Vì sao phải đưa kính viễn vọng Hapbơn lên vũ trụ?

Kính viễn vọng Hapbơn (Hubble) mang tên nhà thiên văn Mỹ. Ngày 25 tháng 4 năm 1990, kính viễn vọng Hapbơn được máy bay vũ trụ "Phát hiện" đưa vào vũ trụ. Nhiệm vụ chủ yếu của kính viễn vọng Hapbơn là: khám phá sâu trong vũ trụ để giải đáp câu đố về nguồn gốc vũ trụ, tìm hiểu hệ Mặt Trời, hệ Ngân hà và quá trình diễn biến của các hệ hành tinh khác.

Kính viễn vọng Hapbơn tiêu tốn 2,1 tỉ đô la, từ ý tưởng ban đầu nghĩ ra đến thiết kế và chế tạo hoàn thành trong thời gian hơn 40 năm. Thực ra trên Trái Đất còn có nhiều kính viễn vọng thiên văn có chất lượng cao, vì sao nhất định phải đưa kính viễn vọng Hapbơn với chi phí và hao tốn nhiều sức lực đến thế lên vũ trụ?

Như ta đã biết các thiên thể nằm sâu trong vũ trụ cách Trái Đất vô cùng xa, cho nên phải sử dụng một kính viễn vọng loại lớn có độ phân biệt rất cao mới quan sát được rõ ràng. Hệ số phân biệt cao đến mức nào? Tức là phải nhìn rõ một đồng xu ở khoảng cách xa ngoài 10 km.

Nhưng trên mặt đất dù bản thân kính viễn vọng được chế tạo tốt đến đâu cũng khó đạt được yêu cầu này. Trước hết trên mặt đất chịu sự ngăn cản của tầng khí quyển. Nó không những cản trở tia tử ngoại chỉ mỏng bằng 0,3 nm chiếu vào mặt đất mà còn sản sinh ra hiệu ứng mờ, khiến cho độ phân biệt của kính viễn vọng loại lớn tốt bao nhiêu cũng khó mà tiếp cận được giới hạn về mặt quang học. Nhưng nếu đưa một kính viễn vọng loại lớn như thế lên trên vũ trụ trong môi trường chân không thì hệ số phân biệt sẽ nâng cao 10 lần.

Thứ hai là trên mặt đất còn chịu ảnh hưởng của lực hấp dẫn. Kính viễn vọng cỡ lớn đòi hỏi thấu kính quang học rất cao. Lực hấp dẫn của Trái Đất sẽ khiến cho việc chế tạo thấu kính sản sinh những biến dạng nhỏ, chỉ cần có biến dạng nhỏ thì hệ số phân giải của kính viễn vọng sẽ giảm thấp rất nhiều. Khi kính viễn vọng Hapbơn vừa được đưa vào vũ trụ, vì bề mép của thấu kính chính lúc gia công mài quá 2 micromet (chỉ bằng 1/50 của độ dày sợi tóc) là đã không thể sử dụng được. Kết quả ngày hôm sau máy bay vũ trụ "Tiến lên" đành phải chở một nhà du hành vũ trụ mang "kính" có tên là "Hòm hiệu chỉnh quang học" bổ sung cho kính viễn vọng Hapbơn mới khiến cho nó có "thị lực bình thường".

Trên mặt đất còn chịu ảnh hưởng của rung động. Dù là những chấn động do con người hoạt động hoặc do trong lòng đất gây ra nên ảnh hưởng đến độ quan sát chính xác vũ trụ của kính viễn vọng.

Muốn tìm một môi trường "cách ly tuyệt đối với thế giới" để không bị sự nhiễu loạn nào thì đành phải mang kính viễn vọng Hapbơn lên vũ trụ.