ฮับเบิลกล้องโทรทรรศน์อวกาศ (มักจะเรียกว่าHSTหรือฮับเบิล ) เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่เปิดตัวสู่ระดับต่ำโลกวงโคจรในปี 1990 และยังคงอยู่ในการดำเนินงาน
มันไม่ได้เป็นครั้งแรกกล้องโทรทรรศน์อวกาศแต่ก็เป็นหนึ่งที่ใหญ่ที่สุดและมากที่สุดที่หลากหลายที่มีชื่อเสียงทั้งในฐานะเครื่องมือในการวิจัยที่สำคัญและเป็นประโยชน์ประชาสัมพันธ์ดาราศาสตร์
กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์เอ็ดวินฮับเบิลและเป็นหนึ่งของนาซาObservatories
ที่ดีพร้อมกับคอมป์ตันแกมมาหอดูดาวที่จันทราหอดูดาว X-rayและกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์.
[7] เห็นได้ในวงโคจรจากกระสวยอวกาศ แอตแลนติสที่กำลังจะออกเดินทาง ในปี 2552 โดยบินให้บริการภารกิจที่ 4 (
STS-125 ) ภารกิจที่ห้าและสุดท้ายของฮับเบิล ฮับเบิลมี 2.4 เมตร (7 ฟุต 10) กระจกและสี่เครื่องดนตรีหลักสังเกตในอัลตราไวโอเลต ,
มองเห็นและอินฟราเรดใกล้ภูมิภาคของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
วงโคจรของฮับเบิลที่อยู่นอกการบิดเบือนของบรรยากาศของโลกทำให้สามารถจับภาพที่มีความละเอียดสูงมากโดยมีแสงพื้นหลังต่ำกว่ากล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินอย่างมาก ได้บันทึกภาพแสงที่มองเห็นได้อย่างละเอียดที่สุดบางส่วนทำให้สามารถมองเห็นห้วงอวกาศได้อย่างลึกซึ้ง
สังเกตหลายฮับเบิลได้นำไปสู่นวัตกรรมในดาราศาสตร์เช่นการกำหนดอัตราการขยายตัวของจักรวาล กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลถูกสร้างขึ้นโดยสหรัฐอเมริกาหน่วยงานอวกาศของนาซ่าที่มีผลงานจากองค์การอวกาศยุโรป วิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศสถาบัน (STScI) เลือกเป้าหมายฮับเบิลและประมวลผลข้อมูลที่เกิดในขณะที่ก็อดดาร์ดศูนย์การบินอวกาศ (GSFC) ควบคุมยานอวกาศ [8]กล้องโทรทรรศน์อวกาศถูกเสนอเป็นช่วงต้นปี
1923 ฮับเบิลได้รับการสนับสนุนในปี 1970 ด้วยการเปิดตัวที่นำเสนอในปี 1983 แต่โครงการนี้ก็ถูกรุมเร้าด้วยความล่าช้าทางเทคนิคปัญหางบประมาณและ 1986 ชาเลนเจอร์ภัยพิบัติ ในที่สุดมันก็เปิดตัวโดยDiscoveryในปี 1990 แต่กระจกหลักของมันถูกกราวด์ไม่ถูกต้องส่งผลให้เกิดความคลาดทรงกลมที่ทำให้ขีดความสามารถของกล้องโทรทรรศน์ลดลง เลนส์ได้รับการแก้ไขให้มีคุณภาพตามที่ตั้งใจไว้โดยภารกิจการให้บริการในปีพ. ศ. 2536 กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลเป็นเพียงกล้องโทรทรรศน์เดียวที่ออกแบบมาเพื่อดูแลรักษาในอวกาศโดยนักบินอวกาศ
ภารกิจของกระสวยอวกาศทั้งห้าได้ทำการซ่อมแซมอัพเกรดและเปลี่ยนระบบบนกล้องโทรทรรศน์รวมถึงเครื่องมือหลักทั้งห้า ภารกิจที่ห้าถูกยกเลิกในตอนแรกเนื่องจากเหตุความปลอดภัยหลังจากเกิดภัยพิบัติในโคลัมเบีย (พ.ศ. 2546) แต่ไมเคิลดี. กริฟฟินผู้ดูแลระบบของนาซ่า อนุมัติภารกิจการให้บริการครั้งที่ 5ซึ่งเสร็จสิ้นในปี 2552 กล้องโทรทรรศน์ยังคงใช้งานได้ในวันที่ 24 เมษายน พ.ศ. 2563 ซึ่งเป็นวันครบรอบ 30 ปี[1]และอาจอยู่ได้จนถึงปี 2573-2553
[4]ผู้สืบทอดหนึ่งคนของกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลคือกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในปลายปี 2564 [9] [10] แนวคิดการออกแบบและจุดมุ่งหมายข้อเสนอและสารตั้งต้นนักบินอวกาศ Owen Garriottทำงานถัดจากหอสังเกตการณ์อวกาศพลังงานแสงอาทิตย์ของ Skylab ในปี 1973 ในปีพ. ศ. 2466 เฮอร์มันน์โอเบิร์ ธถือเป็นบิดาแห่งร็อกเก็ตเตอร์สมัยใหม่ร่วมกับRobert H. GoddardและKonstantin Tsiolkovsky - ตีพิมพ์Die Rakete zu den Planetenräumen ("The Rocket into Planetary Space") ซึ่งกล่าวถึงวิธีที่กล้องโทรทรรศน์สามารถขับเคลื่อนเข้าสู่วงโคจรโลกได้โดยจรวด [11] ประวัติความเป็นมาของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสามารถย้อนกลับไปได้ไกลถึงปีพ. ศ. 2489 จนถึงเอกสารของนักดาราศาสตร์ ไลแมนสปิตเซอร์ที่มีชื่อว่า "ข้อดีทางดาราศาสตร์ของหอดูดาวนอกโลก" [12]ในนั้นเขากล่าวถึงข้อดีหลักสองประการที่หอดูดาวบนอวกาศจะมีเหนือกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน ก่อนที่ความคมชัดเชิงมุม (แยกมีขนาดเล็กที่สุดที่วัตถุสามารถโดดเด่นอย่างเห็นได้ชัด) จะถูก จำกัด ด้วยการเลี้ยวเบนมากกว่าโดยความวุ่นวายในบรรยากาศซึ่งเป็นสาเหตุของดาวที่จะกระพริบตา, ที่รู้จักกันเป็นนักดาราศาสตร์เห็น ในขณะที่ภาคพื้นดินกล้องโทรทรรศน์ถูก จำกัด ให้มติของที่ 0.5-1.0 arcsecondsเมื่อเทียบกับความละเอียดเลนส์ จำกัด ทฤษฎีประมาณ 0.05 arcsec สำหรับกล้องโทรทรรศน์แสงกับกระจก 2.5 เมตร (8 ฟุต 2) มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ประการที่สองกล้องโทรทรรศน์อวกาศสามารถสังเกตอินฟราเรดและรังสีอัลตราไวโอเลตแสงซึ่งจะถูกดูดซึมอย่างมากจากบรรยากาศของโลก สปิตเซอร์ทุ่มเทในอาชีพการงานของเขาเพื่อผลักดันการพัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศ ในปีพ. ศ. 2505 รายงานโดยสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกาแนะนำให้พัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศเป็นส่วนหนึ่งของโครงการอวกาศและในปีพ. ศ. 2508 สปิตเซอร์ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้าคณะกรรมการเพื่อกำหนดวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์สำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ [13] ดาราศาสตร์อวกาศได้เริ่มต้นขึ้นในระดับที่เล็กมากหลังจากสงครามโลกครั้งที่สองเนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ประโยชน์จากการพัฒนาที่เกิดขึ้นในเทคโนโลยีจรวด ได้รับสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลตครั้งแรกของดวงอาทิตย์ในปี พ.ศ. 2489 [14]และองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ (นาซา) ได้เปิดตัวหอดูดาวโคจร (Orbiting Solar Observatory - OSO) เพื่อให้ได้สเปกตรัมรังสี UV, X-ray และรังสีแกมมาในปี พ.ศ. 2505 [ 15]โคจรกล้องโทรทรรศน์แสงอาทิตย์ได้รับการเปิดตัวในปี 1962 โดยสหราชอาณาจักรเป็นส่วนหนึ่งของโครงการอวกาศของเอเรียลและในปี 1966 นาซ่าเปิดตัวครั้งแรกโคจรหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ (OAO) ภารกิจ แบตเตอรี่ของ OAO-1 ล้มเหลวหลังจากผ่านไปสามวันทำให้ภารกิจสิ้นสุดลง ตามมาด้วยOrbiting Astronomical Observatory 2 (OAO-2) ซึ่งทำการสังเกตการณ์ดาวและกาแล็กซีอัลตราไวโอเลตจากการเปิดตัวในปี 2511 ถึง 2515 ซึ่งเกินกว่าอายุการใช้งานตามแผนเดิมที่กำหนดไว้ 1 ปี [16] ภารกิจของ OSO และ OAO แสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของการสังเกตการณ์ทางอวกาศที่สามารถมีส่วนร่วมในดาราศาสตร์ ในปีพ. ศ. 2511 องค์การนาซ่าได้พัฒนาแผนการของ บริษัท สำหรับกล้องโทรทรรศน์แบบสะท้อนแสงในอวกาศที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 ม. (9.8 ฟุต) หรือที่เรียกว่ากล้องโทรทรรศน์วงโคจรขนาดใหญ่หรือกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ (LST) โดยมีกำหนดเปิดตัวในปี พ.ศ. 2522 แผนเหล่านี้ เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการปฏิบัติภารกิจการบำรุงรักษาโดยทีมงานของกล้องโทรทรรศน์เพื่อให้แน่ใจว่าโปรแกรมที่มีค่าใช้จ่ายสูงดังกล่าวมีอายุการใช้งานที่ยาวนานและการพัฒนาแผนสำหรับกระสวยอวกาศที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้พร้อมกันแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้จะพร้อมใช้งานในไม่ช้า [17] แสวงหาเงินทุนความสำเร็จอย่างต่อเนื่องของโครงการ OAO กระตุ้นให้เกิดความเห็นพ้องต้องกันมากขึ้นภายในชุมชนดาราศาสตร์ว่า LST ควรเป็นเป้าหมายหลัก ในปี 1970 NASA ได้จัดตั้งคณะกรรมการขึ้นสองชุดคณะหนึ่งทำแผนด้านวิศวกรรมของโครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศและอีกชุดหนึ่งเพื่อกำหนดเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์ของภารกิจ เมื่อสิ่งเหล่านี้ได้รับการยอมรับแล้วอุปสรรคต่อไปของ NASA คือการได้รับเงินทุนสำหรับเครื่องมือนี้ซึ่งจะมีค่าใช้จ่ายสูงกว่ากล้องโทรทรรศน์บนโลก สภาคองเกรสของสหรัฐฯถามหลาย ๆ ด้านของงบประมาณที่เสนอสำหรับกล้องโทรทรรศน์และลดการบังคับในงบประมาณสำหรับขั้นตอนการวางแผนซึ่งในเวลานั้นประกอบด้วยการศึกษารายละเอียดมากของเครื่องมือที่มีศักยภาพและฮาร์ดแวร์สำหรับกล้องโทรทรรศน์ ในปีพ. ศ. 2517 การลดการใช้จ่ายของประชาชนทำให้สภาคองเกรสยกเลิกการระดมทุนทั้งหมดสำหรับโครงการกล้องโทรทรรศน์ [18] ในการตอบสนองความพยายามในการล็อบบี้ทั่วประเทศได้ประสานกันในหมู่นักดาราศาสตร์ นักดาราศาสตร์หลายคนได้พบกับสมาชิกรัฐสภาและวุฒิสมาชิกด้วยตนเองและมีการจัดแคมเปญการเขียนจดหมายจำนวนมาก National Academy of Sciencesเผยแพร่รายงานที่เน้นความจำเป็นในการกล้องโทรทรรศน์อวกาศและในที่สุดวุฒิสภาตกลงที่จะครึ่งหนึ่งของงบประมาณที่ได้รับการเดิมได้รับการอนุมัติจากสภาคองเกรส [19] ปัญหาการระดมทุนนำไปสู่การลดขนาดของโครงการโดยเส้นผ่านศูนย์กลางกระจกที่เสนอลดลงจาก 3 ม. เป็น 2.4 ม. ทั้งเพื่อลดค่าใช้จ่าย[20]และเพื่อให้สามารถกำหนดค่าฮาร์ดแวร์ของกล้องโทรทรรศน์ได้กะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น กล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาด 1.5 ม. (4 ฟุต 11 นิ้ว) ที่เสนอเพื่อทดสอบระบบที่จะใช้กับดาวเทียมหลักถูกทิ้งลงและความกังวลด้านงบประมาณยังกระตุ้นให้เกิดความร่วมมือกับEuropean Space Agency (ESA) ESA ตกลงที่จะจัดหาเงินทุนและจัดหาหนึ่งในเครื่องมือรุ่นแรกสำหรับกล้องโทรทรรศน์ตลอดจนเซลล์แสงอาทิตย์ที่จะให้พลังงานแก่มันและเจ้าหน้าที่ในการทำงานกับกล้องโทรทรรศน์ในสหรัฐอเมริกาเพื่อตอบแทนนักดาราศาสตร์ชาวยุโรปที่ได้รับการรับรองอย่างน้อย 15 % ของเวลาสังเกตการณ์บนกล้องโทรทรรศน์ [21]สภาคองเกรสได้รับการอนุมัติในที่สุดการระดมทุนของสหรัฐ $ 36 ล้านบาทสำหรับปี 1978 และการออกแบบของ LST เริ่มอย่างจริงจังเล็งสำหรับวันเปิดตัวของปี 1983 [19]ในปี 1983 กล้องโทรทรรศน์ถูกตั้งชื่อตามเอ็ดวินฮับเบิล , [22]ที่ ได้รับการยืนยันการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของศตวรรษที่ 20 ทำโดยจอร์ชสLemaîtreว่าจักรวาลมีการขยายตัว [23] การก่อสร้างและวิศวกรรมการเจียรกระจกหลักของฮับเบิลที่ Perkin-Elmer มีนาคม 2522 เมื่อโครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศได้รับการดำเนินการแล้วงานในโครงการนี้ก็ถูกแบ่งออกเป็นหลายสถาบัน ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล (MSFC) ได้รับความรับผิดชอบในการออกแบบพัฒนาและสร้างกล้องโทรทรรศน์ในขณะที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดได้รับการควบคุมโดยรวมของเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์และศูนย์ควบคุมภาคพื้นดินสำหรับภารกิจนี้ [24] MSFC มอบหมายให้ บริษัท ด้านทัศนศาสตร์Perkin-Elmerออกแบบและสร้างชุดประกอบกล้องโทรทรรศน์แสง (OTA) และเซ็นเซอร์คำแนะนำแบบละเอียดสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ล็อกฮีดได้รับมอบหมายให้สร้างและรวมยานอวกาศที่จะใช้ติดตั้งกล้องโทรทรรศน์ [25] การประกอบกล้องโทรทรรศน์แสงในแง่ของเลนส์ HST เป็นตัวสะท้อนแบบ Cassegrainของการออกแบบ Ritchey – Chrétienเช่นเดียวกับกล้องโทรทรรศน์มืออาชีพขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ การออกแบบที่มีกระจกไฮเปอร์โบลิกสองตัวเป็นที่ทราบกันดีว่ามีประสิทธิภาพในการถ่ายภาพที่ดีในมุมมองที่กว้างโดยมีข้อเสียคือกระจกมีรูปทรงที่ยากต่อการประดิษฐ์และทดสอบ กระจกและระบบออพติคอลของกล้องโทรทรรศน์เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายและได้รับการออกแบบตามข้อกำหนดที่เข้มงวด