Nachrichten. 4 (11).^ ein b Tatarewicz, Joseph N. (1998).  “Die Hubble-Weltraumteleskop-Wartungsmission”.  In Mack, Pamela E. (Hrsg.). Von der Ingenieurwissenschaft zur gro\u00dfen Wissenschaft.  NASA History Series.  NASA.  p.  375. ISBN 978-0-16-049640-0.  NASA SP-1998-4219.CS1-Wartung: ref = harv (Link)^ ein b c Harwood, William (22. April 2015). “Wie die NASA Hubbles fehlerhafte Vision und Reputation reparierte”.  CBS.  Abgerufen 16. April 2020.^ ein b c d Winchester, Simon (2018). Genau: Wie Pr\u00e4zisionsingenieure die moderne Welt erschufen.  London: William Collins.  S. 245\u2013250.  ISBN 978-0-00-824176-6.^ ein b c d “NASA Facts – Korrektiver optischer Weltraumteleskop-Axialersatz (COSTAR)” (PDF).  Goddard Space Flight Center.  Juni 1993.  Abgerufen 24. April 2020.^ Brown, RA;  HC Ford (1990). Bericht des HST Strategy Panel: Eine Strategie zur Wiederherstellung (PDF) (Technischer Bericht).  NASA.  CR-187826.  Abgerufen 24. April 2020.^ ein b Jedrzejewski, RI;  Hartig, G;  Jakobsen, P;  Ford, HC (1994). “In-Orbit-Leistung der COSTAR-korrigierten Faint Object Camera” (PDF). Astrophysikalische Tagebuchbriefe. 435: L7 – L10.^ “Axialer Ersatz f\u00fcr Weltraumteleskope mit korrigierender Optik (COSTAR)”.  Abgerufen 18. Juli 2015.^ “Kamera, die Hubble jetzt auf dem Display gespeichert hat”. NPR.  18. November 2009.Externe Links[edit]     (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});after-content-x4"},{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BreadcrumbList","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki8\/#breadcrumbitem","name":"Enzyklop\u00e4die"}},{"@type":"ListItem","position":2,"item":{"@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki8\/2020\/12\/15\/korrektiver-optischer-weltraumteleskop-axialer-ersatz\/#breadcrumbitem","name":"Korrektiver optischer Weltraumteleskop Axialer Ersatz"}}]}]