โดยทั่วไปแล้วกล้องโทรทรรศน์ออปติคัลจะมีกระจกที่ขัดเงาให้มีความแม่นยำประมาณหนึ่งในสิบของความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้แต่จะต้องใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศสำหรับการสังเกตการณ์จากแสงอัลตราไวโอเลตที่มองเห็นได้ (ความยาวคลื่นที่สั้นกว่า) และถูกกำหนดให้การเลี้ยวเบน จำกัดให้ใช้เวลาเต็มที่ ข้อได้เปรียบของสภาพแวดล้อมของพื้นที่ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องขัดกระจกให้มีความแม่นยำ 10 นาโนเมตรหรือประมาณ 1/65 ของความยาวคลื่นแสงสีแดง [26]ที่ปลายความยาวคลื่นยาว OTA ไม่ได้ออกแบบโดยคำนึงถึงประสิทธิภาพ IR ที่ดีที่สุดตัวอย่างเช่นกระจกจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิคงที่ (และอบอุ่นประมาณ 15 ° C) โดยเครื่องทำความร้อน สิ่งนี้ จำกัด ประสิทธิภาพของฮับเบิลในฐานะกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด [27] กระจกสำรองโดย Kodak โครงสร้างรองรับด้านในสามารถมองเห็นได้เนื่องจากไม่ได้เคลือบด้วยพื้นผิวสะท้อนแสง Perkin-Elmer ตั้งใจที่จะใช้เครื่องขัดที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นเองและซับซ้อนมากเพื่อเจียรกระจกให้ได้รูปทรงที่ต้องการ [25]อย่างไรก็ตามในกรณีที่เทคโนโลยีล้ำสมัยของพวกเขาประสบปัญหา NASA เรียกร้องให้ทำสัญญาย่อย PE กับKodakเพื่อสร้างกระจกสำรองโดยใช้เทคนิคการขัดกระจกแบบดั้งเดิม [28] (ทีมงานของ Kodak และItekยังประมูลงานขัดกระจกเดิมการเสนอราคาของพวกเขาเรียกร้องให้ทั้งสอง บริษัท ตรวจสอบการทำงานของกันและกันอีกครั้งซึ่งเกือบจะตรวจพบข้อผิดพลาดในการขัดซึ่งทำให้เกิดปัญหาดังกล่าวในภายหลัง) [29]กระจก Kodak อยู่ในขณะนี้บนจอแสดงผลถาวรที่พิพิธภัณฑ์การบินและอวกาศแห่งชาติ [30] [31]กระจก Itek สร้างขึ้นเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามที่จะใช้ในขณะนี้ในกล้องโทรทรรศน์ 2.4 เมตรที่แมกดาเลนาริดจ์หอดูดาว [32] การก่อสร้างของกระจกเพอร์กินเอลเมอเริ่มต้นขึ้นในปี 1979 เริ่มต้นด้วยที่ว่างเปล่าที่ผลิตโดยCorningจากการขยายตัวของพวกเขาต่ำพิเศษแก้ว เพื่อรักษาน้ำหนักของกระจกให้น้อยที่สุดให้ประกอบด้วยแผ่นด้านบนและด้านล่างแต่ละแผ่นหนา 25 มม. (0.98 นิ้ว) ประกบด้วยตาข่ายรังผึ้ง เพอร์กินเอลเมอจำลองสภาวะไร้น้ำหนักโดยการสนับสนุนกระจกจากด้านหลังที่มี 130 แท่งที่ทุ่มเทปริมาณของแรงที่แตกต่างกัน [33]สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่ารูปทรงสุดท้ายของกระจกจะถูกต้องและตรงตามข้อกำหนดเมื่อนำไปใช้งานในที่สุด การขัดกระจกยังคงดำเนินต่อไปจนถึงเดือนพฤษภาคมปี 1981 รายงานของ NASA ในเวลานั้นได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับโครงสร้างการบริหารจัดการของ Perkin-Elmer และการขัดเงาเริ่มล่าช้ากว่ากำหนดและเกินงบประมาณ เพื่อประหยัดเงิน NASA หยุดการทำงานบนกระจกสำรองและกำหนดวันเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์กลับไปที่ตุลาคม 2527 [34]กระจกนี้เสร็จสมบูรณ์ในตอนท้ายของปี 2524; มันก็ล้างโดยใช้ 9,100 ลิตร (2,000 เปรตแกลลอน; 2,400 ดอลลาร์สหรัฐแกลลอน) ของร้อนน้ำ deionizedและได้รับการเคลือบสะท้อนแสง 65 นาโนเมตรหนาแล้วอลูมิเนียมและเคลือบป้องกัน 25 นาโนเมตรหนาลูออไรด์แมกนีเซียม [27] [35] OTA โครงวัดแสงและแผ่นกั้นรองสามารถมองเห็นได้ในภาพของฮับเบิลในระหว่างการก่อสร้างในช่วงแรก ยังคงมีข้อสงสัยเกี่ยวกับความสามารถของ Perkin-Elmer ในโครงการที่มีความสำคัญนี้เนื่องจากงบประมาณและระยะเวลาในการผลิต OTA ที่เหลือยังคงสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองต่อกำหนดการที่ระบุว่า "ไม่เรียบร้อยและเปลี่ยนแปลงทุกวัน" NASA เลื่อนวันเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์ออกไปจนถึงเดือนเมษายน 2528 กำหนดการของ Perkin-Elmer ยังคงลดลงอย่างต่อเนื่องในอัตราประมาณหนึ่งเดือนต่อไตรมาสและในบางครั้งความล่าช้าก็มาถึงหนึ่งวัน สำหรับการทำงานในแต่ละวัน NASA ถูกบังคับให้เลื่อนวันเปิดตัวออกไปจนถึงเดือนมีนาคมและจากนั้นกันยายน 1986 เมื่อถึงเวลานี้งบประมาณโครงการทั้งหมดเพิ่มขึ้นเป็น 1.175 พันล้านเหรียญสหรัฐ [36] ระบบยานอวกาศยานอวกาศที่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์และเครื่องมือเป็นอีกหนึ่งความท้าทายทางวิศวกรรมที่สำคัญ มันจะต้องทนต่อทางเดินบ่อย ๆ จากแสงแดดโดยตรงไปสู่ความมืดของเงาของโลกซึ่งจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิครั้งใหญ่ในขณะที่มีความเสถียรเพียงพอที่จะทำให้กล้องโทรทรรศน์ชี้ตำแหน่งได้แม่นยำมาก การหุ้มฉนวนหลายชั้นช่วยให้อุณหภูมิภายในกล้องโทรทรรศน์คงที่และล้อมรอบเปลือกอลูมิเนียมน้ำหนักเบาที่กล้องโทรทรรศน์และเครื่องมือนั่งอยู่ ภายในเปลือกกรอบกราไฟท์ - อีพ็อกซี่ช่วยให้ชิ้นส่วนที่ทำงานของกล้องโทรทรรศน์อยู่ในแนวเดียวกันอย่างแน่นหนา [37]เนื่องจากกราไฟท์คอมโพสิตดูดความชื้นมีความเสี่ยงที่ไอน้ำที่ดูดซับโดยโครงถักในขณะที่อยู่ในห้องสะอาดของล็อกฮีดจะถูกแสดงออกมาในสุญญากาศของอวกาศในภายหลัง ส่งผลให้เครื่องมือของกล้องโทรทรรศน์ถูกน้ำแข็งปกคลุม เพื่อลดความเสี่ยงดังกล่าวจึงได้ทำการล้างก๊าซไนโตรเจนก่อนที่จะปล่อยกล้องโทรทรรศน์ขึ้นสู่อวกาศ [38] ในขณะที่การก่อสร้างยานอวกาศซึ่งจะใช้กล้องโทรทรรศน์และเครื่องมือนั้นดำเนินไปได้ค่อนข้างราบรื่นกว่าการสร้าง OTA แต่ Lockheed ยังคงประสบปัญหาด้านงบประมาณและกำหนดการเลื่อนหลุดและในช่วงฤดูร้อนปี 1985 การก่อสร้างยานอวกาศนั้นเกินงบประมาณไปถึง 30% และช้ากว่ากำหนดสามเดือน รายงานของ MSFC กล่าวว่า Lockheed มีแนวโน้มที่จะพึ่งพาทิศทางของ NASA มากกว่าที่จะริเริ่มของตนเองในการก่อสร้าง [39] ระบบคอมพิวเตอร์และการประมวลผลข้อมูลDF-224 ในฮับเบิลก่อนที่จะถูกแทนที่ในปี 2542 คอมพิวเตอร์หลักสองเครื่องเริ่มต้นบน HST คือระบบ 1.25 MHz DF-224ซึ่งสร้างโดย Rockwell Autonetics ซึ่งมีซีพียูซ้ำซ้อนสามตัวและระบบNSSC-1 (NASA Standard Spacecraft Computer, Model 1) สองระบบที่พัฒนาโดยWestinghouseและ GSFC โดยใช้ตรรกะของไดโอด - ทรานซิสเตอร์ (DTL) ตัวประมวลผลร่วมสำหรับ DF-224 ถูกเพิ่มเข้ามาในระหว่างการให้บริการภารกิจที่ 1 ในปี พ.ศ. 2536 ซึ่งประกอบด้วยสตริงที่ซ้ำซ้อนสองชุดของโปรเซสเซอร์ 80386 ที่ใช้ Intel กับโปรเซสเซอร์ร่วมคณิตศาสตร์ 80387 [40] DF-224 และโปรเซสเซอร์ร่วม 386 ถูกแทนที่ด้วยระบบประมวลผล 80486 ที่ใช้ Intel 25 MHz ในช่วงServicing Mission 3Aในปี 2542 [41]คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่เร็วขึ้น 20 เท่าโดยมีหน่วยความจำมากกว่าถึงหกเท่าDF-224มันถูกแทนที่ด้วย เพิ่มปริมาณงานโดยการย้ายงานคอมพิวเตอร์บางส่วนจากพื้นดินไปยังยานอวกาศและประหยัดเงินโดยอนุญาตให้ใช้ภาษาโปรแกรมสมัยใหม่ [42] นอกจากนี้เครื่องมือและส่วนประกอบทางวิทยาศาสตร์บางส่วนยังมีระบบควบคุมที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ในตัว ส่วนประกอบ MATs (Multiple Access Transponder) MAT-1 และ MAT-2 ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ Hughes Aircraft CDP1802CD [43]กล้องWide Field และ Planetary Camera (WFPC) ยังใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ RCA 1802 (หรืออาจเป็นรุ่น 1801 ที่เก่ากว่า) [44] WFPC-1 ถูกแทนที่ด้วยWFPC-2ระหว่างภารกิจการให้บริการ 1 ในปี 1993 ซึ่งต่อมาถูกแทนที่ด้วยกล้อง Wide Field 3 (WFC3) ในระหว่างภารกิจให้บริการ 4 ในปี 2552 ตราสารเริ่มต้นมุมมองที่ระเบิดของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เมื่อเปิดตัว HST มีเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ 5 ชนิด ได้แก่ Wide Field และ Planetary Camera (WF / PC), Goddard High Resolution Spectrograph (GHRS), High Speed Photometer (HSP), Faint Object Camera (FOC) และ Faint Object Spectrograph (FOS ). WF / PC เป็นอุปกรณ์ถ่ายภาพความละเอียดสูงที่มีไว้สำหรับการสังเกตการณ์ด้วยแสงเป็นหลัก มันถูกสร้างขึ้นโดยห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASAและรวมชุดฟิลเตอร์ 48 ชุดที่แยกเส้นสเปกตรัมของความสนใจทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์โดยเฉพาะ เครื่องมือนี้ประกอบด้วยชิปชาร์จคู่อุปกรณ์ (CCD) แปดตัวแบ่งระหว่างกล้องสองตัวโดยแต่ละตัวใช้ CCD สี่ตัว CCD แต่ละอันมีความละเอียด 0.64 ล้านพิกเซล [45]กล้องมุมกว้าง (WFC) ครอบคลุมสนามเชิงมุมขนาดใหญ่โดยใช้ความละเอียดในขณะที่กล้องดาวเคราะห์ (PC) ถ่ายภาพด้วยทางยาวโฟกัสที่มีประสิทธิภาพนานกว่าชิป WF ทำให้มีกำลังขยายที่มากขึ้น [46] ก็อดดาร์ดความละเอียดสูงสเปกโตร (GHRS) เป็นSpectrographออกแบบมาเพื่อทำงานในรังสีอัลตราไวโอเลต มันถูกสร้างขึ้นโดยศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดและสามารถบรรลุความละเอียดของสเปกตรัมได้ถึง 90,000 [47]นอกจากนี้ยังได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการสังเกตการณ์อัลตราไวโอเลตคือ FOC และ FOS ซึ่งมีความสามารถในการแก้ปัญหาเชิงพื้นที่สูงสุดของเครื่องมือใด ๆ บนกล้องฮับเบิล แทนที่จะใช้ CCD เครื่องมือทั้งสามนี้ใช้โฟตอน -นับดิจิคอนเป็นตัวตรวจจับ FOC สร้างโดย ESA ในขณะที่University of California, San DiegoและMartin Marietta Corporation ได้สร้าง FOS [46] เครื่องมือที่ใช้ในขั้นสุดท้ายเป็น HSP, การออกแบบและสร้างขึ้นที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการสังเกตแสงอัลตราไวโอเลตที่มองเห็นได้และแสงอัลตราไวโอเลตของดาวแปรแสงและวัตถุทางดาราศาสตร์อื่น ๆ ที่มีความสว่างแตกต่างกันไป อาจใช้เวลาถึง 100,000 การวัดต่อวินาทีโดยมีความแม่นยำทางโฟโตเมตริกประมาณ 2% หรือดีกว่า [48] ระบบคำแนะนำของ HST ยังสามารถใช้เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ได้ สามวิจิตรแนะแนวเซนเซอร์ (FGS) ถูกนำมาใช้เป็นหลักในการให้กล้องโทรทรรศน์ชี้ได้อย่างถูกต้องในระหว่างการสังเกต แต่ยังสามารถนำมาใช้ในการดำเนินการที่ถูกต้องมากastrometry ; การวัดที่แม่นยำภายใน 0.0003 อาร์ซีวินาทีทำได้สำเร็จ [49] การสนับสนุนภาคพื้นดินศูนย์ควบคุมฮับเบิลที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดปี 2542 สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) รับผิดชอบการดำเนินการทางวิทยาศาสตร์ของกล้องโทรทรรศน์และการจัดส่งผลิตภัณฑ์ข้อมูลให้กับนักดาราศาสตร์ สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศดำเนินการโดยสมาคมมหาวิทยาลัยเพื่อการวิจัยด้านดาราศาสตร์ (AURA) และอยู่ในบัลติมอร์ , แมรี่แลนด์ในมหาวิทยาลัย Homewood ของJohns Hopkins Universityซึ่งเป็นหนึ่งในมหาวิทยาลัยสหรัฐ 39 และ บริษัท ในเครือในต่างประเทศเจ็ดที่ทำขึ้นในกลุ่ม AURA STScI ก่อตั้งขึ้นในปี 1981 [50] [51]หลังจากการต่อสู้แย่งชิงอำนาจระหว่าง NASA และชุมชนวิทยาศาสตร์ครั้งใหญ่ NASA ต้องการเก็บฟังก์ชันนี้ไว้ในบ้าน แต่นักวิทยาศาสตร์ต้องการให้มันตั้งอยู่ในสถานประกอบการทางวิชาการ [52] [53]กล้องโทรทรรศน์อวกาศยุโรปประสานงานสิ่งอำนวยความสะดวก (ST-ECF) ก่อตั้งขึ้นที่Garching bei Münchenใกล้มิวนิคในปี 1984 ได้รับการสนับสนุนที่คล้ายกันสำหรับนักดาราศาสตร์ยุโรปจนกระทั่งปี 2011 เมื่อกิจกรรมเหล่านี้ถูกย้ายไปยังพื้นที่ศูนย์ดาราศาสตร์ยุโรป งานที่ค่อนข้างซับซ้อนซึ่งตรงกับ STScI คือการตั้งเวลาสังเกตการณ์สำหรับกล้องโทรทรรศน์ [54]ฮับเบิลอยู่ในวงโคจรระดับต่ำของโลกเพื่อให้สามารถปฏิบัติภารกิจให้บริการได้ แต่นั่นหมายความว่าเป้าหมายทางดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ถูกโลกบดบังโดยน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของวงโคจรแต่ละวงเล็กน้อย การสังเกตการณ์ไม่สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อกล้องโทรทรรศน์ผ่านความผิดปกติของมหาสมุทรแอตแลนติกใต้เนื่องจากระดับรังสีที่สูงขึ้นและยังมีเขตยกเว้นที่มีขนาดใหญ่รอบดวงอาทิตย์ (ไม่รวมการสังเกตของดาวพุธ ) ดวงจันทร์และโลก มุมหลีกเลี่ยงแสงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 50 °เพื่อป้องกันไม่ให้แสงแดดส่องถึงส่วนใดส่วนหนึ่งของ OTA การหลีกเลี่ยงโลกและดวงจันทร์จะช่วยป้องกันไม่ให้แสงจ้าจาก FGSs และป้องกันไม่ให้แสงที่กระจัดกระจายเข้ามาในเครื่องมือ หาก FGS ปิดอยู่จะสามารถสังเกตเห็นดวงจันทร์และโลกได้ การสังเกตการณ์โลกถูกนำมาใช้ในช่วงต้นของโครงการเพื่อสร้างสนามแบนสำหรับเครื่องมือ WFPC1 มีสิ่งที่เรียกว่าโซนการดูภาพต่อเนื่อง (CVZ) ที่ประมาณ 90 °ถึงระนาบของวงโคจรของฮับเบิลซึ่งเป้าหมายจะไม่ถูกบดบังเป็นเวลานาน ภาพเคลื่อนไหวของวงโคจรของฮับเบิลตั้งแต่วันที่ 31 ตุลาคม 2018 ถึง 25 ธันวาคม 2018 โลกจะไม่แสดง เนื่องจากการprecessionของวงโคจรที่ตั้งของย้าย CVZ ที่ช้ากว่าระยะเวลาแปดสัปดาห์ที่ผ่านมา เนื่องจากแขนขาของโลกอยู่ภายในประมาณ 30 °ของพื้นที่ภายใน CVZ ความสว่างของแสงโลกที่กระจัดกระจายอาจสูงขึ้นเป็นระยะเวลานานในระหว่างการสังเกตการณ์ CVZ ฮับเบิลโคจรในวงโคจรระดับต่ำของโลกที่ระดับความสูงประมาณ 540 กิโลเมตร (340 ไมล์) และเอียง 28.5 ° [5]ตำแหน่งตามวงโคจรของมันเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในลักษณะที่ไม่สามารถคาดเดาได้อย่างแม่นยำ ความหนาแน่นของบรรยากาศชั้นบนแตกต่างกันไปตามปัจจัยหลายประการและนั่นหมายความว่าตำแหน่งที่คาดการณ์ไว้ของฮับเบิลเป็นเวลาหกสัปดาห์อาจคลาดเคลื่อนได้ถึง 4,000 กม. (2,500 ไมล์) โดยทั่วไปแล้วกำหนดการสังเกตการณ์จะสรุปไว้ล่วงหน้าเพียงไม่กี่วันเนื่องจากระยะเวลารอคอยสินค้านานขึ้นหมายความว่ามีโอกาสที่เป้าหมายจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้เมื่อถึงเวลาที่ต้องสังเกต [55]การสนับสนุนด้านวิศวกรรมสำหรับ HST จัดทำโดย NASA และเจ้าหน้าที่ผู้รับเหมาที่Goddard Space Flight CenterในGreenbelt รัฐแมริแลนด์ห่างจาก STScI ไปทางใต้ 48 กม. (30 ไมล์) การทำงานของฮับเบิลถูกตรวจสอบตลอด 24 ชั่วโมงต่อวันโดยทีมผู้ควบคุมการบินสี่ทีมที่ประกอบกันเป็นทีมปฏิบัติการบินของฮับเบิล [54] ภัยพิบัติของผู้ท้าชิงความล่าช้าและการเปิดตัวในที่สุดSTS-31ยกออกพาฮับเบิลขึ้นสู่วงโคจร ฮับเบิลถูกนำไปใช้งานจาก Discoveryในปี 1990 เมื่อถึงเดือนมกราคม 2529 วันเปิดตัวที่วางแผนไว้ในเดือนตุลาคมดูเหมือนจะเป็นไปได้ แต่การระเบิดของชาเลนเจอร์ทำให้โครงการอวกาศของสหรัฐฯหยุดชะงักลงทำให้กองเรือกระสวยลงจอดและบังคับให้การเปิดตัวฮับเบิลถูกเลื่อนออกไปเป็นเวลาหลายปี กล้องโทรทรรศน์จะต้องถูกเก็บไว้ในห้องที่สะอาดเปิดเครื่องและกำจัดไนโตรเจนจนกว่าจะมีการกำหนดเวลายิงใหม่ สถานการณ์ที่ต้องเสียค่าใช้จ่ายนี้ (ประมาณ6 ล้านเหรียญสหรัฐต่อเดือน) ผลักดันให้ต้นทุนโดยรวมของโครงการสูงขึ้น ความล่าช้านี้ทำให้วิศวกรมีเวลาทำการทดสอบอย่างละเอียดเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่อาจเกิดความผิดพลาดและทำการปรับปรุงอื่น ๆ [56]นอกจากนี้ซอฟต์แวร์ภาคพื้นดินที่จำเป็นในการควบคุมฮับเบิลยังไม่พร้อมในปี 1986 และแทบจะไม่พร้อมในการเปิดตัวในปี 1990 [57] ในที่สุดต่อไปเริ่มต้นใหม่ของเที่ยวบินรถรับส่งในปี 1988 ที่เปิดตัวกล้องโทรทรรศน์ที่ถูกกำหนดไว้สำหรับปี 1990 ที่ 24 เมษายน 1990 กระสวยอวกาศ ดิสคัฟประสบความสำเร็จเปิดตัวในช่วงSTS-31ภารกิจ [58] จากเดิมที่คาดว่าจะมีค่าใช้จ่ายทั้งหมดประมาณ400 ล้านเหรียญสหรัฐกล้องโทรทรรศน์มีราคาประมาณ4.7 พันล้านเหรียญสหรัฐเมื่อถึงเวลาเปิดตัว ค่าใช้จ่ายสะสมของฮับเบิลคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ10,000 ล้านเหรียญสหรัฐในปี 2553 ยี่สิบปีหลังจากเปิดตัว [59] รายชื่อเครื่องมือฮับเบิลฮับเบิลรองรับเครื่องมือวิทยาศาสตร์ห้าในเวลาที่กำหนดบวกวิจิตรแนะแนวเซนเซอร์ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเล็งกล้องโทรทรรศน์ แต่ถูกนำมาใช้เป็นครั้งคราววิทยาศาสตร์astrometryวัด เครื่องมือในยุคแรกถูกแทนที่ด้วยเครื่องมือขั้นสูงในระหว่างภารกิจการให้บริการรถรับส่ง COSTAR เป็นอุปกรณ์ปรับสายตามากกว่าเครื่องมือวิทยาศาสตร์ แต่มีช่องเครื่องมือหนึ่งในห้าช่อง นับตั้งแต่ภารกิจการให้บริการขั้นสุดท้ายในปี 2552 เครื่องมือที่ใช้งานอยู่ 4 ชนิด ได้แก่ ACS, COS, STIS และ WFC3 NICMOS ถูกเก็บไว้ในโหมดไฮเบอร์เนต แต่อาจฟื้นขึ้นมาได้หาก WFC3 ล้มเหลวในอนาคต
ของตราสารอดีตสาม (COSTAR, FOS และ WFPC2) จะแสดงในมิ ธ โซเนียนพิพิธภัณฑ์ทางอากาศและอวกาศแห่งชาติ FOC อยู่ในพิพิธภัณฑ์ Dornier ประเทศเยอรมนี HSP อยู่ในพื้นที่สถานที่ที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน WFPC แรกถูกถอดออกและส่วนประกอบบางส่วนถูกนำมาใช้ใหม่ใน WFC3 กระจกมีตำหนิสารสกัดจากภาพ WF / PCแสดงให้เห็นแสงจากดาวที่กระจายไปทั่วบริเวณกว้างแทนที่จะกระจุกอยู่ที่พิกเซลเพียงไม่กี่พิกเซล ภายในไม่กี่สัปดาห์หลังจากเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์ภาพที่ส่งคืนแสดงให้เห็นปัญหาร้ายแรงกับระบบออปติคอล แม้ว่าภาพแรกจะดูคมชัดกว่ากล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน แต่ฮับเบิลก็ล้มเหลวในการโฟกัสขั้นสุดท้ายที่คมชัดและคุณภาพของภาพที่ดีที่สุดที่ได้นั้นต่ำกว่าที่คาดไว้อย่างมาก ภาพของแหล่งที่มาของจุดกระจายออกไปในรัศมีมากกว่าหนึ่งส่วนโค้งแทนที่จะมีฟังก์ชันการกระจายจุด (PSF) ที่กระจุกตัวอยู่ภายในวงกลม 0.1 อาร์ค วินาที (485 n rad ) ตามที่ระบุไว้ในเกณฑ์การออกแบบ [60] [61] การวิเคราะห์ภาพที่มีตำหนิพบว่ากระจกหลักถูกขัดจนผิดรูปทรง แม้ว่ามันจะถูกเชื่อว่าจะเป็นหนึ่งในกระจกแสงคิดส่วนใหญ่ได้อย่างแม่นยำที่เคยทำเรียบไปประมาณ 10 นาโนเมตร[26]ปริมณฑลด้านนอกถูกแบนเกินไปประมาณ 2,200 นาโนเมตร (ประมาณ1 / 450มมหรือ 1 / 11000นิ้ว) [62]ความแตกต่างนี้เป็นความหายนะโดยนำเสนอความคลาดทรงกลมที่รุนแรงข้อบกพร่องที่แสงสะท้อนจากขอบกระจกจะโฟกัสไปที่จุดที่แตกต่างจากแสงที่สะท้อนออกจากจุดศูนย์กลาง [63] ผลกระทบของข้อบกพร่องของกระจกในการสังเกตทางวิทยาศาสตร์ขึ้นอยู่กับการสังเกตโดยเฉพาะ - แกนกลางของ PSF ที่ผิดเพี้ยนมีความคมเพียงพอที่จะอนุญาตให้สังเกตการณ์วัตถุสว่างที่มีความละเอียดสูงได้และสเปกโตรสโคปีของแหล่งที่มาของจุดได้รับผลกระทบจากการสูญเสียความไวเท่านั้น อย่างไรก็ตามการสูญเสียแสงไปยังรัศมีขนาดใหญ่ที่ไม่อยู่ในโฟกัสได้ลดประโยชน์ของกล้องโทรทรรศน์สำหรับวัตถุที่จาง ๆ หรือการถ่ายภาพที่มีคอนทราสต์สูงลงอย่างมาก สิ่งนี้หมายความว่าโปรแกรมจักรวาลวิทยาเกือบทั้งหมดเป็นไปไม่ได้โดยพื้นฐานแล้วเนื่องจากพวกเขาต้องการการสังเกตวัตถุที่เลือนลางเป็นพิเศษ [63]สิ่งนี้ทำให้นักการเมืองตั้งคำถามถึงความสามารถของ NASA นักวิทยาศาสตร์ต้องคำนวณต้นทุนที่อาจต้องใช้ความพยายามในการผลิตมากขึ้นและนักแสดงตลกก็ทำเรื่องตลกเกี่ยวกับ NASA และกล้องโทรทรรศน์[64]ในภาพยนตร์ตลกปี 1991 เรื่องThe Naked Gun 2½: The Smell แห่งความกลัวในฉากที่เกิดภัยพิบัติทางประวัติศาสตร์แสดงฮับเบิลเป็นภาพกับRMS TitanicและLZ 129เบอร์ก [65]อย่างไรก็ตามในช่วงสามปีแรกของภารกิจฮับเบิลก่อนการแก้ไขด้วยแสงกล้องโทรทรรศน์ยังคงดำเนินการสังเกตการณ์เชิงประสิทธิผลจำนวนมากเกี่ยวกับเป้าหมายที่มีความต้องการน้อยกว่า [66]ข้อผิดพลาดก็มีลักษณะที่ดีและมีเสถียรภาพที่ช่วยให้นักดาราศาสตร์บางส่วนชดเชยกระจกที่มีข้อบกพร่องที่มีความซับซ้อนโดยใช้การประมวลผลภาพเทคนิคเช่นdeconvolution [67] ที่มาของปัญหาวิวัฒนาการด้านแสงของระบบกล้องหลักของฮับเบิล ภาพเหล่านี้แสดงดาราจักรแบบก้นหอย M100ตามที่เห็นด้วย WFPC1 ในปี 2536 ก่อนเลนส์แก้ไข (ซ้าย) โดยมี WFPC2 ในปี 2537 หลังการแก้ไข (ตรงกลาง) และด้วย WFC3 ในปี 2561 (ขวา) มีการจัดตั้งคณะกรรมการที่นำโดยLew Allenผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ Jet Propulsionเพื่อพิจารณาว่าข้อผิดพลาดจะเกิดขึ้นได้อย่างไร คณะกรรมาธิการอัลเลนพบว่าตัวแก้ไขโมฆะสะท้อนแสงซึ่งเป็นอุปกรณ์ทดสอบที่ใช้เพื่อให้ได้กระจกที่ไม่มีทรงกลมที่มีรูปทรงอย่างถูกต้องได้รับการประกอบอย่างไม่ถูกต้อง - เลนส์หนึ่งตัวอยู่นอกตำแหน่ง 1.3 มม. [68]ในระหว่างการเจียรและขัดกระจกครั้งแรกPerkin-Elmer ได้วิเคราะห์พื้นผิวของมันด้วยตัวแก้ไขโมฆะการหักเหของแสงธรรมดาสองตัว อย่างไรก็ตามสำหรับขั้นตอนการผลิตขั้นสุดท้าย ( การหา ) พวกเขาเปลี่ยนไปใช้ตัวปรับค่า null แบบสะท้อนแสงที่สร้างขึ้นเองซึ่งออกแบบมาอย่างชัดเจนเพื่อให้เป็นไปตามความคลาดเคลื่อนที่เข้มงวดมาก การประกอบอุปกรณ์นี้ไม่ถูกต้องส่งผลให้กระจกถูกกราวด์อย่างแม่นยำ แต่ผิดรูปทรง การทดสอบ A สุดท้ายไม่กี่ใช้ correctors null ธรรมดารายงานอย่างถูกต้องดาวฤกษ์ปกติ แต่ผลลัพธ์เหล่านี้ถูกยกเลิกทำให้พลาดโอกาสในการตรวจจับข้อผิดพลาดเนื่องจากตัวแก้ไขค่าว่างสะท้อนแสงถือว่ามีความแม่นยำมากกว่า [69] คณะกรรมาธิการกล่าวโทษความล้มเหลวของ Perkin-Elmer เป็นหลัก ความสัมพันธ์ระหว่าง NASA และ บริษัท เลนส์ได้รับความตึงเครียดอย่างมากในระหว่างการสร้างกล้องโทรทรรศน์เนื่องจากกำหนดการเลื่อนหลุดบ่อยครั้งและค่าใช้จ่ายที่มากเกินไป NASA พบว่า Perkin-Elmer ไม่ได้ตรวจสอบหรือดูแลการสร้างกระจกอย่างเพียงพอไม่ได้มอบหมายนักวิทยาศาสตร์ด้านแสงที่ดีที่สุดให้กับโครงการ (เช่นเดียวกับต้นแบบ) และโดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับนักออกแบบด้านแสงในการสร้างและการตรวจสอบ กระจก. ในขณะที่คณะกรรมาธิการวิพากษ์วิจารณ์ Perkin-Elmer อย่างหนักถึงความล้มเหลวในการบริหารจัดการเหล่านี้ NASA ก็ถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าไม่ยอมรับข้อบกพร่องในการควบคุมคุณภาพเช่นอาศัยผลการทดสอบทั้งหมดจากเครื่องมือเดียว [70] การออกแบบโซลูชันหลายคนกลัวว่าฮับเบิลจะถูกทอดทิ้ง [71]การออกแบบกล้องโทรทรรศน์ได้รวมภารกิจการให้บริการไว้เสมอและนักดาราศาสตร์ก็เริ่มค้นหาวิธีแก้ปัญหาที่อาจนำไปใช้ในภารกิจให้บริการครั้งแรกในทันทีซึ่งกำหนดไว้สำหรับปี 1993 ในขณะที่ Kodak มีกระจกสำรองสำหรับกล้องฮับเบิล คงเป็นไปไม่ได้ที่จะเปลี่ยนกระจกในวงโคจรและมีราคาแพงเกินไปและใช้เวลานานในการนำกล้องโทรทรรศน์กลับมายังโลกเพื่อติดตั้งใหม่ แต่ความจริงที่ว่ากระจกถูกกราวด์อย่างแม่นยำจนผิดรูปร่างนำไปสู่การออกแบบชิ้นส่วนออพติคอลใหม่ที่มีข้อผิดพลาดเหมือนกันทุกประการ แต่ในแง่ตรงกันข้ามเพื่อเพิ่มเข้าไปในกล้องโทรทรรศน์ในภารกิจการให้บริการซึ่งทำหน้าที่เป็น " แว่นตา "เพื่อแก้ไขความคลาดทรงกลม [72] [73] ขั้นตอนแรกคือการระบุลักษณะเฉพาะของข้อผิดพลาดในกระจกหลัก เมื่อทำงานย้อนกลับจากภาพของแหล่งที่มาของจุดนักดาราศาสตร์ได้พิจารณาว่าค่าคงที่รูปกรวยของกระจกตามที่สร้างขึ้นนั้นเป็น−1.01390 ± 0.0002แทนค่าที่ต้องการ−1.00230 . [74] [75]จำนวนเดียวกันนี้ได้มาจากการวิเคราะห์ตัวปรับค่าว่างที่ Perkin-Elmer ใช้ในการหากระจกเช่นเดียวกับการวิเคราะห์อินเตอร์เฟอโรแกรมที่ได้รับระหว่างการทดสอบพื้นกระจก [76] เนื่องจากวิธีการออกแบบเครื่องมือของ HST จึงต้องใช้ตัวแก้ไขสองชุดที่แตกต่างกัน การออกแบบของWide Field และ Planetary Camera 2ซึ่งมีการวางแผนไว้แล้วว่าจะแทนที่ WF / PC ที่มีอยู่พร้อมด้วยกระจกรีเลย์ที่ให้แสงตรงไปยังชิปชาร์จคู่อุปกรณ์ (CCD) สี่ตัวที่แยกจากกันซึ่งประกอบด้วยกล้องสองตัว ข้อผิดพลาดผกผันที่สร้างขึ้นบนพื้นผิวสามารถยกเลิกความคลาดหลักได้โดยสิ้นเชิง อย่างไรก็ตามเครื่องมืออื่น ๆ ไม่มีพื้นผิวตรงกลางที่สามารถคิดได้ด้วยวิธีนี้และจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์แก้ไขภายนอก [77] ระบบCorrective Optics Space Telescope Axial Replacement (COSTAR) ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ไขความคลาดทรงกลมสำหรับแสงที่โฟกัสที่ FOC, FOS และ GHRS ประกอบด้วยกระจกสองบานในเส้นทางแสงโดยมีกราวด์เดียวเพื่อแก้ไขความคลาด [78]เพื่อให้พอดีกับระบบ COSTAR บนกล้องโทรทรรศน์เครื่องมืออื่น ๆ อย่างใดอย่างหนึ่งต้องถูกลบออกและนักดาราศาสตร์ได้เลือกเครื่องวัดความเร็วสูงที่จะเสียสละ [77]ในปี 2002 เครื่องมือดั้งเดิมทั้งหมดที่ต้องใช้ COSTAR ถูกแทนที่ด้วยเครื่องมือที่มีเลนส์แก้ไขของตัวเอง [79] COSTAR ถูกนำออกและส่งกลับมายังโลกในปี 2552 ซึ่งจัดแสดงที่พิพิธภัณฑ์อากาศและอวกาศแห่งชาติ พื้นที่ที่ใช้ก่อนหน้านี้โดย COSTAR ถูกครอบครองในขณะนี้โดยสเปกโตรกราฟต้นกำเนิดจักรวาล [80] ภารกิจการให้บริการและเครื่องมือใหม่ฮับเบิลได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับการซ่อมบำรุงและการอัพเกรดอุปกรณ์เป็นประจำขณะอยู่ในวงโคจร เครื่องดนตรีและรายการชีวิต จำกัด ได้รับการออกแบบเป็นหน่วยการเปลี่ยนวงโคจร [81]ภารกิจประจำการห้าภารกิจ (SM 1, 2, 3A, 3B และ 4) บินโดยกระสวยอวกาศของนาซ่าครั้งแรกในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2536 และครั้งสุดท้ายในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2552 [82]ภารกิจการให้บริการเป็นการปฏิบัติการที่ละเอียดอ่อนซึ่งเริ่มต้นด้วยการหลบหลีก เพื่อสกัดกั้นกล้องโทรทรรศน์ในวงโคจรและระมัดระวังการดึงมันมีรถรับส่งของแขนกล จากนั้นงานที่จำเป็นได้ดำเนินการในทางเดินอวกาศที่ถูกผูกไว้หลายครั้งในช่วงสี่ถึงห้าวัน หลังจากการตรวจสอบด้วยสายตาของกล้องโทรทรรศน์นักบินอวกาศได้ทำการซ่อมแซมเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ล้มเหลวหรือเสื่อมสภาพอุปกรณ์ที่ได้รับการอัพเกรดและติดตั้งเครื่องมือใหม่ เมื่องานเสร็จสมบูรณ์กล้องโทรทรรศน์ที่ถูกนำกลับโดยทั่วไปหลังจากการส่งเสริมไปยังวงโคจรที่สูงขึ้นไปยังที่อยู่การสลายตัวของวงโคจรที่เกิดจากบรรยากาศการลาก [83] ภารกิจรับใช้ 1นักบินอวกาศ Musgrave และ Hoffman ติดตั้งเลนส์แก้ไขในช่วง SM1 ภารกิจรับใช้ฮับเบิลชุดแรกถูกกำหนดไว้ในปี 1993 ก่อนที่จะมีการค้นพบปัญหากระจกเงา ถือว่ามีความสำคัญมากขึ้นเนื่องจากนักบินอวกาศจะต้องทำงานอย่างละเอียดเพื่อติดตั้งออปติกแก้ไข ความล้มเหลวจะส่งผลให้ต้องละทิ้งฮับเบิลหรือยอมรับความพิการอย่างถาวร ส่วนประกอบอื่น ๆ ล้มเหลวก่อนภารกิจทำให้ค่าซ่อมเพิ่มขึ้นเป็น 500 ล้านดอลลาร์ (ไม่รวมค่าเครื่องบินรับส่ง) ซ่อมแซมที่ประสบความสำเร็จจะช่วยแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการสร้างสถานีอวกาศอัลฟา [84] STS-49ในปี 1992 แสดงให้เห็นถึงความยากลำบากของงานอวกาศ ในขณะที่การช่วยเหลือIntelsat 603ได้รับคำชื่นชมนักบินอวกาศก็อาจเสี่ยงในการทำเช่นนั้น ทั้งการช่วยเหลือหรือการประกอบชิ้นส่วนสถานีอวกาศต้นแบบที่ไม่เกี่ยวข้องเกิดขึ้นในขณะที่นักบินอวกาศได้รับการฝึกฝนทำให้ NASA ต้องประเมินการวางแผนและการฝึกอบรมอีกครั้งรวมถึงการซ่อมแซมฮับเบิล หน่วยงานที่ได้รับมอบหมายให้ปฏิบัติภารกิจStory Musgraveซึ่งเคยทำงานเกี่ยวกับขั้นตอนการซ่อมดาวเทียมมาตั้งแต่ปี 1976 และนักบินอวกาศที่มีประสบการณ์อีก 6 คนรวมทั้งสองคนจาก STS-49 ผู้อำนวยการภารกิจคนแรกนับตั้งแต่Project Apolloจะประสานงานกับลูกเรือ 16 เที่ยวบินก่อนหน้านี้ นักบินอวกาศได้รับการฝึกฝนให้ใช้เครื่องมือพิเศษประมาณร้อยชิ้น [85] ความร้อนเป็นปัญหาในการเดินอวกาศก่อนหน้านี้ซึ่งเกิดขึ้นในแสงแดด ฮับเบิลจำเป็นต้องได้รับการซ่อมแซมให้พ้นจากแสงแดด Musgrave ค้นพบในระหว่างการฝึกสูญญากาศเมื่อเจ็ดเดือนก่อนภารกิจว่าถุงมืออวกาศไม่สามารถป้องกันความหนาวเย็นของอวกาศได้เพียงพอ หลังจากที่STS-57ยืนยันปัญหาในวงโคจร NASA ได้เปลี่ยนอุปกรณ์ขั้นตอนและแผนการบินอย่างรวดเร็ว การจำลองภารกิจทั้งหมดเจ็ดครั้งเกิดขึ้นก่อนการเปิดตัวเป็นการเตรียมการอย่างละเอียดถี่ถ้วนที่สุดในประวัติศาสตร์รถรับส่ง ไม่มีการจำลองกล้องฮับเบิลที่สมบูรณ์ดังนั้นนักบินอวกาศจึงศึกษาแบบจำลองที่แยกจากกันหลายแบบ (รวมถึงแบบจำลองที่สมิ ธ โซเนียน) และรวมรายละเอียดที่แตกต่างและขัดแย้งกันทางจิตใจเข้าด้วยกัน [86]ภารกิจบริการ 1 บินบนเรือEndeavourในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2536 และเกี่ยวข้องกับการติดตั้งเครื่องมือและอุปกรณ์อื่น ๆ ในช่วงสิบวัน สิ่งสำคัญที่สุดคือโฟโตมิเตอร์ความเร็วสูงถูกแทนที่ด้วยแพ็คเกจออปติกแก้ไขCOSTARและ WFPC ถูกแทนที่ด้วยWide Field และ Planetary Camera 2 (WFPC2) ด้วยระบบแก้ไขแสงภายใน แผงเซลล์แสงอาทิตย์และอิเล็กทรอนิกส์ไดรฟ์ของพวกเขายังถูกแทนที่เช่นเดียวกับสี่ลูกข่างในระบบกล้องโทรทรรศน์ชี้สองหน่วยควบคุมไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ และสอง magnetometers คอมพิวเตอร์ออนบอร์ดได้รับการอัพเกรดด้วยโปรเซสเซอร์ร่วมที่เพิ่มเข้ามาและวงโคจรของฮับเบิลได้รับการปรับปรุง [62] เมื่อวันที่ 13 มกราคม พ.ศ. 2537 NASA ได้ประกาศว่าภารกิจนี้ประสบความสำเร็จอย่างสมบูรณ์และได้แสดงภาพแรกที่คมชัดยิ่งขึ้น [87]ภารกิจนี้เป็นหนึ่งในภารกิจที่ซับซ้อนที่สุดจนถึงวันนั้นโดยเกี่ยวข้องกับช่วงเวลากิจกรรมยานพาหนะพิเศษที่ยาวนานห้าช่วงเวลา ความสำเร็จของมันเป็นประโยชน์สำหรับ NASA เช่นเดียวกับนักดาราศาสตร์ที่ตอนนี้มีกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีความสามารถมากขึ้น ภารกิจรับใช้ 2ฮับเบิลที่เห็นจากการ ค้นพบระหว่างภารกิจการรับใช้ครั้งที่สอง ภารกิจให้บริการ 2 ซึ่งบินโดยDiscoveryในเดือนกุมภาพันธ์ 1997 แทนที่ GHRS และ FOS ด้วยSpace Telescope Imaging Spectrograph (STIS) และกล้องอินฟราเรดใกล้และสเปกโตรมิเตอร์แบบหลายวัตถุ (NICMOS) แทนที่เครื่องบันทึกเทปวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ด้วยเครื่องใหม่ Solid State Recorder และซ่อมแซมฉนวนกันความร้อน [88] NICMOS มีแผงระบายความร้อนของไนโตรเจนแข็งเพื่อลดเสียงรบกวนจากความร้อนจากเครื่องมือ แต่หลังจากติดตั้งไม่นานการขยายตัวทางความร้อนที่ไม่คาดคิดส่งผลให้ส่วนหนึ่งของแผ่นระบายความร้อนสัมผัสกับแผ่นกั้นแสง สิ่งนี้นำไปสู่อัตราการร้อนที่เพิ่มขึ้นสำหรับเครื่องมือและลดอายุการใช้งานที่คาดไว้เดิม 4.5 ปีเหลือประมาณสองปี [89] ภารกิจรับใช้ 3Aภารกิจให้บริการ 3A บินโดยDiscoveryเกิดขึ้นในเดือนธันวาคม 2542 และเป็นการแยกออกจากภารกิจการให้บริการ 3 หลังจากที่ลูกข่างบนเครื่องบินสามในหกเครื่องล้มเหลว ครั้งที่สี่ล้มเหลวไม่กี่สัปดาห์ก่อนภารกิจทำให้กล้องโทรทรรศน์ไม่สามารถทำการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ได้ ภารกิจนี้เปลี่ยนลูกข่างทั้งหกลูกเปลี่ยนเซ็นเซอร์คำแนะนำละเอียดและคอมพิวเตอร์ติดตั้งชุดปรับปรุงแรงดัน / อุณหภูมิ (VIK) เพื่อป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่เกินและเปลี่ยนผ้าห่มฉนวนกันความร้อน [90] ภารกิจรับใช้ 3Bภารกิจการให้บริการ 3B ซึ่งบินโดยโคลัมเบียในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2545 ได้เห็นการติดตั้งเครื่องมือใหม่โดยมี FOC (ซึ่งยกเว้นเซ็นเซอร์คำแนะนำแบบละเอียดเมื่อใช้สำหรับการวัดระยะทางดาราศาสตร์เป็นเครื่องมือสุดท้ายของเครื่องมือดั้งเดิม) ถูกแทนที่ด้วยกล้องขั้นสูงสำหรับการสำรวจ (ACS). ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องใช้ COSTAR อีกต่อไปเนื่องจากเครื่องมือใหม่ทั้งหมดมีการแก้ไขในตัวสำหรับความคลาดกระจกหลัก [79]ภารกิจนี้ยังฟื้นฟู NICMOS โดยการติดตั้งเครื่องทำความเย็นแบบปิดรอบ[89]และแทนที่แผงโซลาร์เซลล์เป็นครั้งที่สองโดยให้พลังงานเพิ่มขึ้น 30 เปอร์เซ็นต์ [91] ภารกิจรับใช้ 4ฮับเบิลระหว่างภารกิจรับใช้ 4 แผนการเรียกร้องให้มีการให้บริการฮับเบิลในเดือนกุมภาพันธ์ 2548 แต่ภัยพิบัติจากโคลัมเบียในปี 2546 ซึ่งยานอวกาศได้สลายตัวเมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอีกครั้งมีผลกระทบในวงกว้างต่อโครงการฮับเบิลและภารกิจอื่น ๆ ของนาซ่า Sean O'Keefeผู้ดูแลระบบ NASA ตัดสินใจว่าภารกิจของรถรับส่งในอนาคตทั้งหมดจะต้องสามารถไปถึงที่หลบภัยของสถานีอวกาศนานาชาติได้หากเกิดปัญหาระหว่างการบินขึ้น เนื่องจากไม่มีรถรับส่งที่สามารถเข้าถึงทั้ง HST และสถานีอวกาศในระหว่างภารกิจเดียวกันภารกิจการให้บริการของลูกเรือในอนาคตจึงถูกยกเลิก [92]การตัดสินใจนี้ถูกวิพากษ์วิจารณ์โดยนักดาราศาสตร์หลายคนที่รู้สึกว่าฮับเบิลมีค่ามากพอที่จะยอมรับความเสี่ยงของมนุษย์ [93]ผู้สืบทอดตามแผนของ HST คือกล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์ (JWST) ณ ปี 2547 คาดว่าจะไม่เปิดตัวจนถึงปี 2554 เป็นอย่างน้อยช่องว่างในความสามารถในการสังเกตการณ์อวกาศระหว่างการปลดประจำการของฮับเบิลและการว่าจ้างผู้สืบทอดเป็นเรื่องที่น่ากังวลมาก สำหรับนักดาราศาสตร์หลายคนเนื่องจากผลกระทบทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญของ HST [94]การพิจารณาว่า JWST จะไม่อยู่ในวงโคจรระดับต่ำของโลกดังนั้นจึงไม่สามารถอัพเกรดหรือซ่อมแซมได้อย่างง่ายดายในกรณีที่เกิดความล้มเหลวในช่วงต้นทำให้มีความกังวลมากขึ้นเท่านั้น ในทางกลับกันนักดาราศาสตร์หลายคนรู้สึกเป็นอย่างยิ่งว่าไม่ควรให้บริการฮับเบิลหากค่าใช้จ่ายนั้นมาจากงบประมาณของ JWST ในเดือนมกราคม 2547 O'Keefe กล่าวว่าเขาจะทบทวนการตัดสินใจของเขาที่จะยกเลิกภารกิจการให้บริการขั้นสุดท้ายของ HST เนื่องจากเสียงโวยวายของสาธารณชนและการร้องขอจากสภาคองเกรสให้ NASA หาทางช่วยชีวิต National Academy of Sciences ได้เรียกประชุมคณะกรรมการอย่างเป็นทางการซึ่งแนะนำในเดือนกรกฎาคม 2547 ว่าควรรักษา HST ไว้แม้จะมีความเสี่ยงที่ชัดเจนก็ตาม รายงานของพวกเขากระตุ้นว่า "NASA ไม่ควรดำเนินการใด ๆ ที่จะขัดขวางภารกิจการให้บริการกระสวยอวกาศไปยังกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล" [95]ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2547 โอคีเฟขอให้ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดจัดเตรียมข้อเสนอโดยละเอียดสำหรับภารกิจบริการหุ่นยนต์ แผนการเหล่านี้ถูกยกเลิกในเวลาต่อมาภารกิจของหุ่นยนต์ถูกอธิบายว่า "ไม่เป็นไปได้" [96]ในช่วงปลายปี 2547 สมาชิกรัฐสภาหลายคนนำโดยวุฒิสมาชิกบาร์บารามิกุลสกีได้จัดให้มีการไต่สวนสาธารณะและดำเนินการต่อสู้โดยได้รับการสนับสนุนจากประชาชนจำนวนมาก (รวมถึงจดหมายหลายพันฉบับจากเด็กนักเรียนทั่วสหรัฐอเมริกา) เพื่อให้รัฐบาลบุชและองค์การนาซ่าพิจารณาใหม่ การตัดสินใจล้มเลิกแผนการปฏิบัติภารกิจช่วยเหลือฮับเบิล [97] ชุดแบตเตอรี่นิกเกิล - ไฮโดรเจนสำหรับฮับเบิล การเสนอชื่อในเดือนเมษายน 2548 ของผู้ดูแลระบบ NASA คนใหม่Michael D. Griffinทำให้สถานการณ์เปลี่ยนไปตามที่กริฟฟินระบุว่าเขาจะพิจารณาภารกิจการให้บริการของลูกเรือ [98]ไม่นานหลังจากการแต่งตั้งของเขากริฟฟินได้มอบอำนาจให้ก็อดดาร์ดดำเนินการเตรียมการสำหรับเที่ยวบินบำรุงรักษาฮับเบิลที่เป็นลูกเรือโดยบอกว่าเขาจะตัดสินใจขั้นสุดท้ายหลังจากภารกิจรถรับส่งสองครั้งถัดไป ในเดือนตุลาคม 2549 กริฟฟินให้การดำเนินการขั้นสุดท้ายและภารกิจ 11 วันโดยแอตแลนติสกำหนดไว้ในเดือนตุลาคม 2551 หน่วยจัดการข้อมูลหลักของฮับเบิลล้มเหลวในเดือนกันยายน 2551 [99]หยุดการรายงานข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมดจนกว่าจะมีการสำรองข้อมูล ถูกนำมาออนไลน์เมื่อวันที่ 25 ตุลาคม 2551 [100]เนื่องจากความล้มเหลวของหน่วยสำรองจะทำให้ HST ทำอะไรไม่ถูกภารกิจการบริการจึงถูกเลื่อนออกไปเพื่อรวมการแทนที่หน่วยหลัก [99] ภารกิจให้บริการ 4 (SM4) ซึ่งบินโดยแอตแลนติสในเดือนพฤษภาคม 2552 เป็นภารกิจรถรับส่งที่กำหนดไว้ครั้งสุดท้ายสำหรับ HST [80] [101] SM4 ติดตั้งหน่วยจัดการข้อมูลทดแทนซ่อมแซมระบบ ACS และ STIS ติดตั้งแบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจนที่ปรับปรุงแล้วและเปลี่ยนส่วนประกอบอื่น ๆ รวมทั้งลูกข่างทั้งหก นอกจากนี้ SM4 ยังติดตั้งเครื่องมือสังเกตการณ์ใหม่ 2 ชนิด ได้แก่Wide Field Camera 3 (WFC3) และCosmic Origins Spectrograph (COS) [102]และระบบSoft Capture and Rendezvousซึ่งจะช่วยให้สามารถนัดพบจับภาพและกำจัดฮับเบิลได้อย่างปลอดภัยในอนาคตโดย ไม่ว่าจะเป็นภารกิจของลูกเรือหรือหุ่นยนต์ [103]ยกเว้นช่องสัญญาณความละเอียดสูงของ ACS ซึ่งไม่สามารถซ่อมแซมได้และถูกปิดใช้งาน[104] [105] [106]งานที่สำเร็จในช่วง SM4 ทำให้กล้องโทรทรรศน์ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ [80] โครงการสำคัญ ๆหนึ่งในภาพฮับเบิลส่วนใหญ่ที่มีชื่อเสียง เสาหลักของการสร้างการแสดงดาวขึ้นรูปใน เนบิวลาอินทรี ตั้งแต่จุดเริ่มต้นของโครงการจำนวนโครงการวิจัยที่ได้รับการดำเนินการบางส่วนของพวกเขาเกือบจะเพียงลำพังกับฮับเบิล, สิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ เช่นการประสานงานหอดูดาวจันทราและESO 's กล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก แม้ว่าหอดูดาวฮับเบิลจะใกล้สิ้นสุดอายุการใช้งาน แต่ก็ยังมีโครงการสำคัญที่กำหนดไว้สำหรับมัน ตัวอย่างหนึ่งคือจะเกิดขึ้นโปรแกรมชายแดนฟิลด์[107]แรงบันดาลใจจากผลของการสังเกตลึกฮับเบิลของกาแลคซีคลัสเตอร์อาเบล 1689 [108] ในการแถลงข่าวเมื่อเดือนสิงหาคม 2013 CANDELSได้รับการขนานนามว่าเป็น "โครงการที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของฮับเบิล" การสำรวจ "มีจุดมุ่งหมายเพื่อสำรวจวิวัฒนาการของกาแลคซีในจักรวาลยุคแรกและเป็นเมล็ดพันธุ์แรกของโครงสร้างจักรวาลที่น้อยกว่าหนึ่งพันล้านปีหลังจากบิกแบง" [109]ไซต์โครงการ CANDELS อธิบายเป้าหมายของการสำรวจดังต่อไปนี้: [110]
โปรแกรม Frontier Fieldsโปรแกรมชายแดนทุ่งศึกษา MACS0416.1-2403 โปรแกรมนี้มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า "Hubble Deep Fields Initiative 2012" มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาความรู้เกี่ยวกับการก่อตัวของกาแลคซีในยุคแรกโดยการศึกษากาแลคซีที่มีการเปลี่ยนสีแดงสูงในพื้นที่ว่างด้วยการใช้เลนส์ความโน้มถ่วงเพื่อดู "กาแลคซีที่จางที่สุดในจักรวาลอันไกลโพ้น" [107]หน้าเว็บ Frontier Fields อธิบายเป้าหมายของโปรแกรมคือ:
การสำรวจวิวัฒนาการของจักรวาล (COSMOS)การสำรวจวิวัฒนาการของจักรวาล (COSMOS) [112]เป็นการสำรวจทางดาราศาสตร์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจสอบการก่อตัวและวิวัฒนาการของกาแลคซีโดยเป็นหน้าที่ของทั้งเวลาจักรวาล (การเปลี่ยนสีแดง) และสภาพแวดล้อมของกาแลคซีในท้องถิ่น การสำรวจครอบคลุมสนามเส้นศูนย์สูตรสองตารางองศาพร้อมด้วยสเปกโทรสโกปีและเอกซเรย์ไปจนถึงการถ่ายภาพด้วยคลื่นวิทยุโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ส่วนใหญ่และกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่จำนวนมาก[113]ทำให้เป็นพื้นที่โฟกัสหลักของฟิสิกส์ดาราศาสตร์นอกโลก COSMOS เปิดตัวในปี 2549 ในฐานะโครงการที่ใหญ่ที่สุดที่ดำเนินการโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในเวลานั้นและยังคงเป็นพื้นที่ท้องฟ้าที่ต่อเนื่องที่ใหญ่ที่สุดที่ปกคลุมไปด้วยจุดประสงค์ในการทำแผนที่ห้วงอวกาศในช่องว่าง 2.5 เท่าของพื้นที่ของดวงจันทร์บนท้องฟ้า และใหญ่กว่าภูมิภาคแคนเดลส์ที่ใหญ่ที่สุด 17 เท่า ความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์ของ COSMOS ที่สร้างขึ้นจากการสำรวจ COSMOS ครั้งแรกเป็นการทำงานร่วมกันนอกโลกที่ใหญ่ที่สุดและดำเนินการยาวนานที่สุดซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องความเป็นเพื่อนร่วมงานและการเปิดกว้าง การศึกษากาแลคซีในสภาพแวดล้อมสามารถทำได้เฉพาะกับพื้นที่ขนาดใหญ่บนท้องฟ้าที่มีขนาดใหญ่กว่าครึ่งตารางองศา [114]ตรวจพบกาแลคซีมากกว่าสองล้านแห่งซึ่งครอบคลุม 90% ของอายุของจักรวาล ความร่วมมือของ COSMOS นำโดยCaitlin Casey , Jeyhan KartaltepeและVernesa Smolcicและเกี่ยวข้องกับนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 200 คนในสิบประเทศ [112] การใช้งานสาธารณะนโยบายกระจุกดาว Pismis 24พร้อม เนบิวลา ทุกคนสามารถขอเวลาบนกล้องโทรทรรศน์ได้ ไม่มีข้อ จำกัด ในเรื่องสัญชาติหรือความเกี่ยวข้องทางวิชาการ แต่เงินทุนสำหรับการวิเคราะห์มีให้เฉพาะสถาบันในสหรัฐอเมริกาเท่านั้น [115]การแข่งขันเรื่องเวลาบนกล้องโทรทรรศน์เป็นไปอย่างเข้มข้นโดยประมาณ 1 ใน 5 ของข้อเสนอที่ส่งเข้ามาในแต่ละรอบจะได้เวลาตามกำหนด [116] [117] ข้อเสนอการเรียกร้องข้อเสนอจะออกเป็นประจำทุกปีโดยมีการจัดสรรเวลาเป็นรอบที่ยาวนานประมาณหนึ่งปี ข้อเสนอแบ่งออกเป็นหลายประเภท ข้อเสนอ "ผู้สังเกตการณ์ทั่วไป" เป็นข้อเสนอที่พบบ่อยที่สุดซึ่งครอบคลุมถึงการสังเกตการณ์ตามปกติ "การสังเกตการณ์แบบสแนปชอต" คือเป้าหมายที่เป้าหมายต้องใช้เวลาเพียง 45 นาทีหรือน้อยกว่าของกล้องโทรทรรศน์ซึ่งรวมถึงค่าใช้จ่ายเช่นการได้มาซึ่งเป้าหมาย การสังเกตการณ์แบบสแนปชอตใช้เพื่อเติมเต็มช่องว่างในตารางเวลาของกล้องโทรทรรศน์ที่ไม่สามารถเติมเต็มได้ด้วยโปรแกรมสังเกตการณ์ทั่วไปทั่วไป [118] นักดาราศาสตร์อาจจัดทำข้อเสนอ "เป้าหมายแห่งโอกาส" ซึ่งการสังเกตการณ์จะถูกกำหนดเวลาหากเหตุการณ์ชั่วคราวที่ครอบคลุมโดยข้อเสนอเกิดขึ้นในระหว่างรอบการจัดกำหนดการ นอกจากนี้เวลาของกล้องโทรทรรศน์มากถึง 10% ถูกกำหนดเป็นเวลา "การตัดสินใจของผู้กำกับ" (DD) นักดาราศาสตร์สามารถสมัครเพื่อใช้เวลา DD เมื่อใดก็ได้ของปีและโดยทั่วไปแล้วจะได้รับรางวัลสำหรับการศึกษาปรากฏการณ์ชั่วคราวที่ไม่คาดคิดเช่นซูเปอร์โนวา [119] การใช้เวลา DD อื่น ๆ รวมถึงการสังเกตการณ์ที่นำไปสู่มุมมองของฮับเบิลดีพฟิลด์และฮับเบิลอัลตร้าดีฟิลด์และในสี่รอบแรกของเวลากล้องโทรทรรศน์การสังเกตการณ์ที่ดำเนินการโดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่น การประมวลผลภาพสาธารณะของข้อมูลฮับเบิลควรได้รับการสนับสนุนเนื่องจากข้อมูลส่วนใหญ่ในที่เก็บถาวรไม่ได้รับการประมวลผลเป็นภาพสี [120] ใช้โดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่นบางครั้ง HST สามารถมองเห็นได้จากพื้นดินเช่นเดียวกับการเปิดรับแสง 39 วินาทีเมื่ออยู่ในกลุ่มดาวนายพราน ความสว่างสูงสุดเกี่ยวกับขนาด 1 Riccardo Giacconiผู้อำนวยการคนแรกของ STScI ประกาศเมื่อปี 2529 ว่าเขาตั้งใจจะอุทิศเวลาในการพิจารณาของผู้กำกับเพื่ออนุญาตให้นักดาราศาสตร์สมัครเล่นใช้กล้องโทรทรรศน์ได้ เวลาทั้งหมดที่จะจัดสรรคือไม่กี่ชั่วโมงต่อรอบ แต่นักดาราศาสตร์สมัครเล่นได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก [121] ข้อเสนอสำหรับเวลาสมัครเล่นได้รับการตรวจสอบอย่างเข้มงวดโดยคณะกรรมการของนักดาราศาสตร์สมัครเล่นและเวลาจะมอบให้เฉพาะข้อเสนอที่ถือว่ามีคุณค่าทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริงไม่ได้ทำซ้ำข้อเสนอของผู้เชี่ยวชาญและต้องใช้ความสามารถเฉพาะของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ นักดาราศาสตร์สมัครเล่นสิบสามคนได้รับเวลาบนกล้องโทรทรรศน์โดยมีการสังเกตการณ์ระหว่างปี 2533 ถึง 2540 [122]การศึกษาหนึ่งในนั้นคือ " ดาวหางเปลี่ยนผ่าน - การค้นหารังสียูวีสำหรับ OH " ครั้งแรกที่เสนอว่า "ฮับเบิลศึกษากล้องโทรทรรศน์อวกาศของ Posteclipse Brightening และอัลเบเปลี่ยนแปลงบนไอโอ" ได้รับการตีพิมพ์ในอิคารัส , [123]วารสารที่ทุ่มเทให้กับการศึกษาระบบสุริยจักรวาล การศึกษาที่สองจากกลุ่มมือสมัครเล่นอีกก็ยังได้รับการตีพิมพ์ในอิคารัส[124] อย่างไรก็ตามหลังจากนั้นการลดงบประมาณของ STScI ทำให้การสนับสนุนการทำงานของนักดาราศาสตร์สมัครเล่นไม่สามารถป้องกันได้และไม่มีการดำเนินโครงการสมัครเล่นเพิ่มเติม [122] [125] ข้อเสนอของฮับเบิลยังคงปกติรวมถึงการค้นพบหรือวัตถุค้นพบโดยมือสมัครเล่นและนักวิทยาศาสตร์พลเมือง การสังเกตการณ์เหล่านี้มักเกิดจากความร่วมมือกับนักดาราศาสตร์มืออาชีพ หนึ่งในการสังเกตที่เก่าแก่ที่สุดคือจุดสีขาวขนาดใหญ่ของปี 1990 [126]บนดาวเสาร์ซึ่งค้นพบโดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่น S. Wilber [127]และสังเกตการณ์โดย HST ภายใต้ข้อเสนอของ J. Westphal ( Caltech ) [128] [129]สังเกตต่อมามืออาชีพมือสมัครเล่นโดยฮับเบิลรวมถึงการค้นพบของกาแล็คซี่สวนสัตว์โครงการเช่นVoorwerpjesและกาแลคซีถั่วลันเตา [130] [131]โปรแกรม "Gems of the Galaxies" ขึ้นอยู่กับรายชื่อของวัตถุโดยอาสาสมัครสวนสัตว์กาแลคซีซึ่งย่อลงด้วยความช่วยเหลือของการโหวตออนไลน์ [132]นอกจากนี้ยังมีการสังเกตดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่นักดาราศาสตร์สมัครเล่นค้นพบเช่น2I / Borisovและการเปลี่ยนแปลงในบรรยากาศของก๊าซยักษ์ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์หรือยักษ์น้ำแข็งดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน [133] [134]ใน Pro-Am การทำงานร่วมกันของโลกที่สนามหลังบ้าน HST ถูกใช้ในการสังเกตวัตถุมวลของดาวเคราะห์ที่เรียกว่าWISE J0830 การไม่ตรวจจับโดย HST ช่วยในการจำแนกวัตถุที่แปลกประหลาดนี้ [135] ผลทางวิทยาศาสตร์Hubble Legacy Field (วิดีโอความยาว 50 วินาที) โครงการสำคัญในช่วงต้นทศวรรษ 1980 NASA และ STScI ได้ประชุมคณะกรรมการสี่ชุดเพื่อหารือเกี่ยวกับโครงการสำคัญ โครงการเหล่านี้เป็นโครงการที่มีความสำคัญทางวิทยาศาสตร์และต้องใช้เวลาในการใช้กล้องโทรทรรศน์เป็นจำนวนมากซึ่งจะทุ่มเทให้กับแต่ละโครงการอย่างชัดเจน สิ่งนี้รับประกันได้ว่าโครงการเฉพาะเหล่านี้จะเสร็จสิ้นเร็วในกรณีที่กล้องโทรทรรศน์ล้มเหลวเร็วกว่าที่คาดไว้ แผงดังกล่าวระบุโครงการดังกล่าวสามโครงการ: 1) การศึกษาตัวกลางระหว่างกาแลกติกที่อยู่ใกล้โดยใช้เส้นดูดกลืนควาซาร์เพื่อตรวจสอบคุณสมบัติของตัวกลางระหว่างกาแลกติกและปริมาณก๊าซของกาแลคซีและกลุ่มกาแลคซี [136] 2) การสำรวจแบบเจาะลึกปานกลางโดยใช้กล้อง Wide Field เพื่อรับข้อมูลเมื่อใดก็ตามที่มีการใช้เครื่องมืออื่น ๆ[137]และ 3) โครงการเพื่อกำหนดค่าคงที่ของฮับเบิลภายในสิบเปอร์เซ็นต์โดยการลดข้อผิดพลาดทั้งภายนอกและ ภายในในการสอบเทียบมาตราส่วนระยะทาง [138] การค้นพบที่สำคัญแสงที่มองเห็นได้ของ STIS UV และ ACS ของฮับเบิลรวมกันเพื่อเผยให้เห็นแสงออโรร่าทางใต้ของดาวเสาร์ ฮับเบิลช่วยแก้ไขปัญหาที่มีมายาวนานในวงการดาราศาสตร์ในขณะเดียวกันก็ตั้งคำถามใหม่ ๆ ผลลัพธ์บางอย่างต้องใช้ทฤษฎีใหม่เพื่ออธิบาย อายุของจักรวาลเป้าหมายของภารกิจหลักคือการวัดระยะทางไปยังดาวแปรแสงเซเฟอิดได้แม่นยำกว่าที่เคยเป็นมาดังนั้นจึงจำกัด ค่าของค่าคงที่ของฮับเบิลซึ่งเป็นการวัดอัตราที่เอกภพกำลังขยายตัวซึ่งเกี่ยวข้องกับอายุของมันด้วย ก่อนการเปิดตัว HST การประมาณค่าคงที่ของฮับเบิลมักจะมีข้อผิดพลาดสูงถึง 50% แต่การวัดค่าตัวแปรเซเฟอิดของฮับเบิลในคลัสเตอร์ราศีกันย์และกระจุกดาราจักรอื่น ๆ ที่อยู่ห่างไกลให้ค่าที่วัดได้ด้วยความแม่นยำ± 10% ซึ่งสอดคล้องกัน ด้วยการวัดอื่น ๆ ที่แม่นยำยิ่งขึ้นนับตั้งแต่เปิดตัวฮับเบิลโดยใช้เทคนิคอื่น [139]ตอนนี้อายุโดยประมาณอยู่ที่ประมาณ 13,700 ล้านปี แต่ก่อนกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลนักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่ามีอายุระหว่าง 10 ถึง 20 พันล้านปี [140] การขยายตัวของจักรวาลในขณะที่ฮับเบิลช่วยปรับแต่งการประมาณอายุของเอกภพ แต่ก็ทำให้เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับทฤษฎีเกี่ยวกับอนาคตของมันด้วย นักดาราศาสตร์จาก-z Supernova สูงทีมค้นหาและโครงการจักรวาลวิทยาซูเปอร์โนวาใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและ HST จะสังเกตเห็นไกลซุปเปอร์โนวาและหลักฐานที่ค้นพบว่าห่างไกลจากที่ชะลอตัวลงภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงการขยายตัวของจักรวาลในความเป็นจริงอาจจะเร่งตัวขึ้น สมาชิกสามคนของสองกลุ่มนี้ได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบของพวกเขาในเวลาต่อมา [141]สาเหตุของการเร่งความเร็วนี้ยังไม่เข้าใจ; [142]สาเหตุส่วนใหญ่มาประกอบเป็นพลังงานมืด [143] หลุมดำจุดสีน้ำตาลเป็นเครื่องหมายของ ดาวหางชูเมคเกอร์ - เลวี่ 9 แห่งที่ส่งผลกระทบต่อ ซีกโลกใต้ของดาวพฤหัสบดี ถ่ายภาพโดยฮับเบิล สเปกตรัมความละเอียดสูงและภาพที่จัดทำโดย HST เหมาะอย่างยิ่งกับการสร้างความชุกของหลุมดำในใจกลางกาแลคซีใกล้เคียง ในขณะที่มีการตั้งสมมติฐานในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ว่าจะพบหลุมดำที่ศูนย์กลางของกาแลคซีบางแห่งและนักดาราศาสตร์ในทศวรรษ 1980 ระบุจำนวนหลุมดำที่ดีงานที่ดำเนินการกับฮับเบิลแสดงให้เห็นว่าหลุมดำน่าจะอยู่ทั่วไปในใจกลาง ของกาแลคซีทั้งหมด [144] [145] [146]โครงการของฮับเบิลได้พิสูจน์เพิ่มเติมว่ามวลของหลุมดำนิวเคลียร์และคุณสมบัติของกาแลคซีมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด มรดกของโปรแกรมฮับเบิลเกี่ยวกับหลุมดำในกาแลคซีจึงแสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงที่ลึกซึ้งระหว่างกาแลคซีและหลุมดำกลาง ขยายภาพความยาวคลื่นที่มองเห็นได้หน้าต่างที่ไม่เหมือนใครบนจักรวาลที่ฮับเบิลเปิดใช้งานคือภาพของฮับเบิลดีพฟิลด์ , ฮับเบิลอัลตร้าฟิลด์ฟิลด์และภาพระยะลึกสุดขั้วของฮับเบิลซึ่งใช้ความไวที่ไม่มีใครเทียบได้ของฮับเบิลที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้เพื่อสร้างภาพท้องฟ้าขนาดเล็กที่ลึกที่สุดเท่าที่เคยมีมา ที่ความยาวคลื่นแสง ภาพดังกล่าวเผยให้เห็นกาแลคซีที่อยู่ห่างออกไปหลายพันล้านปีแสงและได้สร้างเอกสารทางวิทยาศาสตร์มากมายซึ่งเป็นหน้าต่างใหม่ในจักรวาลยุคแรก ไวด์ฟิลด์กล้อง 3 มุมมองที่ดีขึ้นของเขตข้อมูลเหล่านี้ในอินฟราเรดและรังสีอัลตราไวโอเลตที่สนับสนุนการค้นพบบางส่วนของวัตถุที่อยู่ไกลที่สุดยังค้นพบเช่นMACS0647-JD วัตถุที่ไม่ได้มาตรฐานSCP 06F6ถูกค้นพบโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในเดือนกุมภาพันธ์ 2549 [147] [148] เมื่อวันที่ 3 มีนาคม 2016 นักวิจัยใช้ข้อมูลฮับเบิลประกาศการค้นพบของกาแลคซีที่รู้จักกันมากที่สุดวันที่: GN-Z11 การสังเกตการณ์ของฮับเบิลเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 2015 และ 3 เมษายน 2015 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการสำรวจCANDELS / GOODS -North [149] [150] การค้นพบระบบสุริยะภาพอวกาศลึกสุดขั้วของฮับเบิลในกลุ่มดาวฟอร์ แน็กซ์ HST ยังได้ถูกนำมาใช้เพื่อการศึกษาวัตถุในถึงด้านนอกของระบบสุริยะรวมถึงดาวเคราะห์แคระพลูโต[151]และEris [152] การชนกันของดาวหางชูเมกเกอร์ - เลวี่ 9กับดาวพฤหัสบดีในปี 2537 ถูกกำหนดเวลาไว้สำหรับนักดาราศาสตร์โดยบังเอิญเพียงไม่กี่เดือนหลังจากภารกิจรับใช้ 1 ได้ฟื้นฟูประสิทธิภาพการมองเห็นของฮับเบิล ภาพของดาวเคราะห์ฮับเบิลมีความคมชัดกว่าภาพใด ๆ นับตั้งแต่การเดินทางของยานโวเอเจอร์ 2ในปี 2522 และมีความสำคัญอย่างยิ่งในการศึกษาพลวัตของการชนกันของดาวหางกับดาวพฤหัสบดีซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่เชื่อว่าจะเกิดขึ้นทุกๆสองสามศตวรรษ ในช่วงเดือนมิถุนายนและกรกฎาคม 2555 นักดาราศาสตร์สหรัฐฯที่ใช้กล้องฮับเบิลได้ค้นพบStyxซึ่งเป็นดวงจันทร์ดวงเล็กดวงที่ 5 ที่โคจรรอบดาวพลูโต [153] ในเดือนมีนาคม 2558 นักวิจัยได้ประกาศว่าการวัดแสงออโรร่ารอบ ๆแกนีมีดซึ่งเป็นหนึ่งในดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีเผยให้เห็นว่ามีมหาสมุทรใต้พื้นผิว การใช้กล้องฮับเบิลเพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของแสงออโรร่านักวิจัยระบุว่ามหาสมุทรน้ำเค็มขนาดใหญ่ช่วยยับยั้งปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีกับแกนีมีด มหาสมุทรมีความลึกประมาณ 100 กม. (60 ไมล์) ติดอยู่ใต้เปลือกน้ำแข็ง 150 กม. (90 ไมล์) [154] [155] ตั้งแต่เดือนมิถุนายนถึงสิงหาคม 2015 ฮับเบิลถูกใช้ในการค้นหาสำหรับแถบไคเปอร์วัตถุ (KBO) เป้าหมายสำหรับเปิดโลกทัศน์ใหม่ในแถบไคเปอร์ขยายภารกิจ (เข็ม) เมื่อค้นหาที่คล้ายกันกับกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินล้มเหลวในการหาเป้าหมายที่เหมาะสม [156]สิ่งนี้ส่งผลให้มีการค้นพบ KBO ใหม่อย่างน้อยห้ารายการรวมถึงเป้าหมาย KEM ในที่สุด486958 Arrokothที่New Horizonsทำการบินอย่างใกล้ชิดในวันที่ 1 มกราคม 2019 [157] [158] [159] ในเดือนสิงหาคม 2020 การใช้ประโยชน์จากจันทรุปราคาทั้งหมดนักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของ NASA ได้ตรวจพบแบรนด์ครีมกันแดดของโลก - โอโซนในชั้นบรรยากาศของเรา วิธีนี้จำลองวิธีที่นักดาราศาสตร์และนักวิจัยทางโหราศาสตร์จะค้นหาหลักฐานของสิ่งมีชีวิตนอกโลกโดยการสังเกต "biosignatures" ที่มีศักยภาพบนดาวเคราะห์นอกระบบ (ดาวเคราะห์รอบดาวดวงอื่น) [160] ภาพฮับเบิลและ ALMA ของ MACS J1149.5 + 2223 [161] การปรากฏตัวของซูเปอร์โนวาเมื่อวันที่ 11 ธันวาคม 2015 ฮับเบิลได้บันทึกภาพการปรากฏตัวของซูเปอร์โนวาครั้งแรกที่คาดการณ์ไว้ซึ่งเรียกว่า " Refsdal " ซึ่งคำนวณโดยใช้แบบจำลองมวลต่างๆของกระจุกกาแลคซีที่มีแรงโน้มถ่วงทำให้แสงของซูเปอร์โนวาแปรปรวน ก่อนหน้านี้มีการพบเห็นซูเปอร์โนวาในเดือนพฤศจิกายน 2557 หลังคลัสเตอร์กาแลคซีMACS J1149.5 + 2223ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Frontier Fields ของฮับเบิล นักดาราศาสตร์พบสี่แยกภาพของซูเปอร์โนวาในการจัดเรียงที่รู้จักกันในฐานะที่เป็นไอน์สไตข้าม แสงจากกระจุกดาวใช้เวลาประมาณห้าพันล้านปีกว่าจะมาถึงโลกแม้ว่าซูเปอร์โนวาจะระเบิดเมื่อประมาณ 10 พันล้านปีก่อน จากการใช้เลนส์รุ่นแรก ๆ ภาพที่ห้าถูกคาดการณ์ว่าจะปรากฏขึ้นอีกครั้งภายในสิ้นปี 2015 [162]การตรวจพบการปรากฏซ้ำของ Refsdal ในเดือนธันวาคม 2015 ถือเป็นโอกาสพิเศษสำหรับนักดาราศาสตร์ในการทดสอบแบบจำลองของพวกเขาว่ามวลโดยเฉพาะสสารมืดเป็นอย่างไร กระจายอยู่ภายในกระจุกดาราจักรนี้ [163] มวลและขนาดของทางช้างเผือกในเดือนมีนาคม 2019 การสังเกตการณ์จากกล้องฮับเบิลและข้อมูลจากหอสังเกตการณ์อวกาศGaiaของ European Space Agency ได้รวมเข้าด้วยกันเพื่อระบุว่ากาแล็กซีทางช้างเผือกมีน้ำหนักประมาณ 1.5 ล้านล้านหน่วยสุริยะและมีรัศมี 129,000 ปีแสง [164] การค้นพบอื่น ๆการค้นพบอื่น ๆ ที่ทำกับข้อมูลฮับเบิลรวมถึงดิสก์โปรดาวเคราะห์ ( proplyds ) ในเนบิวลานายพราน ; [165]หลักฐานการปรากฏตัวของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะรอบดาวคล้ายดวงอาทิตย์; [166]และคู่ออพยังคงลึกลับระเบิดรังสีแกมมา [167] ผลกระทบต่อดาราศาสตร์วิวัฒนาการของการตรวจจับ จักรวาลยุคแรก เนบิวลา Carina บางส่วนโดย WFC3 มาตรการวัตถุประสงค์หลายประการแสดงให้เห็นถึงผลกระทบเชิงบวกของข้อมูลฮับเบิลต่อดาราศาสตร์ มากกว่า 15,000 เอกสารตามข้อมูลฮับเบิลได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร peer-reviewed, [168]และอีกนับไม่ถ้วนได้ปรากฏตัวในการประชุมการดำเนินการ เมื่อดูเอกสารหลายปีหลังจากการตีพิมพ์ประมาณหนึ่งในสามของเอกสารดาราศาสตร์ทั้งหมดไม่มีการอ้างอิงในขณะที่มีเพียงสองเปอร์เซ็นต์ของเอกสารที่อ้างอิงจากข้อมูลฮับเบิลเท่านั้นที่ไม่มีการอ้างอิง โดยเฉลี่ยแล้วกระดาษที่ใช้ข้อมูลของฮับเบิลจะได้รับการอ้างอิงมากกว่าสองเท่าของเอกสารที่อ้างอิงจากข้อมูลที่ไม่ใช่ฮับเบิล จากเอกสาร 200 ฉบับที่ตีพิมพ์ในแต่ละปีที่ได้รับการอ้างอิงมากที่สุดประมาณ 10% มาจากข้อมูลของฮับเบิล [169] แม้ว่า HST จะช่วยการวิจัยทางดาราศาสตร์ได้อย่างชัดเจน แต่ต้นทุนทางการเงินก็มีมาก การศึกษาเกี่ยวกับประโยชน์ทางดาราศาสตร์สัมพัทธ์ของกล้องโทรทรรศน์ขนาดต่างๆพบว่าในขณะที่เอกสารที่ใช้ข้อมูล HST สร้างการอ้างอิงได้มากถึง 15 เท่าเมื่อเทียบกับกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน 4 เมตร (13 ฟุต) เช่นกล้องโทรทรรศน์วิลเลียมเฮอร์เชล HST มีราคาประมาณ 100 เท่าในการสร้างและบำรุงรักษา [170] การตัดสินใจระหว่างการสร้างกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินกับอวกาศนั้นซับซ้อน ก่อนที่กล้องฮับเบิลจะเปิดตัวเทคนิคพิเศษที่ใช้พื้นดินเช่นการกำบังรูรับแสงอินเตอร์เฟอโรเมทรีได้รับภาพออปติคอลและอินฟราเรดที่มีความละเอียดสูงกว่าที่กล้องฮับเบิลจะทำได้แม้ว่าจะ จำกัด เฉพาะเป้าหมายที่สว่างกว่าเป้าหมายที่จางที่สุดประมาณ 10 8เท่าที่ฮับเบิลสังเกต [171] [172]ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาความก้าวหน้าในด้านเลนส์ปรับตัวได้ขยายความสามารถในการถ่ายภาพความละเอียดสูงของกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินไปสู่การถ่ายภาพด้วยอินฟราเรดของวัตถุที่จาง ๆ ประโยชน์ของเลนส์ปรับตัวเทียบกับการสังเกตการณ์ HST ขึ้นอยู่กับรายละเอียดเฉพาะของคำถามการวิจัยที่ถาม ในแถบที่มองเห็นได้ออปติกแบบปรับได้สามารถแก้ไขได้เฉพาะมุมมองที่ค่อนข้างเล็กในขณะที่ HST สามารถถ่ายภาพออปติคอลความละเอียดสูงได้ในสนามกว้าง มีเพียงเศษเสี้ยวเล็ก ๆ ของวัตถุทางดาราศาสตร์เท่านั้นที่สามารถเข้าถึงการถ่ายภาพบนพื้นดินที่มีความละเอียดสูงได้ ในทางตรงกันข้ามฮับเบิลสามารถทำการสังเกตการณ์ที่มีความละเอียดสูงในส่วนใดส่วนหนึ่งของท้องฟ้ายามค่ำคืนและบนวัตถุที่จางมาก ผลกระทบต่อวิศวกรรมการบินและอวกาศนอกเหนือจากผลการวิจัยทางวิทยาศาสตร์แล้วฮับเบิลยังมีส่วนร่วมอย่างมากในด้านวิศวกรรมการบินและอวกาศโดยเฉพาะอย่างยิ่งประสิทธิภาพของระบบในวงโคจรระดับต่ำของโลก ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้เป็นผลมาจากอายุการใช้งานที่ยาวนานของฮับเบิลบนวงโคจรการตรวจวัดที่ครอบคลุมและการกลับมาของการประกอบกลับสู่โลกซึ่งสามารถศึกษารายละเอียดได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งฮับเบิลได้มีส่วนร่วมกับการศึกษาพฤติกรรมของคอมโพสิตไฟท์โครงสร้างในสูญญากาศการปนเปื้อนแสงจากก๊าซที่เหลือและการบริการของมนุษย์ความเสียหายรังสีอิเล็กทรอนิกส์และเซ็นเซอร์และพฤติกรรมในระยะยาวของฉนวนกันความร้อนหลายชั้น [173]บทเรียนหนึ่งที่ได้เรียนรู้คือไจโรสโคปที่ประกอบขึ้นโดยใช้ออกซิเจนแรงดันเพื่อส่งของเหลวแขวนลอยมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวเนื่องจากการกัดกร่อนของสายไฟฟ้า ขณะนี้ลูกข่างถูกประกอบขึ้นโดยใช้ไนโตรเจนแรงดัน [174]อีกประการหนึ่งคือพื้นผิวออปติคอลใน LEO สามารถมีอายุการใช้งานที่ยาวนานได้อย่างน่าประหลาดใจ คาดว่าฮับเบิลจะอยู่ได้เพียง 15 ปีก่อนที่กระจกจะใช้งานไม่ได้ แต่หลังจาก 14 ปีก็ไม่มีการย่อยสลายที่วัดได้ [93]ในที่สุดภารกิจการให้บริการของฮับเบิลโดยเฉพาะอย่างยิ่งภารกิจที่ให้บริการส่วนประกอบที่ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการบำรุงรักษาในอวกาศได้มีส่วนในการพัฒนาเครื่องมือและเทคนิคใหม่ ๆ สำหรับการซ่อมแซมบนวงโคจร [175] ข้อมูลฮับเบิลฮับเบิลที่มีความแม่นยำการวัดระยะทางเป็นตัวเอกได้รับการขยายเวลาสิบต่อไปใน ทางช้างเผือก [176] ส่งไปยังโลกข้อมูลฮับเบิลเริ่มแรกถูกเก็บไว้บนยานอวกาศ เมื่อเปิดตัวสถานที่จัดเก็บเป็นเครื่องบันทึกเทปแบบม้วนต่อม้วนแบบเก่าแต่สิ่งเหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลโซลิดสเตตในระหว่างการให้บริการภารกิจที่ 2 และ 3A ประมาณสองครั้งต่อวันข้อมูลวิทยุของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลไปยังดาวเทียมในGeosynchronous Tracking และ Data Relay Satellite System (TDRSS) ซึ่งจะเชื่อมโยงข้อมูลวิทยาศาสตร์ลงในเสาอากาศไมโครเวฟกำลังขยายสูง 60 ฟุต (18 เมตร) หนึ่งในสองเสา ตั้งอยู่ที่สิ่งอำนวยความสะดวกไวท์แซนด์ทดสอบในไวท์แซนด์, New Mexico [177]จากนั้นพวกมันจะถูกส่งไปยังศูนย์ควบคุมปฏิบัติการของกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ Goddard Space Flight Center และสุดท้ายไปที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศเพื่อเก็บถาวร [177]ในแต่ละสัปดาห์ HST ดาวน์ลิงก์ข้อมูลประมาณ 140 กิกะบิต [2] ภาพสีการวิเคราะห์ข้อมูลของสเปกตรัมเผยให้เห็นทางเคมีของเมฆที่ซ่อนอยู่ ภาพทั้งหมดจากกล้องฮับเบิลเป็นโทนสีเทาแบบโมโนโครม ถ่ายโดยใช้ฟิลเตอร์ที่หลากหลายโดยแต่ละภาพจะส่งผ่านความยาวคลื่นของแสงที่เฉพาะเจาะจงและรวมอยู่ในกล้องแต่ละตัว ภาพสีถูกสร้างขึ้นโดยการรวมภาพขาวดำแยกจากกันที่ถ่ายผ่านฟิลเตอร์ต่างๆ กระบวนการนี้ยังสามารถสร้างภาพที่มีสีผิดพลาดรวมถึงช่องอินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตซึ่งโดยทั่วไปแล้วอินฟราเรดจะแสดงผลเป็นสีแดงเข้มและอัลตราไวโอเลตจะแสดงเป็นสีน้ำเงินเข้ม [178] [179] [180] หอจดหมายเหตุฮับเบิลทุกข้อมูลที่ถูกสร้างขึ้นมาในที่สุดก็สามารถใช้ได้ผ่านทางMikulski เก็บสำหรับอวกาศกล้องโทรทรรศน์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ , [181] CADC [182]และอีเอสเอ / esac [183]โดยปกติข้อมูลจะเป็นกรรมสิทธิ์ - มีให้เฉพาะกับผู้ตรวจสอบหลัก (PI) และนักดาราศาสตร์ที่กำหนดโดย PI เท่านั้นเป็นเวลาสิบสองเดือนหลังจากถูกถ่าย PI สามารถนำไปใช้กับผู้อำนวยการของ STScI เพื่อขยายหรือลดระยะเวลาที่เป็นกรรมสิทธิ์ในบางสถานการณ์ [184] ข้อสังเกตเกี่ยวกับเวลาการพิจารณาของผู้อำนวยการจะได้รับการยกเว้นจากช่วงเวลาที่เป็นกรรมสิทธิ์และจะเผยแพร่สู่สาธารณะทันที ข้อมูลการสอบเทียบเช่นพื้นที่ราบและเฟรมมืดจะเปิดเผยต่อสาธารณะได้ทันที ข้อมูลทั้งหมดในที่เก็บถาวรอยู่ในรูปแบบFITSซึ่งเหมาะสำหรับการวิเคราะห์ทางดาราศาสตร์ แต่ไม่ใช่สำหรับการใช้งานสาธารณะ [185]โครงการHubble Heritageดำเนินการและเผยแพร่ภาพที่โดดเด่นที่สุดในรูปแบบJPEGและTIFFให้สาธารณชนได้รับเลือก [186] การลดท่อข้อมูลทางดาราศาสตร์ที่ถ่ายด้วยCCDต้องผ่านขั้นตอนการสอบเทียบหลายขั้นตอนก่อนจึงจะเหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์ทางดาราศาสตร์ STScI ได้พัฒนาซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนซึ่งจะปรับเทียบข้อมูลโดยอัตโนมัติเมื่อมีการร้องขอจากไฟล์เก็บถาวรโดยใช้ไฟล์การปรับเทียบที่ดีที่สุด การประมวลผลแบบ 'on-the-fly' หมายความว่าคำขอข้อมูลขนาดใหญ่อาจใช้เวลาดำเนินการและส่งคืนหนึ่งวันหรือมากกว่านั้น กระบวนการที่ข้อมูลถูกปรับเทียบโดยอัตโนมัติเรียกว่า 'การลดไปป์ไลน์' และพบได้บ่อยขึ้นในหอดูดาวหลัก ๆ นักดาราศาสตร์อาจต้องการดึงไฟล์การสอบเทียบด้วยตนเองและเรียกใช้ซอฟต์แวร์การลดขนาดท่อในเครื่อง สิ่งนี้อาจเป็นที่พึงปรารถนาเมื่อต้องใช้ไฟล์การปรับเทียบอื่นนอกเหนือจากที่เลือกโดยอัตโนมัติ [187] การวิเคราะห์ข้อมูลข้อมูลฮับเบิลสามารถวิเคราะห์ได้โดยใช้แพ็คเกจต่างๆ STScI ดูแลรักษาซอฟต์แวร์ระบบวิเคราะห์ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STSDAS) ที่ผลิตขึ้นเองซึ่งมีโปรแกรมทั้งหมดที่จำเป็นในการเรียกใช้การลดขนาดไปป์ไลน์ในไฟล์ข้อมูลดิบตลอดจนเครื่องมือประมวลผลภาพทางดาราศาสตร์อื่น ๆ อีกมากมายซึ่งปรับให้เหมาะกับความต้องการของข้อมูลฮับเบิล ซอฟต์แวร์ทำงานเป็นโมดูลของIRAFซึ่งเป็นโปรแกรมลดข้อมูลทางดาราศาสตร์ยอดนิยม [188] กิจกรรมเผยแพร่ในปี 2544 NASA ได้สำรวจผู้ใช้อินเทอร์เน็ตเพื่อค้นหาว่าพวกเขาต้องการให้ฮับเบิลสังเกตอะไรมากที่สุด พวกเขานำโด่งที่เลือก Horsehead เนบิวลา แบบจำลองขนาดหนึ่งในสี่ที่ศาลใน Marshfield, Missouriซึ่งเป็นบ้านเกิดของ Edwin Hubble เป็นสิ่งสำคัญสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศในการจับภาพจินตนาการของสาธารณชนมาโดยตลอดเนื่องจากผู้เสียภาษีมีส่วนช่วยในการก่อสร้างและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานเป็นจำนวนมาก [189]หลังจากช่วงปีแรก ๆ ที่ยากลำบากเมื่อกระจกที่มีรอยตำหนิทำให้ชื่อเสียงของฮับเบิลลดลงอย่างรุนแรงต่อสาธารณชนภารกิจการให้บริการครั้งแรกได้รับอนุญาตให้มีการฟื้นฟูเนื่องจากเลนส์ที่ได้รับการแก้ไขทำให้เกิดภาพที่น่าทึ่งมากมาย ความคิดริเริ่มหลายอย่างช่วยให้สาธารณชนได้รับทราบเกี่ยวกับกิจกรรมของฮับเบิล ในสหรัฐอเมริกาความพยายามในการขยายงานได้รับการประสานงานโดยสำนักงานสถาบันกล้องโทรทรรศน์อวกาศ (Space Telescope Science Institute - STScI) ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 2543 เพื่อให้แน่ใจว่าผู้เสียภาษีของสหรัฐฯเห็นประโยชน์จากการลงทุนในโครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ด้วยเหตุนี้ STScI จึงดำเนินการเว็บไซต์ HubbleSite.org โครงการมรดกฮับเบิลในการดำเนินงานออกมาจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศให้ประชาชนที่มีภาพที่มีคุณภาพสูงที่น่าสนใจที่สุดและวัตถุที่โดดเด่นที่สังเกต ทีมงานเฮอริเทจประกอบด้วยนักดาราศาสตร์มือสมัครเล่นและมืออาชีพตลอดจนผู้ที่มีภูมิหลังนอกดาราศาสตร์และเน้นความสวยงามของภาพฮับเบิล โครงการเฮอริเทจได้รับเวลาเล็กน้อยในการสังเกตวัตถุซึ่งด้วยเหตุผลทางวิทยาศาสตร์อาจไม่มีภาพที่ถ่ายด้วยความยาวคลื่นเพียงพอที่จะสร้างภาพสีเต็ม [186] ตั้งแต่ปี 2542 กลุ่มการเผยแพร่ของฮับเบิลชั้นนำในยุโรปคือศูนย์ข้อมูลขององค์การอวกาศยุโรปฮับเบิล (HEIC) [190]สำนักงานนี้ก่อตั้งขึ้นที่Space Telescope European Coordinating Facilityในมิวนิกประเทศเยอรมนี ภารกิจของ HEIC คือการบรรลุภารกิจด้านการประชาสัมพันธ์และการศึกษาของ HST สำหรับ European Space Agency งานนี้มุ่งเน้นไปที่การผลิตข่าวและการเผยแพร่ภาพถ่ายที่เน้นผลลัพธ์และภาพของฮับเบิลที่น่าสนใจ สิ่งเหล่านี้มักมีต้นกำเนิดในยุโรปดังนั้นจึงเพิ่มความตระหนักถึงการแบ่งปันฮับเบิลของ ESA (15%) และการมีส่วนร่วมของนักวิทยาศาสตร์ชาวยุโรปในหอดูดาว ESA ผลิตสื่อเพื่อการศึกษารวมถึงซีรีส์วิดีโอคาสต์ที่เรียกว่า Hubblecast ที่ออกแบบมาเพื่อแบ่งปันข่าวสารทางวิทยาศาสตร์ระดับโลกกับสาธารณชน [191] กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้รับรางวัลความสำเร็จด้านอวกาศสองรางวัลจากมูลนิธิอวกาศสำหรับกิจกรรมการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ในปี 2544 และ 2553 [192] กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลแบบจำลองตั้งอยู่บนสนามหญ้าของศาลในเมืองมาร์ชฟิลด์รัฐมิสซูรีซึ่งเป็นบ้านเกิดของเอ็ดวินพีฮับเบิล ภาพการเฉลิมฉลองเสาของก๊าซและฝุ่นละอองใน เนบิวลากระดูกงูเรือ นี้ ไวด์กล้องช่อง 3ภาพขนานนาม Mystic เมาน์เทนได้รับการปล่อยตัวในปี 2010 เพื่อรำลึกถึงการครบรอบ 20 ปีฮับเบิลในพื้นที่ ดอลลาร์นวัตกรรมอเมริกันปี 2020 ของรัฐแมรี่แลนด์ มีฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลฉลองครบรอบ 20 ปีในพื้นที่ในวันที่ 24 เมษายน 2010 เพื่อรำลึกถึงโอกาสที่นาซาอีเอสเอและสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) ออกภาพจากเนบิวลากระดูกงูเรือ [193] เพื่อเป็นการระลึกถึงวันครบรอบ 25 ปีของฮับเบิลในอวกาศเมื่อวันที่ 24 เมษายน 2015 STScI ได้เผยแพร่ภาพของคลัสเตอร์Westerlund 2ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 20,000 ปีแสง (6,100 ชิ้น) ในกลุ่มดาว Carina ผ่านเว็บไซต์ Hubble 25 [194]องค์การอวกาศยุโรปได้สร้างหน้าครบรอบ 25 ปีโดยเฉพาะบนเว็บไซต์ [195]ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2559 มีการเผยแพร่ภาพพิเศษเพื่อเฉลิมฉลองของเนบิวลาบับเบิลเนบิวลาสำหรับ "วันเกิด" ปีที่ 26 ของฮับเบิล [196] อุปกรณ์ล้มเหลวเซ็นเซอร์การหมุนไจโรสโคปHST ใช้ไจโรสโคปในการตรวจจับและวัดการหมุนใด ๆ เพื่อให้สามารถทรงตัวในวงโคจรและชี้ไปที่เป้าหมายทางดาราศาสตร์ได้อย่างแม่นยำและมั่นคง โดยปกติต้องใช้ลูกข่างสามตัวในการใช้งาน การสังเกตการณ์ยังคงเป็นไปได้ด้วยสองหรือหนึ่ง แต่พื้นที่ของท้องฟ้าที่สามารถมองเห็นได้จะค่อนข้าง จำกัด และการสังเกตที่ต้องใช้การชี้ที่แม่นยำมากนั้นยากกว่า [197]ในปี 2018 แผนจะเข้าสู่โหมดไจโรสโคปแบบหนึ่งหากมีการใช้งานไจโรสโคปน้อยกว่าสามตัว ลูกข่างเป็นส่วนหนึ่งของระบบควบคุมการชี้ตำแหน่งซึ่งใช้เซ็นเซอร์ห้าประเภท (เซ็นเซอร์แม่เหล็กเซ็นเซอร์ออปติคัลและลูกข่าง) และตัวกระตุ้นสองประเภท( ล้อปฏิกิริยาและแรงบิดแม่เหล็ก ) [198]ฮับเบิลมีลูกข่างทั้งหมดหกลูก หลังจากเหตุการณ์ภัยพิบัติในโคลัมเบียในปี 2546 ยังไม่มีความชัดเจนว่าภารกิจการให้บริการอื่นจะเป็นไปได้หรือไม่และชีวิตของไจโรสโคปกลายเป็นเรื่องที่น่ากังวลอีกครั้งดังนั้นวิศวกรจึงพัฒนาซอฟต์แวร์ใหม่สำหรับโหมดไจโรสโคปสองตัวและโหมดไจโรสโคปแบบหนึ่งเพื่อเพิ่มอายุการใช้งานที่เป็นไปได้สูงสุด การพัฒนาประสบความสำเร็จและในปี 2548 มีการตัดสินใจที่จะเปลี่ยนไปใช้โหมดไจโรสโคปสองตัวสำหรับการใช้งานกล้องโทรทรรศน์ปกติเพื่อยืดอายุการใช้งานของภารกิจ การเปลี่ยนไปใช้โหมดนี้เกิดขึ้นในเดือนสิงหาคม 2548 ทำให้ฮับเบิลมีลูกข่างสองตัวที่ใช้งานอยู่สองตัวสำรองข้อมูลและสองตัวใช้งานไม่ได้ [199]ไจโรสโคปล้มเหลวอีก 1 รายการในปี 2550 [200] เมื่อถึงช่วงเวลาของภารกิจซ่อมแซมครั้งสุดท้ายในเดือนพฤษภาคมปี 2009 ในระหว่างที่มีการเปลี่ยนลูกข่างทั้งหกคู่ (โดยมีคู่ใหม่สองคู่และคู่ที่ได้รับการตกแต่งใหม่อีกหนึ่งคู่) มีเพียงสามคนเท่านั้นที่ยังใช้งานได้ วิศวกรระบุว่าความล้มเหลวของไจโรสโคปเกิดจากการกัดกร่อนของสายไฟฟ้าที่จ่ายไฟให้กับมอเตอร์ที่เริ่มต้นโดยอากาศที่มีแรงดันออกซิเจนซึ่งใช้ในการส่งสารแขวนลอยที่มีความหนา [174]แบบจำลองไจโรสโคปใหม่ถูกประกอบขึ้นโดยใช้ไนโตรเจนที่มีแรงดัน[174]และคาดว่าจะมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น [201]ในภารกิจการให้บริการปี 2009 ทั้งหกลูกข่างถูกแทนที่และหลังจากผ่านไปเกือบสิบปีมีเพียงลูกข่างสามลูกเท่านั้นที่ล้มเหลวและหลังจากใช้เวลาทำงานเกินกว่าค่าเฉลี่ยที่คาดไว้สำหรับการออกแบบ [202] ในบรรดาลูกข่างหกตัวถูกแทนที่ในปี 2009 สามแบบเป็นแบบเก่าที่เสี่ยงต่อความล้มเหลวของตะกั่วแบบยืดหยุ่นและสามแบบเป็นแบบใหม่ที่มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ลูกข่างแบบเก่าตัวแรกล้มเหลวในเดือนมีนาคม 2014 และครั้งที่สองในเดือนเมษายน 2018 ในวันที่ 5 ตุลาคม 2018 ลูกข่างแบบเก่าตัวสุดท้ายล้มเหลวและหนึ่งในลูกข่างแบบใหม่ได้รับการขับเคลื่อนจากโหมดสแตนด์บาย สถานะ. อย่างไรก็ตามไจโรสโคปสำรองนั้นไม่ได้ดำเนินการภายในขอบเขตการปฏิบัติงานในทันทีดังนั้นหอดูดาวจึงถูกจัดให้อยู่ในโหมด "ปลอดภัย" ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์พยายามแก้ไขปัญหา [203] [204] NASA ทวีตเมื่อวันที่ 22 ตุลาคม 2018 ว่า "อัตราการหมุนที่เกิดจากไจโรสำรองได้ลดลงและขณะนี้อยู่ในช่วงปกติจะต้องทำการทดสอบเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจว่าฮับเบิลสามารถกลับไปปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ได้ ด้วยไจโรนี้ " [205] โซลูชันที่คืนค่าไจโรสโคปแบบใหม่สำรองให้เป็นช่วงการทำงานได้รับรายงานอย่างกว้างขวางว่า "ปิดและเปิดใหม่อีกครั้ง" [206]มีการ "วิ่งรีสตาร์ท" ของไจโรสโคป แต่สิ่งนี้ไม่มีผลใด ๆ และการแก้ไขความล้มเหลวในขั้นสุดท้ายนั้นซับซ้อนกว่า ความล้มเหลวเกิดจากความไม่สอดคล้องกันของของเหลวที่อยู่รอบ ๆ ลูกลอยภายในไจโรสโคป (เช่นฟองอากาศ) เมื่อวันที่ 18 ตุลาคม 2018 ทีมปฏิบัติการฮับเบิลได้นำยานอวกาศไปสู่การซ้อมรบหลายชุดโดยเคลื่อนยานไปในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อบรรเทาความไม่ลงรอยกัน หลังจากการซ้อมรบและการซ้อมรบชุดต่อมาในวันที่ 19 ตุลาคมไจโรสโคปทำงานได้จริงภายในช่วงปกติ [207] ฮับเบิลมองเห็น ระบบFomalhaut ภาพสีผิดเพี้ยนนี้ถ่ายในเดือนตุลาคม 2547 และกรกฎาคม 2549 ด้วยกล้องขั้นสูงสำหรับการสำรวจ เครื่องมือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภารกิจการรับใช้ที่ผ่านมาได้แลกเปลี่ยนเครื่องมือเก่าเป็นเครื่องมือใหม่หลีกเลี่ยงความล้มเหลวและทำให้วิทยาศาสตร์รูปแบบใหม่เป็นไปได้ หากไม่มีภารกิจให้บริการเครื่องมือทั้งหมดจะล้มเหลวในที่สุด ในเดือนสิงหาคม 2547 ระบบไฟฟ้าของSpace Telescope Imaging Spectrograph (STIS) ล้มเหลวทำให้เครื่องมือไม่สามารถใช้งานได้ แต่เดิมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความซ้ำซ้อนอย่างสมบูรณ์ แต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชุดแรกล้มเหลวในเดือนพฤษภาคม 2544 [208]แหล่งจ่ายไฟนี้ได้รับการแก้ไขในระหว่างการให้บริการภารกิจที่ 4 ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2552 ในทำนองเดียวกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลักของกล้องขั้นสูงสำหรับการสำรวจ (ACS) ล้มเหลวในเดือนมิถุนายน 2549 และแหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำรองล้มเหลวในวันที่ 27 มกราคม 2550 [209]เฉพาะ Solar Blind Channel (SBC) ของเครื่องมือเท่านั้นที่สามารถใช้งานได้โดยใช้ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้านข้าง 1 มีการเพิ่มแหล่งจ่ายไฟใหม่สำหรับช่องสัญญาณมุมกว้างในช่วง SM 4 แต่การทดสอบอย่างรวดเร็วพบว่าสิ่งนี้ไม่ได้ช่วยช่องความละเอียดสูง [210] Wide Field Channel (WFC) ถูกส่งกลับมาให้บริการโดยSTS-125ในเดือนพฤษภาคม 2009 แต่ High Resolution Channel (HRC) ยังคงออฟไลน์อยู่ [211] เมื่อวันที่ 8 มกราคม 2019 ฮับเบิลเข้าเซฟโหมดบางส่วนต่อไปนี้ปัญหาฮาร์ดแวร์ที่น่าสงสัยในตราสารที่ทันสมัยที่สุดของที่สนามกว้างกล้อง 3เครื่องดนตรี NASA รายงานในภายหลังว่าสาเหตุของโหมดปลอดภัยภายในเครื่องมือคือการตรวจจับระดับแรงดันไฟฟ้าที่อยู่นอกช่วงที่กำหนด เมื่อวันที่ 15 มกราคม 2019 NASA กล่าวว่าสาเหตุของความล้มเหลวคือปัญหาซอฟต์แวร์ ข้อมูลทางวิศวกรรมภายในวงจรโทรมาตรไม่ถูกต้อง นอกจากนี้ telemetry อื่น ๆ ทั้งหมดภายในวงจรเหล่านั้นยังมีค่าที่ผิดพลาดซึ่งบ่งชี้ว่านี่เป็นปัญหาทางไกลและไม่ใช่ปัญหาเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟ หลังจากรีเซ็ตวงจร telemetry และแผงวงจรที่เกี่ยวข้องแล้วเครื่องมือจะเริ่มทำงานอีกครั้ง ในวันที่ 17 มกราคม 2019 อุปกรณ์ดังกล่าวกลับสู่การทำงานตามปกติและในวันเดียวกันนั้นก็เสร็จสิ้นการสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรก [212] [213] อนาคตการสลายตัวของวงโคจรและการย้อนกลับที่ควบคุมภาพประกอบของ Soft Capture Mechanism (SCM) ที่ติดตั้งบนกล้องฮับเบิล ฮับเบิลวงโคจรโลกในสังคมผอมบางมากบรรยากาศและเมื่อเวลาผ่านวงโคจรของมันสูญสลายเนื่องจากการลาก หากไม่รีบูตเครื่องจะกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกภายในเวลาไม่กี่สิบปีโดยวันที่ที่แน่นอนขึ้นอยู่กับว่าดวงอาทิตย์มีการใช้งานเพียงใดและผลกระทบต่อบรรยากาศชั้นบน หากฮับเบิลต้องลงมาในการกลับเข้ามาใหม่ที่ไม่มีการควบคุมอย่างสมบูรณ์ชิ้นส่วนของกระจกหลักและโครงสร้างรองรับของมันก็น่าจะอยู่รอดทิ้งโอกาสที่จะเกิดความเสียหายหรือแม้แต่การเสียชีวิตของมนุษย์ [214]ในปี 2013 James Jeletic รองผู้จัดการโครงการคาดการณ์ว่าฮับเบิลสามารถอยู่รอดได้ในปี 2020 [4]จากกิจกรรมพลังงานแสงอาทิตย์และการลากชั้นบรรยากาศหรือขาดจากนั้นการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศตามธรรมชาติสำหรับฮับเบิลจะเกิดขึ้นระหว่างปี 2571 ถึง 2583 [4] [215]ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2559 องค์การนาซ่าได้ขยายสัญญาการให้บริการสำหรับกล้องฮับเบิลจนถึงเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2564 [ 216] แผนเดิมของนาซ่าได้อย่างปลอดภัยสำหรับ DE-โคจรฮับเบิลก็จะเอามันมาใช้กระสวยอวกาศ จากนั้นฮับเบิลจะถูกจัดแสดงในสถาบันสมิ ธ โซเนียนมากที่สุด สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้อีกต่อไปเนื่องจากกองยานกระสวยอวกาศถูกปลดระวางและไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ในทุกกรณีเนื่องจากภาระค่าใช้จ่ายในภารกิจและความเสี่ยงต่อลูกเรือ แต่ NASA พิจารณาเพิ่มโมดูลขับเคลื่อนภายนอกเพื่อให้สามารถควบคุมการกลับเข้ามาใหม่ได้ [217]ในท้ายที่สุดในปี 2009 ในฐานะส่วนหนึ่งของภารกิจการให้บริการที่ 4 ซึ่งเป็นภารกิจการให้บริการครั้งสุดท้ายของกระสวยอวกาศ NASA ได้ติดตั้งกลไกการจับภาพแบบนุ่มนวล (SCM) เพื่อเปิดใช้งานเดบิตโดยภารกิจที่เป็นลูกเรือหรือหุ่นยนต์ SCM ร่วมกับ Relative Navigation System (RNS) ที่ติดตั้งบนกระสวยเพื่อรวบรวมข้อมูลเพื่อ "ช่วยให้ NASA สามารถติดตามทางเลือกมากมายสำหรับการออกจากวงโคจรที่ปลอดภัยของฮับเบิล" ประกอบด้วยระบบ Soft Capture และ Rendezvous System (SCRS) [103] [218] ภารกิจบริการที่เป็นไปได้ณ ปี 2560ฝ่ายบริหารของทรัมป์กำลังพิจารณาข้อเสนอของSierra Nevada Corporation ที่จะใช้ยานอวกาศDream Chaserรุ่นลูกเรือเพื่อให้บริการฮับเบิลในช่วงปี 2020 ทั้งในฐานะความต่อเนื่องของความสามารถทางวิทยาศาสตร์และเพื่อเป็นการประกันความผิดพลาดใด ๆ ที่จะเกิดขึ้น - เปิดตัวกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ [219]ในปี 2020 John Grunsfeldกล่าวว่าSpaceX Crew DragonหรือOrionสามารถปฏิบัติภารกิจซ่อมแซมอื่นได้ภายในสิบปี ในขณะที่เทคโนโลยีหุ่นยนต์ยังไม่มีความซับซ้อนเพียงพอเขากล่าวพร้อมกับการเยี่ยมชมอีกครั้งหนึ่ง "เราสามารถทำให้ฮับเบิลดำเนินต่อไปได้อีกไม่กี่สิบปี" ด้วยไจโรและเครื่องมือใหม่ [220] ผู้สืบทอด
ไม่มีการแทนที่ฮับเบิลโดยตรงเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่มีแสงอัลตราไวโอเลตและแสงที่มองเห็นได้เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศระยะใกล้จะไม่ครอบคลุมความยาวคลื่นของฮับเบิลซ้ำ (ใกล้รังสีอัลตราไวโอเลตถึงความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรด) แทนที่จะมุ่งเน้นไปที่แถบอินฟราเรดเพิ่มเติม แถบเหล่านี้เป็นที่ต้องการสำหรับการศึกษาวัตถุที่มีการเปลี่ยนสีแดงสูงและมีอุณหภูมิต่ำโดยทั่วไปวัตถุจะมีอายุมากกว่าและอยู่ไกลออกไปในจักรวาล ความยาวคลื่นเหล่านี้ยังยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะศึกษาจากพื้นดินซึ่งเป็นเหตุผลว่าค่าใช้จ่ายของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่สามารถถ่ายภาพความยาวคลื่นเดียวกันกับกล้องฮับเบิลได้บางครั้งก็ท้าทาย HST ในแง่ของความละเอียดโดยใช้เลนส์ปรับแสง (AO) มีกำลังในการรวบรวมแสงที่ใหญ่กว่ามากและสามารถอัพเกรดได้ง่ายกว่า แต่ยังไม่สามารถเทียบกับกล้องฮับเบิลได้ ความละเอียดที่ยอดเยี่ยมในมุมมองที่กว้างพร้อมกับพื้นหลังที่มืดมากของอวกาศ แผนการสำหรับผู้สืบทอดฮับเบิลกลายเป็นโครงการกล้องโทรทรรศน์อวกาศยุคใหม่ซึ่งมีจุดสิ้นสุดตามแผนสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) ซึ่งเป็นผู้สืบทอดอย่างเป็นทางการของฮับเบิล [221]แตกต่างอย่างมากจากกล้องฮับเบิลที่ปรับขนาดได้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานที่เย็นกว่าและห่างจากโลกมากขึ้นที่จุด L2 Lagrangianซึ่งการรบกวนทางความร้อนและแสงจากโลกและดวงจันทร์จะน้อยลง ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อให้ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ (เช่นเครื่องมือที่ถอดเปลี่ยนได้) แต่การออกแบบมีวงแหวนเชื่อมต่อเพื่อให้สามารถเยี่ยมชมจากยานอวกาศอื่นได้ [222]เป้าหมายทางวิทยาศาสตร์หลักของ JWST คือการสังเกตวัตถุที่อยู่ห่างไกลที่สุดในจักรวาลนอกเหนือจากเครื่องมือที่มีอยู่ คาดว่าจะตรวจพบดวงดาวในเอกภพยุคแรกที่มีอายุประมาณ 280 ล้านปีมากกว่าดาวที่ HST ตรวจพบในขณะนี้ [223]กล้องโทรทรรศน์เป็นความร่วมมือระหว่างประเทศระหว่างองค์การนาซ่าองค์การอวกาศยุโรปและองค์การอวกาศแคนาดาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2539 [224]และได้รับการวางแผนสำหรับการปล่อยจรวดเอเรียน 5 [225]แม้ว่า JWST เป็นหลักเป็นเครื่องมืออินฟราเรดความคุ้มครองขยายลงไปที่ 600 แสงความยาวคลื่นนาโนเมตรหรือประมาณส้มในสเปกตรัมที่มองเห็น สายตาของมนุษย์ทั่วไปสามารถมองเห็นแสงที่มีความยาวคลื่นประมาณ 750 นาโนเมตรดังนั้นจึงมีแถบความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดที่มองเห็นได้ซ้อนทับอยู่บ้างรวมทั้งแสงสีส้มและสีแดง กระจกฮับเบิลและ JWST (4.5 ม. 2และ 25 ม. 2ตามลำดับ) กล้องโทรทรรศน์เสริมที่ดูความยาวคลื่นที่ยาวกว่ากล้องฮับเบิลหรือ JWST คือหอดูดาว Herschel Spaceของ European Space Agency ซึ่งเปิดตัวเมื่อวันที่ 14 พฤษภาคม 2552 เช่นเดียวกับ JWST Herschel ไม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้บริการหลังการเปิดตัวและมีกระจกขนาดใหญ่กว่า ของฮับเบิล แต่สังเกตได้เฉพาะในอินฟราเรดระยะไกลและมิเตอร์ใต้น้ำ ต้องใช้สารหล่อเย็นฮีเลียมซึ่งหมดในวันที่ 29 เมษายน 2556
แนวคิดเพิ่มเติมสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศขั้นสูงในศตวรรษที่ 21 ได้แก่Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor (LUVOIR), [227]กล้องโทรทรรศน์อวกาศแบบออปติคอลขนาด 8 ถึง 16.8 เมตร (310 ถึง 660 นิ้ว) ซึ่งหากตระหนักได้ว่าอาจเป็นตัวต่อจาก HST โดยตรง ที่มีความสามารถในการสังเกตและถ่ายภาพวัตถุทางดาราศาสตร์ในที่มองเห็นรังสีอัลตราไวโอเลตและความยาวคลื่นอินฟราเรดที่มีความละเอียดอย่างมากดีกว่าฮับเบิลหรือกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ความพยายามนี้กำลังได้รับการวางแผนสำหรับกรอบเวลา 2025–2035 กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่มีอยู่และกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่พิเศษที่นำเสนอหลายรุ่นอาจเกิน HST ในแง่ของกำลังการรวบรวมแสงที่แท้จริงและขีด จำกัด การเลี้ยวเบนเนื่องจากกระจกที่มีขนาดใหญ่ขึ้น แต่ปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อกล้องโทรทรรศน์ ในบางกรณีอาจจับคู่หรือมีความละเอียดสูงกว่าฮับเบิลได้โดยใช้เลนส์ปรับแสง (AO) อย่างไรก็ตาม AO บนแผ่นสะท้อนแสงขนาดใหญ่จะไม่ทำให้กล้องฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์อวกาศอื่น ๆ ล้าสมัย ระบบ AO ส่วนใหญ่จะปรับมุมมองให้คมชัดในพื้นที่แคบมากเช่นLucky Camให้ภาพที่คมชัดกว้างเพียง 10 ถึง 20 อาร์ควินาทีในขณะที่กล้องของฮับเบิลให้ภาพที่คมชัดในช่วง 150 อาร์ควินาที (2½อาร์คนาที) นอกจากนี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศยังสามารถศึกษาจักรวาลผ่านสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดซึ่งส่วนใหญ่ถูกปิดกั้นโดยชั้นบรรยากาศของโลก ในที่สุดท้องฟ้าพื้นหลังในอวกาศจะมืดกว่าบนพื้นดินเนื่องจากอากาศดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ในตอนกลางวันแล้วปล่อยออกมาในเวลากลางคืนทำให้เกิดแสงจาง ๆ แต่ก็มองเห็นได้ - แอร์โกลว์ที่ล้างวัตถุทางดาราศาสตร์ที่มีความเปรียบต่างต่ำออกไป [228] ดูสิ่งนี้ด้วย
อ้างอิง
บรรณานุกรมอ่านเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอกไฟล์เสียงนี้สร้างขึ้นจากการแก้ไขบทความนี้ลงวันที่ 29 พฤษภาคม 2549 และไม่สะท้อนถึงการแก้ไขในภายหลัง
|